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LTC-4724JF LED-Anzeige Datenblatt - 0,4-Zoll Ziffernhöhe - Gelb-Orange Farbe - 2,6V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Technisches Dokument

Technisches Datenblatt für die LTC-4724JF, eine 0,4-Zoll dreistellige Siebensegment-AlInGaP gelb-orange LED-Anzeige. Enthält Spezifikationen, Pinbelegung, Grenzwerte, Kennlinien und Anwendungshinweise.
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1. Produktübersicht

Die LTC-4724JF ist ein kompaktes, leistungsstarkes dreistelliges Siebensegment-LED-Anzeigemodul. Ihre Hauptfunktion besteht darin, klare, helle numerische Anzeigen in verschiedenen elektronischen Geräten und Messinstrumenten bereitzustellen. Das Bauteil basiert auf fortschrittlicher AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie, die für hocheffiziente Lichtemission im gelb-orangen Spektrum bekannt ist. Diese spezifische Materialwahl führt zu exzellenter Leuchtstärke und Farbreinheit. Die Anzeige verfügt über eine graue Front mit weißen Segmentmarkierungen, was ein kontrastreiches Erscheinungsbild schafft, das die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert. Sie ist als Multiplex-Common-Cathode-Typ ausgelegt, eine Standardkonfiguration für mehrstellige Anzeigen, um die Anzahl der benötigten Treiberpins zu minimieren.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Die LTC-4724JF bietet Entwicklern und Ingenieuren mehrere deutliche Vorteile:

2. Technische Spezifikationen und detaillierte Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der elektrischen und optischen Parameter, die die Leistungsgrenzen und Betriebsbedingungen der LTC-4724JF 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 wird nicht garantiert.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (typisch bei 25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter spezifizierten Testbedingungen, die das erwartete Verhalten des Bauteils darstellen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LTC-4724JF verwendet ein Binning-System hauptsächlich fürLichtstärke. Wie durch den IV-Bereich (200-650 µcd) angezeigt, werden Einheiten getestet und basierend auf ihrer Lichtleistung bei einem Standardteststrom (1mA) in verschiedene Bins sortiert. Dies ermöglicht Kunden:

Das Datenblatt erwähnt für diese spezifische Teilenummer nicht explizit separate Bins für Wellenlänge (Farbe) oder Durchlassspannung, was impliziert, dass der AlInGaP-Prozess eine ausreichend enge Kontrolle über diese Parameter liefert oder sie im primären Intensitäts-Binning enthalten sind.

4. Analyse der Leistungskurven

Während die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Kurven für ein solches Bauteil umfassen:

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LTC-4724JF ist in einem Standard-Durchsteck-DIP-Gehäuse (Dual In-line Package) erhältlich. Die Zeichnung (verwiesen auf Seite 3) liefert alle kritischen Abmessungen einschließlich Gesamtlänge, -breite, -höhe, Ziffernabstand, Anschlussabstand (Rastermaß) und Anschlussdurchmesser. Der Hinweis spezifiziert, dass alle Abmessungen in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,25 mm angegeben sind, sofern nicht anders angegeben. Diese Informationen sind wesentlich für das Leiterplatten-Footprint-Design, die Größe des Frontplattenausschnitts und die Gewährleistung eines korrekten mechanischen Sitzes im Endprodukt.

5.2 Pinbelegung und interner Schaltkreis

Das Bauteil hat eine 14-Pin-Konfiguration (einige Pins sind mit "NO PIN" markiert). Das interne Schaltbild (Seite 4) zeigt eine gemultiplextes Common-Cathode-Architektur:

Um ein bestimmtes Segment auf einer bestimmten Ziffer zu beleuchten, muss der entsprechende Segment-Anodenpin auf High-Pegel gesetzt werden (mit einem strombegrenzenden Widerstand), und der Kathodenpin für diese Ziffer muss auf Low-Pegel (Masse) gezogen werden. Diese Multiplex-Technik ermöglicht die Steuerung von 3 Ziffern und ihren Segmenten mit nur 14 Pins anstelle von 24+ Pins, wenn jedes Segment unabhängig verdrahtet wäre.

