LTC-4624JS LED-Anzeige Datenblatt - 0,4 Zoll Zeichenhöhe - AlInGaP Gelb - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTC-4624JS ist ein dreistelliges 7-Segment-LED-Anzeigemodul mit einer Zeichenhöhe von 0,4 Zoll (10,0 mm). Dieses Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) gelbe LED-Chips, die auf einem nicht-transparenten GaAs-Substrat gefertigt sind. Die Anzeige verfügt über eine graue Front mit weißen Segmenten, was einen hohen Kontrast für optimale Lesbarkeit bietet. Sie ist als Multiplex-Anzeige mit gemeinsamer Anode (Common Anode) ausgelegt, was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen die Minimierung der benötigten Treiberpins entscheidend ist.

1.1 Hauptmerkmale

• 0,4 Zoll (10,0 mm) Zeichenhöhe
• Kontinuierliche, gleichmäßige Segmente
• Geringer Leistungsbedarf
• Hervorragende Zeichendarstellung
• Hohe Helligkeit & Hoher Kontrast
• Großer Betrachtungswinkel
• Zuverlässigkeit der Festkörpertechnik
• Kategorisiert nach Lichtstärke
• Bleifreies Gehäuse (RoHS-konform)

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die Artikelnummer LTC-4624JS bezeichnet speziell eine AlInGaP-Gelb-Multiplex-Anzeige mit gemeinsamer Anode und einem Dezimalpunkt auf der rechten Seite.

2. Mechanische und Gehäuseinformationen

2.1 Gehäuseabmessungen

Die physikalischen Abmessungen der Anzeige sind in einer detaillierten Zeichnung angegeben. Alle Hauptabmessungen sind in Millimetern spezifiziert. Wichtige Toleranzen und Hinweise umfassen:

• Allgemeine Maßtoleranz: ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Toleranz für Pinspitzenversatz: ±0,4 mm.
• Grenzwerte für Fremdmaterial, Tintenverunreinigung und Blasen im Segmentbereich.
• Die Verbiegung des Reflektors ist auf 1 % seiner Länge begrenzt.
• Für eine optimale Passung wird ein Leiterplattenlochdurchmesser von 1,0 mm empfohlen.

3. Elektrische Konfiguration

3.1 Internes Schaltbild

Die Anzeige verfügt über eine Multiplex-Konfiguration mit gemeinsamer Anode. Die drei Ziffernanoden (Ziffer 1, Ziffer 2, Ziffer 3) und eine gemeinsame Anode für die rechten Dezimalpunkte (L1, L2, L3) sind getrennt, was eine Zeitmultiplex-Steuerung ermöglicht.

3.2 Pinbelegung und Funktion

Das Bauteil hat eine 15-polige Konfiguration (mit mehreren "No Connection"-Pins). Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pin 1: GEMEINSAME ANODE ZIFFER 1
• Pin 2: KATHODE E
• Pin 3: KATHODE C, L3
• Pin 4: KATHODE D
• Pin 5: GEMEINSAME ANODE ZIFFER 2
• Pin 6: KATHODE DP (Dezimalpunkt)
• Pin 7: GEMEINSAME ANODE ZIFFER 3
• Pin 8: KATHODE G
• Pin 9, 10, 13: KEIN PIN / Keine Verbindung
• Pin 11: KATHODE B, L2
• Pin 12: KATHODE A, L1
• Pin 14: GEMEINSAME ANODE L1, L2, L3 (Dezimalpunkte)
• Pin 15: KATHODE F

4. Grenzwerte und Kennlinien

4.1 Absolute Maximalwerte (Ta=25°C)

• Verlustleistung pro Segment: 70 mW
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls): 60 mA
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment: 25 mA (Lineare Reduzierung ab 25°C mit 0,33 mA/°C)
• Betriebstemperaturbereich: -35°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich: -35°C bis +85°C
• Lötbedingungen: 260°C für 3 Sekunden, 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene.

4.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (Ta=25°C)

• Mittlere Lichtstärke pro Segment (I_V): Min 200, Typ 650, Max – µcd (Prüfbedingung: I_F=1mA)
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p): 588 nm (I_F=20mA)
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): 15 nm (I_F=20mA)
• Dominante Wellenlänge (λ_d): 587 nm (I_F=20mA)
• Durchlassspannung pro Chip (V_F): Typ 2,05V, Max 2,6V (I_F=20mA)
• Sperrstrom pro Segment (I_R): Max 100 µA (V_R=5V)
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis: Max 2:1 (I_F=1mA)

Hinweise:Die Lichtstärke wird mit einem CIE-Augennachfaltigkeitsfilter gemessen. Die Sperrspannung dient nur zum Test und nicht für den Dauerbetrieb. Die Übersprech-Spezifikation beträgt ≤ 2,5 %.

