LTS-2806SKG-P LED-Anzeige Datenblatt - 0,28 Zoll Zeichenhöhe - AlInGaP Grün - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-2806SKG-P ist eine einstellige, oberflächenmontierbare (SMD) LED-Anzeige, die für Anwendungen konzipiert ist, die eine klare numerische Anzeige in kompakter Bauform erfordern. Sie verfügt über eine Zeichenhöhe von 0,28 Zoll (7,0 mm) und eignet sich somit ideal für die Integration in verschiedene elektronische Geräte, bei denen Platz knapp ist. Die Anzeige nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie für ihre lichtemittierenden Segmente, was eine deutliche grüne Farbausgabe liefert. Das Gehäuse ist durch eine graue Front und weiße Segmente gekennzeichnet, was den Kontrast und die Lesbarkeit verbessert. Dieses Bauteil ist nach Leuchtdichte kategorisiert und entspricht den Richtlinien für bleifreie und RoHS-konforme (Beschränkung gefährlicher Stoffe) Fertigung, was es für die moderne Elektronikproduktion geeignet macht.

1.1 Hauptmerkmale

• Zeichengröße:0,28 Zoll (7,0 mm) Zeichenhöhe.
• Technologie:Verwendet AlInGaP-LED-Chips auf einem nicht transparenten GaAs-Substrat für grüne Lichtemission.
• Gleichmäßigkeit:Kontinuierliche und gleichmäßige Segmentbeleuchtung.
• Energieeffizienz:Geringer Leistungsbedarf für energieempfindliche Anwendungen.
• Optische Leistung:Hervorragendes Zeichenbild, hohe Helligkeit und hoher Kontrast.
• Betrachtungswinkel:Großer Betrachtungswinkel für gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Positionen.
• Zuverlässigkeit:Festkörperbauweise gewährleistet eine lange Betriebsdauer.
• Qualitätskontrolle:Bauteile werden basierend auf ihrer Leuchtdichte kategorisiert (gebinned).
• Umweltkonformität:Bleifreies Gehäuse, RoHS-konform.

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die ArtikelnummerLTS-2806SKG-Pidentifiziert dieses spezifische Modell. Es handelt sich um eine AlInGaP grüne LED-Anzeige in Common-Anode-Konfiguration.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der elektrischen und optischen Spezifikationen, die die Leistungsgrenzen und Betriebsbedingungen der LTS-2806SKG-P-Anzeige definieren.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte in zuverlässigen Designs vermieden werden.

• Verlustleistung pro Segment:70 mW. Dies ist die maximale Leistung, die ein einzelnes LED-Segment sicher abführen kann, ohne thermische Schäden zu verursachen.
• Spitzendurchlassstrom pro Segment:60 mA. Dieser Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite), um Überhitzung zu verhindern.
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:25 mA bei 25°C. Dieser Wert verringert sich oberhalb von 25°C linear mit einem Derating-Faktor von 0,28 mA/°C. Beispielsweise beträgt der maximale Dauerstrom bei 85°C ungefähr: 25 mA - (0,28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 25 mA - 16,8 mA = 8,2 mA.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-35°C bis +105°C. Das Bauteil kann in diesem gesamten Bereich gelagert und betrieben werden.
• Löttemperatur:Das Gehäuse hält Lötkolbenlötung bei 260°C für 3 Sekunden stand, gemessen 1/16 Zoll (≈1,6 mm) unterhalb der Auflageebene.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter festgelegten Testbedingungen (Ta=25°C). Sie werden für Schaltungsentwurf und Leistungserwartung verwendet.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):Dies ist das primäre Maß für die Helligkeit.
  • Minimum: 201 µcd, Typisch: 501 µcd bei I_F= 2 mA.
  • Typisch: 5210 µcd bei I_F= 20 mA. Dies zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Strom und Lichtausbeute; eine 10-fache Stromerhöhung führt in diesem Bereich zu einer etwa 10-fachen Intensitätssteigerung.
  • Die Messung folgt der CIE-Augenempfindlichkeitskurve für Genauigkeit.
• Wellenlängeneigenschaften:
  • Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):574 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung am größten ist.
  • Dominante Wellenlänge (λ_d):571 nm (typisch). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe (grün) definiert.
  • Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet eine monochromatischere Farbe.
• Durchlassspannung pro Chip (V_F):2,6 V (typisch), maximal 2,6 V bei I_F= 20 mA. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung diese Spannung bereitstellen kann.
• Sperrstrom (I_R):100 µA (maximal) bei V_R= 5V. Dieser Parameter dient nur Testzwecken; das Anlegen einer kontinuierlichen Sperrspannung wird nicht empfohlen.
• Lichtstärke-Anpassungsverhältnis:2:1 (maximal). Dies spezifiziert die maximal zulässige Helligkeitsvariation zwischen Segmenten innerhalb eines einzelnen Bauteils und gewährleistet visuelle Gleichmäßigkeit.
• Übersprechen:≤ 2,5%. Dies definiert die maximale Menge an unbeabsichtigter Lichtemission von einem nicht aktivierten Segment, wenn ein benachbartes Segment leuchtet.

