LTD-2601JG-J LED-Anzeige Datenblatt - 0,28-Zoll Ziffernhöhe - AlInGaP Grün - 2,6V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTD-2601JG-J ist ein zweistelliges, alphanumerisches 7-Segment-Anzeigemodul, das für klare numerische Anzeigen in verschiedenen elektronischen Anwendungen konzipiert ist. Sie verfügt über eine Ziffernhöhe von 0,28 Zoll (7,0 mm), was einen guten Kompromiss zwischen kompakter Bauweise und guter Lesbarkeit bietet. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie für seine grün leuchtenden Segmente und bietet so hohe Helligkeit und Effizienz. Die Anzeige hat eine graue Front mit weißen Segmenten, was den Kontrast und die Lesbarkeit erhöht. Ihre Hauptvorteile sind niedriger Stromverbrauch, ausgezeichnetes Zeichenbild mit kontinuierlich gleichmäßigen Segmenten, hohe Helligkeit, große Betrachtungswinkel und die Zuverlässigkeit von Festkörperbauelementen. Sie wird nach Lichtstärke kategorisiert und ist in einer bleifreien Ausführung erhältlich, die den RoHS-Richtlinien entspricht.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die Leistung des Bauteils ist bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert. Wichtige Parameter sind:

• Mittlere Lichtstärke pro Segment:Liegt zwischen einem Minimum von 200 µcd und einem Maximum von 3400 µcd, mit einem typischen Wert von 540 µcd, gemessen bei einem Durchlassstrom (IF) von 1 mA.
• Mittlere Lichtstärke pro Dezimalpunkt (DP):Minimum von 50 µcd bei IF=1mA.
• Peak-Emissionswellenlänge (λp):571 nm bei IF=20mA.
• Dominante Wellenlänge (λd):572 nm bei IF=20mA.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm bei IF=20mA.
• Durchlassspannung pro Segment (VF):Typisch 2,6V, maximal 2,6V bei IF=20mA.
• Sperrstrom pro Segment (IR):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V. Hinweis: Dies ist eine Prüfbedingung; das Bauteil ist nicht für den Dauerbetrieb in Sperrrichtung vorgesehen.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis:Maximal 2:1 für ähnliche Lichtflächen bei IF=1mA.
• Dominante Wellenlängen-Abweichung (Δλd):Maximal 4 nm für ähnliche Lichtflächen bei IF=20mA.
• Übersprechen (Crosstalk):Spezifiziert mit ≤ 2,5%.

2.2 Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können dauerhafte Schäden verursachen.

• Verlustleistung pro Segment:70 mW
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment:60 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:25 mA (Linear ab 25°C mit 0,28 mA/°C heruntergeregelt)
• Betriebstemperaturbereich:-35°C bis +105°C
• Lagertemperaturbereich:-35°C bis +105°C
• Löttemperatur:260°C für 5 Sekunden, gemessen 1/16 Zoll (≈1,6mm) unterhalb der Auflageebene.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Bauteil verwendet ein Binning-System, um Einheiten basierend auf ihrer bei 1 mA gemessenen Lichtstärke zu kategorisieren. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit für Anwendungen, die ein einheitliches Erscheinungsbild erfordern. Die Bins sind wie folgt definiert, mit einer Lichtstärke-Toleranz von ±15% innerhalb jedes Bins:

• Bin E:201 - 320 µcd
• Bin F:321 - 500 µcd
• Bin G:501 - 800 µcd
• Bin H:801 - 1300 µcd
• Bin J:1301 - 2100 µcd
• Bin K:2101 - 3400 µcd

Der spezifische Bin-Code für eine Einheit ist auf der Geräteverpackung markiert. Zusätzlich erfolgt ein Abgleich der dominanten Wellenlänge innerhalb einer Delta von 4 nm für Segmente in ähnlichen Lichtflächen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische und optische Kennlinien. Obwohl die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, zeigen solche Kurven typischerweise den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom (IF) und Durchlassspannung (VF), die Abhängigkeit der Lichtstärke vom Durchlassstrom und die Variation dieser Parameter mit der Umgebungstemperatur. Die Analyse dieser Kurven ist für den Schaltungsentwickler entscheidend, um eine korrekte Strombegrenzung sicherzustellen, die Helligkeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen vorherzusagen und thermische Effekte auf die Leistung zu verstehen. Entwickler sollten erwarten, dass die Durchlassspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und die Lichtstärke mit steigender Temperatur abnimmt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die Anzeige hat einen standardmäßigen zweistelligen 7-Segment-Fußabdruck. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern.
• Allgemeine Toleranz ist ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Die Toleranz für die Pinspitzenverschiebung beträgt ±0,4 mm.
• Fehlergrenzen sind für Fremdmaterial auf Segmenten (≤10 mil), Tintenverunreinigungen (≤20 mil), Verbiegung des Reflektors (≤1/100 seiner Länge) und Blasen in Segmenten (≤10 mil) spezifiziert.
• Für die Montage wird eine Leiterplattenbohrung von Ø1,4mm empfohlen.