4.3 Typische Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kurven, die den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung und den Einfluss der Umgebungstemperatur veranschaulichen. Diese Kurven sind für Entwickler entscheidend, um den Treiberstrom für die gewünschte Helligkeit zu optimieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit über den gesamten Betriebstemperaturbereich zu gewährleisten.

5. Anwendungsrichtlinien und Vorsichtsmaßnahmen

5.1 Design- und Verwendungshinweise

• Bestimmungsgemäße Verwendung:Für gewöhnliche elektronische Geräte (Büro, Kommunikation, Haushalt). Für sicherheitskritische Anwendungen (Luftfahrt, Medizin, etc.) ist eine Beratung erforderlich.
• Einhaltung der Grenzwerte:Die Einhaltung der absoluten Maximalwerte ist zwingend erforderlich, um Schäden zu vermeiden.
• Strom und Temperatur:Das Überschreiten des empfohlenen Treiberstroms oder der Betriebstemperatur kann zu schwerwiegender Abnahme der Lichtleistung oder vorzeitigem Ausfall führen.
• Schutzschaltung:Die Treiberschaltung muss die LEDs vor Sperrspannungen und transienten Spannungsspitzen während des Ein-/Ausschaltens schützen.
• Konstantstrom-Treiber:Empfohlen für eine gleichmäßige Lichtleistung.
• Durchlassspannungsbereich:Das Schaltungsdesign muss den gesamten V_F-Bereich (2,05V bis 2,6V) berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Zielstrom immer geliefert wird.
• Thermische Reduzierung:Den Betriebsstrom basierend auf der maximalen Umgebungstemperatur wählen.
• Sperrvorspannung vermeiden:Kann zu Metallmigration führen, was den Leckstrom erhöht oder Kurzschlüsse verursacht.
• Kondensation:Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondenswasserbildung auf der Anzeige zu verhindern.
• Mechanische Handhabung:Wenden Sie während der Montage keine ungewöhnliche Kraft auf das Anzeigemodul an.
• Musterfolie:Wenn eine dekorative Folie angebracht wird, vermeiden Sie direkten Kontakt mit der Frontplatte, um ein Verrutschen zu verhindern.
• Binning für Mehrfachanzeigen:Verwenden Sie beim Zusammenbau mehrerer Einheiten Anzeigen aus demselben Lichtstärke-Bin, um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten.
• Fall-/Vibrationstests:Teilen Sie die Testbedingungen zur Bewertung vor dem Testen mit.

5.2 Lagerung und Handhabung

• Standardlagerung:Produkt in Originalverpackung. Temperatur: 5°C bis 30°C. Luftfeuchtigkeit: Unter 60 % RH.
• Folgen unsachgemäßer Lagerung:Pin-Oxidation kann auftreten, was ein erneutes Beschichten vor der Verwendung erforderlich macht.
• Lagerverwaltung:Verbrauchen Sie den Lagerbestand zügig. Vermeiden Sie die Langzeitlagerung großer Mengen.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Wenn die Feuchtigkeitsschutzverpackung länger als 6 Monate geöffnet war, bei 60°C für 48 Stunden trocknen und innerhalb einer Woche montieren.

6. Technische Vertiefung und Analyse

6.1 Photometrische und kolorimetrische Analyse

Der Einsatz von AlInGaP-Technologie für gelbes Licht bietet Vorteile gegenüber traditionellen, phosphorkonvertierten gelben LEDs, darunter potenziell höhere Effizienz und bessere Farbstabilität über Temperatur und Zeit. Die dominante Wellenlänge von 587 nm platziert sie im rein gelben Bereich des Spektrums. Die schmale spektrale Halbwertsbreite (15 nm) ist charakteristisch für direkte Halbleiteremission und führt zu einer gesättigten Farbe.

6.2 Interpretation elektrischer Parameter

Die Durchlassspannung (V_F) ist für eine AlInGaP-LED relativ niedrig, typischerweise etwa 2,05V bei 20mA. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Stromversorgung ausreichend Spannung liefern kann, insbesondere beim Multiplexen, unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls über die Treiberschaltung. Die Reduzierungskurve für den Dauerstrom ist kritisch; bei einer Umgebungstemperatur von 85°C sinkt der maximal zulässige Dauerstrom deutlich vom Nennwert von 25mA bei 25°C.