2.3 Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass das Bauteil \"für Lichtstärke kategorisiert\" ist. Dies impliziert einen Binning-Prozess, bei dem gefertigte Einheiten basierend auf der gemessenen Lichtausbeute bei einem Standardteststrom (wahrscheinlich 2 mA oder 20 mA) sortiert (gebinned) werden. Entwickler können Bins auswählen, um eine konsistente Helligkeit über mehrere Anzeigen in einem Produkt hinweg sicherzustellen. Die spezifischen Bin-Codes oder Intensitätsbereiche sind in diesem Dokument nicht detailliert, wären aber typischerweise vom Hersteller für die Beschaffung verfügbar.

3. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird, werden hier ihre typischen Implikationen basierend auf dem Standard-LED-Verhalten und den bereitgestellten Parametern analysiert.

3.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die typische V_Fvon 2,05V bis 2,6V bei 20mA zeigt die Durchlasskennlinie der Diode. Die Kurve würde einen exponentiellen Anstieg des Stroms nach der Schwellspannung (~1,8-2,0V für AlInGaP) zeigen, der bei höheren Strömen linearer wird. Ein Konstantstromtreiber wird gegenüber einem Konstantspannungstreiber empfohlen, um eine stabile Lichtausgabe zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu verhindern.

3.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-L-Kurve)

Die Datenpunkte (2mA -> 501 µcd, 20mA -> 5210 µcd) deuten auf eine weitgehend lineare Beziehung zwischen Strom und Lichtausbeute in diesem Betriebsbereich hin. Die Effizienz (Lichtausbeute pro elektrischer Leistungseinheit) nimmt jedoch typischerweise bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung ab. Das Derating des Dauerstroms mit der Temperatur steht in direktem Zusammenhang mit der Erhaltung dieser Effizienz und der Bauteillebensdauer.

3.3 Spektrale Verteilung

Mit einer dominanten Wellenlänge von 571 nm und einer Halbwertsbreite von 15 nm ist das emittierte Licht ein relativ reines Grün. Das Maximum bei 574 nm liegt etwas höher, was üblich ist. Diese spektrale Information ist entscheidend für Anwendungen, bei denen Farbkonstanz oder spezifische Wellenlängeninteraktion wichtig ist.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem Standard-SMD-Fußabdruck. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Spezifische Qualitätskontrollen sind für die Anzeigefront definiert: Fremdmaterial auf Segmenten ≤ 10 mils, Tintenverschmutzung ≤ 20 mils, Blasen in Segmenten ≤ 10 mils und Verbiegung des Reflektors ≤ 1% seiner Länge.
• Der Grat des Kunststoffpins darf 0,1 mm nicht überschreiten.

Eine detaillierte Maßzeichnung ist im Originaldatenblatt für das PCB-Land-Pattern-Design enthalten.

4.2 Internes Schaltbild & Pin-Belegung

Die Anzeige hat eineCommon-AnodeKonfiguration. Das bedeutet, die Anoden (positive Anschlüsse) aller LED-Segmente sind intern mit gemeinsamen Pins (Pin 4 und Pin 9) verbunden. Jedes Segmentkathode (negativer Anschluss) hat einen eigenen dedizierten Pin. Um ein Segment zu beleuchten, muss sein entsprechender Kathodenpin auf Low-Pegel (Masse oder Stromsenke) gezogen werden, während die gemeinsame Anode auf High-Pegel (über einen Vorwiderstand an die positive Versorgung) gelegt wird.