5.2 Pinbelegung und Polarität

Das Bauteil verwendet eine gemeinsame Anoden-Konfiguration (Common Anode). Das interne Schaltbild zeigt zwei gemeinsame Anoden (eine pro Ziffer) und individuelle Kathoden für jedes Segment (A-G und DP). Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pin 1: Kathode E
• Pin 2: Kathode D
• Pin 3: Kathode C
• Pin 4: Kathode G
• Pin 5: Kathode DP (Dezimalpunkt)
• Pin 6: Gemeinsame Anode (Ziffer 2)
• Pin 7: Kathode A
• Pin 8: Kathode B
• Pin 9: Gemeinsame Anode (Ziffer 1)
• Pin 10: Kathode F

Die korrekte Identifizierung der gemeinsamen Anoden-Pins ist für das Multiplexen der beiden Ziffern unerlässlich.

6. Löt- & Bestückungsanleitung

6.1 Lötprofil

Automatisches Löten:Die empfohlene Bedingung ist 260°C für 5 Sekunden, gemessen 1/16 Zoll (≈1,6mm) unterhalb der Auflageebene. Die Bauteiltemperatur während der Bestückung darf den maximalen Temperaturgrenzwert nicht überschreiten.
Manuelles Löten:Die empfohlene Bedingung ist 350°C ±30°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene.

6.2 Hinweise & Anwendungshinweise

Die Anzeige ist für gewöhnliche elektronische Geräte in Büro-, Kommunikations- und Haushaltsanwendungen vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizinsysteme), ist eine vorherige Konsultation zwingend erforderlich. Entwickler müssen sich strikt an die absoluten Maximalwerte halten. Beim Umgang sollte Vorsicht vor elektrostatischer Entladung (ESD) walten, auch wenn spezifische ESD-Grenzwerte in diesem Auszug nicht angegeben sind. Die Lagerung sollte innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs von -35°C bis +105°C in einer trockenen Umgebung erfolgen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die Standard-Verpackungsspezifikation ist wie folgt:

• Einheiten pro Tube: 33
• Tuben pro Innenkarton: 90
• Einheiten pro Innenkarton: 2,970
• Tuben pro Außenkarton: 360
• Einheiten pro Außenkarton: 11,880

Die Modulbeschriftung auf dem Bauteil umfasst die Teilenummer (LTD-2601JG-J), einen Datumscode (YYWW-Format), das Herstellungsland und den Bin-Code (Z).

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese Anzeige eignet sich für jedes Gerät, das eine kompakte, helle, zweistellige numerische Anzeige benötigt. Typische Anwendungen sind Instrumententafeln, Unterhaltungselektronik (Uhren, Timer, Waagen), Industrie-Steuerungen, Prüf- und Messgeräte sowie Anzeigen in Haushaltsgeräten.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Externe strombegrenzende Widerstände sind für jedes Segment oder jede gemeinsame Anode zwingend erforderlich, um ein Überschreiten des maximalen Dauer-Durchlassstroms (25 mA pro Segment) zu verhindern. Der Wert muss basierend auf der Versorgungsspannung und der Durchlassspannung der LED berechnet werden.
• Multiplexing:Um zwei Ziffern unabhängig mit nur 10 Pins zu steuern, wird eine Multiplexing-Technik verwendet. Die gemeinsamen Anoden (Pins 6 und 9) werden sequentiell mit hoher Frequenz angesteuert, während die entsprechenden Segment-Kathoden synchron aktiviert werden. Dies reduziert die Anzahl der benötigten Mikrocontroller-I/O-Pins.
• Betrachtungswinkel:Der große Betrachtungswinkel ist vorteilhaft für Anwendungen, bei denen die Anzeige aus schrägen Positionen betrachtet werden kann.
• Helligkeitsregelung:Die Helligkeit kann durch Variieren des Durchlassstroms (innerhalb der Grenzwerte) oder durch Pulsweitenmodulation (PWM) der Ansteuersignale eingestellt werden.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der LTD-2601JG-J sind die Verwendung von AlInGaP-Technologie für grünes Licht und das spezifische Binning für die Lichtstärke. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP bietet AlInGaP höhere Helligkeit und Effizienz. Das explizite Binning-System bietet Entwicklern vorhersehbare Helligkeitsniveaus, was für Anwendungen, die visuelle Konsistenz über mehrere Einheiten oder Produkte hinweg erfordern, entscheidend ist. Die Ziffernhöhe von 0,28 Zoll positioniert sie in einer gängigen Größenkategorie und bietet einen guten Kompromiss zwischen Lesbarkeit und Platzbedarf auf der Leiterplatte.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Zweck des Bin-Codes?
A: Der Bin-Code (auf dem Bauteil als 'Z' markiert) gibt den Lichtstärkebereich dieser spezifischen Einheit an. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit konsistenter Helligkeit für ihre Anwendung auszuwählen oder bei Bedarf eine bestimmte Helligkeitsstufe zu beziehen.