6. Richtlinien für Löten, Montage und Lagerung

6.1 Löten und Montage

6.2 Lagerbedingungen

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist entscheidend, um die Oxidation der verzinnten Anschlüsse zu verhindern, was zu schlechter Lötbarkeit führen kann.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Die LTC-4724JF ist ideal für Anwendungen, die klare, zuverlässige numerische Anzeigen erfordern, wie z.B.:

7.2 Kritische Designaspekte

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP (Galliumphosphid) oder GaAsP (Galliumarsenidphosphid) rot/gelb LEDs bietet die AlInGaP-Technologie in der LTC-4724JF:

Im Vergleich zu weißen LEDs mit Filtern bietet sie eine einfachere, effizientere Lösung, wenn eine spezifische monochromatische Ausgabe gewünscht ist.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer 3-stelligen DC-Spannungsmessgerät-Anzeige.

  1. Mikrocontroller & Treiber:Wählen Sie einen Mikrocontroller mit genügend I/O-Pins oder verwenden Sie einen speziellen Multiplexing-LED-Treiber (z.B. MAX7219, TM1637), um die Segment-Anoden und Ziffern-Kathoden zu steuern.
  2. Stromeinstellung:Legen Sie den Betriebsstrom fest. Für gute Helligkeit in Innenräumen sind oft 10-15mA pro Segment ausreichend. Verwenden Sie die Derating-Formel, um zu prüfen, ob dies bei Ihrer maximal erwarteten Umgebungstemperatur (z.B. 50°C) sicher ist.
  3. Widerstandsberechnung:Wenn der Treiber Widerstands-Strombegrenzung verwendet, berechnen Sie wie in Abschnitt 7.2 gezeigt. Wenn ein Konstantstrom-Treiber verwendet wird, stellen Sie den Strom auf den gewünschten Wert ein.
  4. Leiterplatten-Layout:Platzieren Sie die strombegrenzenden Widerstände in der Nähe des Treiber-ICs oder Mikrocontrollers, nicht unbedingt direkt an den Anzeige-Pins. Stellen Sie sicher, dass die Leiterbahnen zu den gemeinsamen Kathoden-Pins die Summe der Ströme aller Segmente einer Ziffer führen können (z.B. wenn alle 7 Segmente + DP mit je 10mA leuchten, muss die Kathoden-Leiterbahn 80mA führen können).
  5. Software:Implementieren Sie eine Multiplexing-Routine, die schnell durch die Ziffern 1, 2 und 3 zyklisiert. Das Tastverhältnis für jede Ziffer ist 1/3, daher kann der Spitzenstrom während ihrer aktiven Zeit bis zu 3-mal höher sein (darf aber den 90mA-Spitzen-Nennwert nicht überschreiten), um die gleiche durchschnittliche Helligkeit wie bei einer statischen Anzeige zu erreichen.
  6. Testen:Überprüfen Sie die Helligkeitsgleichmäßigkeit. Wenn Ziffern ungleichmäßig erscheinen, prüfen Sie auf konsistente VCCan den Anzeige-Pins, überprüfen Sie die Widerstandswerte und stellen Sie sicher, dass alle Segmente der Anzeige aus demselben Intensitäts-Bin stammen.

11. Funktionsprinzip

Die LTC-4724JF basiert auf dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-PN-Übergang. Wenn eine Durchlassvorspannung angelegt wird, die die Durchlassspannung der Diode überschreitet (ca. 2V für AlInGaP), rekombinieren Elektronen aus dem N-Typ-Material und Löcher aus dem P-Typ-Material im aktiven Bereich (der Quantentopfstruktur der AlInGaP-Schicht). Dieses Rekombinationsereignis setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der Aluminium-, Indium-, Gallium- und Phosphid-Atome im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall gelb-orange bei ~611 nm. Das nicht-transparente GaAs-Substrat hilft, Licht nach oben zu reflektieren, was die Gesamtlichtextraktionseffizienz von der Oberseite des Chips verbessert.

12. Technologietrends

Während Siebensegmentanzeigen ein Grundnahrungsmittel für numerische Anzeigen bleiben, entwickelt sich die zugrunde liegende LED-Technologie weiter. AlInGaP repräsentiert eine ausgereifte, leistungsstarke Technologie für rote, orange und gelbe Farben. Aktuelle Trends in der Display-Technologie umfassen:

Für Anwendungen, die einfache, zuverlässige und helle numerische Anzeigen erfordern, bleiben Durchsteck-AlInGaP-Siebensegmentanzeigen wie die LTC-4724JF eine robuste und kosteneffektive Lösung.

LED-Spezifikations-Terminologie

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

Elektrische Parameter

Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen
Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung
Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

Verpackung & Materialien

Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Qualitätskontrolle & Binning

Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

Prüfung & Zertifizierung

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.