Pinbelegungsdefinition:

1: Nicht verbunden (N/C)

2: Kathode D

3: Kathode E

4: Gemeinsame Anode

5: Kathode C

6: Kathode DP (Dezimalpunkt)

7: Kathode B

8: Kathode A

9: Gemeinsame Anode

10: Kathode F

11: Nicht verbunden (N/C)

12: Kathode G

Die beiden gemeinsamen Anodenpins (4 & 9) sind wahrscheinlich intern verbunden und bieten Flexibilität beim PCB-Layout und potenziell eine bessere Stromverteilung.

5. Löt- & Montagerichtlinien

5.1 SMT-Lötanleitung

Das Bauteil ist für Reflow-Lötprozesse vorgesehen. Kritische Anweisungen umfassen:

• Maximale Reflow-Zyklen:Das Bauteil hält maximal zwei Reflow-Lötprozesse stand. Zwischen dem ersten und zweiten Zyklus ist eine vollständige Abkühlung auf Umgebungstemperatur erforderlich.
• Empfohlenes Reflow-Profil:
  • Vorwärmen: 120–150°C.
  • Vorwärmzeit: Maximal 120 Sekunden.
  • Spitzentemperatur: Maximal 260°C.
  • Zeit oberhalb Liquidus: Maximal 5 Sekunden.
• Handlöten (Lötkolben):Falls erforderlich, sollte die Lötkolbentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit 3 Sekunden nicht überschreiten.

Die Einhaltung dieser Profile verhindert thermische Schäden an den LED-Chips, dem Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten.

5.2 Empfohlenes Lötmuster

Eine Land-Pattern- (Fußabdruck-) Empfehlung wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstellenbildung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Dieses Muster berücksichtigt die Pad-Größe, -Form und -Abstände relativ zu den Anschlüssen des Bauteils, um korrekte Lötfahnen zu erreichen und Brückenbildung zu vermeiden.

5.3 Feuchtigkeitssensitivität & Lagerung

Die SMD-Anzeigen werden in feuchtigkeitsgeschützter Verpackung (wahrscheinlich mit Trockenmittel und Feuchteindikator-Karte) versandt.

• Lagerbedingungen:Ungeöffnete Beutel sollten bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden.
• Exposition:Sobald der versiegelte Beutel geöffnet ist, beginnen die Bauteile, Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen.
• Trocknungsanforderung:Wenn die Bauteile Umgebungsbedingungen jenseits der spezifizierten Bodenlebensdauer (nicht angegeben, aber typischerweise 168 Stunden für ein Level-3-Bauteil) ausgesetzt waren, MÜSSEN die Teile vor dem Reflow getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit auszutreiben. Unterlassen kann zu \"Popcorning\" oder innerer Delaminierung während des Hochtemperatur-Reflow-Prozesses führen.
• Trocknungsparameter (nur einmal):
  • Für Teile auf Rolle: 60°C für ≥ 48 Stunden.
  • Für Teile lose: 100°C für ≥ 4 Stunden oder 125°C für ≥ 2 Stunden.

6. Verpackungs- & Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikationen

Die Bauteile werden auf Tape-and-Reel für automatisierte Pick-and-Place-Montage geliefert.

• Rollenart:Standardrolle mit 13 Zoll (330 mm) Durchmesser.
• Menge pro Rolle:1000 Stück.
• Verpackungslänge:38,5 Meter Trägerband pro 22-Zoll-Rolle (dies bezieht sich wahrscheinlich auf die Bandlänge, möglicherweise für eine größere Master-Rolle).
• Mindestbestellmenge (MOQ):Für Restmengen beträgt die Mindestpackung 250 Stück.
• Trägerband:Hergestellt aus schwarzem leitfähigem Polystyrol-Alloy. Abmessungen entsprechen EIA-481-Standards. Das Band hat eine Krümmungsgrenze von 1 mm über 250 mm und eine Dicke von 0,40 ± 0,05 mm.
• Leader & Trailer:Das Band enthält einen Leader (≥ 400 mm) und einen Trailer (≥ 40 mm) für den Maschineneinzug, mit einem Mindestabstand von 40 mm zwischen dem Ende der Bauteile und dem Beginn des Trailers.