F: Kann ich diese Anzeige ohne strombegrenzende Widerstände betreiben?
A: Nein. Das direkte Ansteuern einer LED von einer Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss, der möglicherweise den absoluten Maximalwert überschreitet und das Segment zerstört. Immer Reihenwiderstände verwenden.

F: Wie steuere ich die beiden Ziffern unabhängig voneinander an?
A: Sie müssen Multiplexing verwenden. Schalten Sie kurz die gemeinsame Anode für Ziffer 1 ein, während Sie die Kathoden für die gewünschten Segmente von Ziffer 1 setzen. Dann schalten Sie die Anode von Ziffer 1 aus, schalten die Anode von Ziffer 2 ein und setzen die Kathoden für die Segmente von Ziffer 2. Wiederholen Sie diesen Zyklus schnell (z.B. >60 Hz), um den Eindruck zu erwecken, dass beide Ziffern kontinuierlich leuchten.

F: Was bedeutet "gemeinsame Anode"?
A: Es bedeutet, dass die Anoden (positive Seiten) aller LEDs in einer Ziffer miteinander verbunden und an einen Pin angeschlossen sind. Um ein Segment zum Leuchten zu bringen, legen Sie eine positive Spannung an seinen gemeinsamen Anoden-Pin an und verbinden die Kathode (negative Seite) dieses spezifischen Segments mit Masse (oder einem niedrigen Logikpegel).

11. Praktisches Design & Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf eines einfachen zweistelligen Zählers.
Ein Mikrocontroller kann verwendet werden, um einen Zähler von 00 bis 99 zu implementieren. Zehn I/O-Pins werden benötigt: zwei zum Ansteuern der gemeinsamen Anoden (vorzugsweise über Transistoren für höheren Strom) und acht zum Ansteuern der Segment-Kathoden (A-G und DP). Die Firmware verwaltet den Zählwert, wandelt jede Ziffer in ein 7-Segment-Muster um und führt die Multiplexing-Routine aus. Der Wert des strombegrenzenden Widerstands (R) für jedes Segment kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - Vf) / If, wobei Vcc die Versorgungsspannung (z.B. 5V), Vf die LED-Durchlassspannung (~2,6V) und If der gewünschte Durchlassstrom (z.B. 10 mA) ist. Dies ergibt R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ω. Ein 220 Ω oder 270 Ω Widerstand wären geeignete Standardwerte.

12. Funktionsprinzip

Das Bauteil basiert auf der Technologie der Leuchtdiode (LED). Eine LED ist eine Halbleiter-pn-Übergangsdiode, die Licht emittiert, wenn sie in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Elektronen rekombinieren mit Löchern innerhalb des Bauteils und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Farbe des Lichts (Wellenlänge) wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Die LTD-2601JG-J verwendet AlInGaP, ein Materialsystem, das sich gut für die Erzeugung von hocheffizientem rotem, orangem, bernsteinfarbenem und grünem Licht eignet. Das 7-Segment-Design verwendet mehrere individuelle LED-Chips, die in einem Standardmuster (Segmente A bis G und ein Dezimalpunkt DP) angeordnet sind, um numerische Zeichen zu bilden. Die gemeinsame Anoden-Konfiguration ist eine gängige Schaltungsauslegung, die das Multiplexen für mehrstellige Anzeigen vereinfacht.

13. Entwicklungstrends

Während diskrete 7-Segment-LED-Anzeigen für bestimmte Anwendungen relevant bleiben, umfassen breitere Trends in der Displaytechnologie einen Wechsel zu integrierten Punktmatrix-Displays (die alphanumerische und grafische Fähigkeiten bieten), organischen LED (OLED)-Displays aufgrund ihrer Dünnheit und ihres Kontrasts sowie die Integration von Treiberschaltungen und manchmal Mikrocontrollern direkt in das Displaymodul ("intelligente" Displays). Für einfache, kostengünstige, hochhelle und äußerst zuverlässige numerische Anzeigen bleiben LED-7-Segment-Anzeigen wie die LTD-2601JG-J jedoch weiterhin eine robuste und effektive Lösung, insbesondere in industriellen, automobilen und Geräteanwendungen, bei denen Langlebigkeit und Sichtbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen von größter Bedeutung sind.