6.3 Binning und Abgleich

Die Anzeige ist nach Lichtstärke kategorisiert (gebinned). Das Abgleichverhältnis von 2:1 bedeutet, dass das schwächste Segment einer Charge nicht weniger als halb so hell sein sollte wie das hellste. Für mehrstellige Anordnungen ist die Angabe desselben Bin-Codes entscheidend für die visuelle Gleichmäßigkeit, um zu verhindern, dass einige Ziffern heller erscheinen als andere.

7. Anwendungsszenarien und Designhinweise

7.1 Typische Anwendungen

Die LTC-4624JS eignet sich gut für Instrumententafeln, Industrieanzeigen, Mess- und Prüfgeräte, Kassenterminals und Gerätedisplays, bei denen eine klare, helle, mehrstellige numerische Anzeige erforderlich ist. Ihr Multiplex-Design reduziert den Bedarf an Mikrocontroller-I/O-Pins.

7.2 Treiberschaltungs-Design

Ein typischer Treiber umfasst einen Mikrocontroller mit Segmenttreibern (z.B. 74HC595 Schieberegister mit Vorwiderständen) und Zifferntreibern (z.B. PNP-Transistoren oder spezielle Senkentreiber). Die Multiplexfrequenz sollte hoch genug sein (>60Hz), um Flackern zu vermeiden. Konstantstromtreiber (integrierte LED-Treiber-ICs) werden gegenüber einfachen Widerstandsbegrenzungen dringend empfohlen, um eine stabile Helligkeit über Einheiten und Temperaturen hinweg zu gewährleisten.

7.3 Überlegungen zum Wärmemanagement

Während die Anzeige selbst keinen definierten thermischen Widerstandsparameter hat, sollte das Leiterplattenlayout eine ausreichende Luftzirkulation sicherstellen, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte. Die Verlustleistung pro Segment ist auf 70mW begrenzt. Beim maximalen Dauerstrom muss die tatsächliche Verlustleistung berechnet (V_F* I_F) und unter Berücksichtigung der thermischen Reduzierung innerhalb dieser Grenze gehalten werden.

8. Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP-gelben LEDs bietet AlInGaP eine deutlich höhere Helligkeit und Effizienz. Gegenüber zeitgenössischen weißen LEDs mit Filtern bietet es eine spektral reinere Farbe und oft eine höhere Effizienz für monochromatisches gelbes Licht. Das Durchsteckgehäuse bietet mechanische Robustheit und einfaches Handlöten für Prototypen, im Gegensatz zu oberflächenmontierten Alternativen, die Leiterplattenplatz sparen.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese Anzeige direkt mit einem 5V-Mikrocontroller ansteuern?

A: Nein. Sie müssen Vorwiderstände oder, vorzugsweise, Konstantstromtreiber verwenden. Die Durchlassspannung beträgt ~2,05V, daher ist ein Widerstand nötig, um die restliche Spannung abzufallen (z.B. 5V - 2,05V = 2,95V) und den Strom einzustellen. Bei 20mA, R = 2,95V / 0,02A = 147,5Ω (150Ω verwenden).

F: Was ist der Zweck der getrennten Anoden für Ziffern und Dezimalpunkte?

A: Es ermöglicht eine unabhängige Steuerung. Sie können Ziffer 1, Ziffer 2 und Ziffer 3 sequentiell (Multiplexen) über ihre individuellen Anoden ansteuern, während die Segmentkathoden gemeinsam sind. Die Dezimalpunktanode ist ebenfalls getrennt, sodass Sie den Dezimalpunkt für jede Ziffer unabhängig während ihres Multiplex-Zeitschlitzes ein-/ausschalten können.

F: Wie erreiche ich eine gleichmäßige Helligkeit beim Multiplexen?

A: Da jede Ziffer nur einen Bruchteil der Zeit eingeschaltet ist (z.B. 1/3 Tastverhältnis für 3 Ziffern), muss der Spitzenstrom während ihrer "Ein"-Zeit höher sein, um die gleiche mittlere Helligkeit wie bei einer statisch angesteuerten Ziffer zu erreichen. Wenn der Ziel-Durchschnittsstrom 5mA beträgt, sollte der Spitzenstrom während des Multiplex-Pulses etwa 5mA * (Anzahl der Ziffern) = 15mA betragen (für ein 1/3 Tastverhältnis).

F: Im Datenblatt steht "Bleifreies Gehäuse". Was sind die Lötimplikationen?

A: Bleifreies Lot hat typischerweise einen höheren Schmelzpunkt als traditionelles Zinn-Blei-Lot. Die spezifizierte Lötbedingung von 260°C für 3 Sekunden entspricht gängigen bleifreien Reflow-Profilen. Stellen Sie sicher, dass Ihr Montageprozess dieser Anforderung entspricht, um thermische Schäden zu vermeiden.