7. Anwendungsvorschläge & Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Unterhaltungselektronik:Digitale Anzeigen auf Haushaltsgeräten, Audioequipment, Steckdosenleisten oder Ladegeräten.
• Messtechnik:Pultinstrumente, Testgeräteanzeigen oder Steuerungssystem-Schnittstellen.
• Industriesteuerungen:Statusanzeigen, Zählerdisplays oder Parameteranzeigen an Maschinen.
• Automotive Aftermarket:Anzeigen für Zusatzinstrumente oder kundenspezifische elektronische Module (erweiterte Temperaturanforderungen berücksichtigen).

7.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand für jede gemeinsame Anodenverbindung. Der Widerstandswert wird berechnet als R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und einen Ziel-I_Fvon 10 mA mit V_F~2,4V: R = (5 - 2,4) / 0,01 = 260 Ω. Verwenden Sie den nächsthöheren Normwert (270 Ω).
• Multiplexing:Für mehrstellige Anzeigen kann ein Multiplexing-Schema verwendet werden, bei dem die gemeinsamen Anoden verschiedener Ziffern sequentiell mit hoher Frequenz angesteuert werden, während die Kathoden (Segmente) mit dem Muster für die aktive Ziffer versorgt werden. Dies reduziert die Anzahl der benötigten I/O-Pins erheblich.
• Wärmemanagement:Beachten Sie die Strom-Derating-Kurve für erhöhte Umgebungstemperaturen. Sorgen Sie für ausreichende PCB-Kupferflächen oder Belüftung, wenn in der Nähe der maximalen Temperatur- oder Stromgrenzen gearbeitet wird.
• ESD-Schutz:Obwohl nicht explizit angegeben, sollten während der Montage Standard-ESD-Schutzmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) beachtet werden.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu anderen einstelligen SMD-Anzeigen sind die Hauptunterscheidungsmerkmale der LTS-2806SKG-P:

• Materialtechnologie:Die Verwendung von AlInGaP-Chips bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP eine höhere Effizienz und potenziell bessere Temperaturstabilität für grüne Emission.
• Helligkeit:Eine typische Intensität von über 5000 µcd bei 20 mA ist für eine 0,28-Zoll-Anzeige sehr hell und für gut beleuchtete Umgebungen geeignet.
• Kontrast:Das graue Front/weiße Segment-Design ist für hohen Kontrast optimiert und verbessert die Lesbarkeit.
• Gehäuse:Das bleifreie, RoHS-konforme SMD-Gehäuse entspricht modernen Umweltvorschriften und automatisierten Montagelinien.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p=574 nm) ist das physikalische Maximum des emittierten Lichtspektrums. Dominante Wellenlänge (λ_d=571 nm) ist die Einzelwellenlänge, die vom menschlichen Auge als dieselbe Farbe wahrgenommen würde. Sie unterscheiden sich oft leicht. Entwickler, die auf Farbabgleich achten, sollten sich auf die dominante Wellenlänge beziehen.

9.2 Kann ich diese Anzeige direkt mit einem 3,3V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

Nein. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 2,05-2,6V. Obwohl 3,3V darüber liegt, müssen Sie einen Strombegrenzungswiderstand einfügen. Darüber hinaus kann ein GPIO-Pin eines Mikrocontrollers typischerweise nicht genug Strom (25 mA Dauerstrom max. pro Segment) für den Direktantrieb liefern oder aufnehmen. Verwenden Sie einen Transistor oder einen speziellen LED-Treiber-IC.

9.3 Warum gibt es zwei gemeinsame Anodenpins?

Zwei intern verbundene Pins (4 und 9) für die gemeinsame Anode ermöglichen ein flexibleres PCB-Layout, können helfen, den Strom gleichmäßiger über die Anzeige zu verteilen und bieten Redundanz für den Fall, dass eine Lötstelle fehlerhaft ist.

9.4 Wie interpretiere ich das \"2:1\" Lichtstärke-Anpassungsverhältnis?

Dies bedeutet, dass innerhalb eines einzelnen Bauteils das hellste Segment unter identischen Bedingungen (I_F=2mA) nicht mehr als doppelt so hell wie das dunkelste Segment sein wird. Dies gewährleistet die visuelle Gleichmäßigkeit der angezeigten Zahl.

10. Praktisches Design & Anwendungsfallstudie

Szenario:Entwurf einer einfachen digitalen Temperaturanzeige für ein Prototypengerät. Der Mikrocontroller hat begrenzte I/O-Pins.

Verwenden Sie eine dreistellige Version einer ähnlichen Anzeige (oder drei LTS-2806SKG-P Einheiten). Verbinden Sie alle entsprechenden Segmentkathoden (A, B, C, D, E, F, G, DP) über die drei Ziffern hinweg miteinander, wobei Sie 8 Mikrocontroller-Pins verwenden. Verbinden Sie die gemeinsame Anode jeder Ziffer über einen kleinen NPN-Transistor (z.B. 2N3904) mit einem separaten Mikrocontroller-Pin, um den höheren kumulativen Segmentstrom zu bewältigen. Die Mikrocontroller-Firmware durchläuft (multiplexed) schnell die Aktivierung des Anodentransistors jeder Ziffer nacheinander, während sie das Segmentmuster für diese Ziffer ausgibt. Eine Aktualisierungsrate von 100 Hz oder höher verhindert sichtbares Flackern. Strombegrenzungswiderstände werden in die gemeinsamen Anodenleitungen (vor den Transistoren) eingefügt. Dieser Ansatz steuert 3 Ziffern mit nur 8+3=11 I/O-Pins, anstatt 8*3=24 Pins für Direktantrieb.11. Prinzipielle Einführung

Die LTS-2806SKG-P arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellspannung der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen aus der n-dotierten AlInGaP-Schicht mit Löchern aus der p-dotierten Schicht. Dieses Rekombinationsereignis setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt – in diesem Fall grün (~571 nm). Das nicht transparente GaAs-Substrat hilft, das Licht nach außen zu reflektieren und verbessert so die Effizienz. Jedes Segment der Ziffer wird durch einen oder mehrere dieser winzigen LED-Chips gebildet, die innerhalb des Gehäuses parallel oder in Reihe geschaltet sind.

12. Entwicklungstrends

Die Entwicklung von SMD-LED-Anzeigen wie der LTS-2806SKG-P folgt breiteren Trends in der Optoelektronik:

Erhöhte Effizienz:

• Laufende Materialforschungen zielen darauf ab, Lumen pro Watt (Lichtausbeute) zu verbessern und so den Stromverbrauch bei gleicher Helligkeit zu reduzieren.Miniaturisierung:
• Während 0,28 Zoll Standard ist, besteht eine Nachfrage nach kleineren Zeichenhöhen in ultra-kompakten Geräten, was die Grenzen von Verpackungs- und Chiptechnologie vorantreibt.Erweiterter Farbraum & Optionen:
• Fortschritte bei Phosphoren und direkten Halbleitermaterialien (wie InGaN für Blau/Grün) können hellere und gesättigtere Farben oder neue Farboptionen in ähnlichen Bauformen bieten.Integration:
• Zukünftige Bauteile könnten den LED-Treiber-IC oder Logik (z.B. einen BCD-zu-7-Segment-Decoder) direkt in das Anzeigegehäuse integrieren und so das Systemdesign vereinfachen.Verbesserte thermische Leistung:
• Neue Gehäusematerialien und -designs zur besseren Wärmeableitung, die höhere Treiberströme und Helligkeit oder verbesserte Lebensdauer bei hohen Umgebungstemperaturen ermöglichen.Diese Trends zielen darauf ab, höhere Leistung, größere Designflexibilität und erhöhte Zuverlässigkeit in zunehmend anspruchsvollen Anwendungen zu bieten.

These trends focus on providing higher performance, greater design flexibility, and increased reliability in increasingly demanding applications.