Hoja de Datos del Display LED de 7 Segmentos LTC-3620KG - Altura de Dígito 0.39 Pulgadas - Verde AlInGaP - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-3620KG es un módulo de display LED de 7 segmentos de alto rendimiento con una altura de dígito de 0.39 pulgadas (10 mm). Está diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes con excelente visibilidad. El dispositivo utiliza la avanzada tecnología de chips LED AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), conocida por su alta eficiencia e intensidad luminosa superior en comparación con los materiales tradicionales. Los segmentos se presentan en una combinación de colores gris y blanco, mejorando el contraste y la legibilidad. Este display está categorizado por intensidad luminosa y se ofrece en un paquete sin plomo conforme a las directivas RoHS, lo que lo hace adecuado para diseños electrónicos modernos con consideraciones medioambientales.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico es un punto fuerte clave de este display. A una corriente de prueba estándar de 1mA, la intensidad luminosa promedio (Iv) varía desde un mínimo de 200 µcd hasta un valor típico de 585 µcd. A una corriente de accionamiento más alta de 10mA, la intensidad típica aumenta significativamente a 6435 µcd, demostrando la capacidad de alta luminosidad de los chips AlInGaP. El dispositivo emite luz verde con una longitud de onda de emisión pico (λp) de 571 nm y una longitud de onda dominante (λd) de 572 nm, ambas medidas a IF=20mA. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm, lo que indica una emisión de color relativamente pura. La intensidad luminosa se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE para mayor precisión.

2.2 Características Eléctricas

Eléctricamente, el display está diseñado para operación de bajo consumo. El voltaje directo (VF) por segmento es típicamente de 2.6V con un máximo de 2.6V cuando se acciona a 20mA. La corriente inversa (IR) por segmento se especifica con un máximo de 100 µA a VR=5V, aunque se señala que la operación continua bajo polarización inversa no está prevista. La relación de coincidencia de intensidad luminosa entre segmentos es de 2:1 máximo a IF=1mA, garantizando una apariencia uniforme en todo el display. Se define una especificación de diafonía de ≤ 2.5% para minimizar la iluminación no deseada entre segmentos adyacentes.

2.3 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está clasificado para una operación robusta dentro de los límites especificados. La disipación de potencia máxima por chip es de 70 mW. La corriente directa pico por chip es de 60 mA, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La corriente directa continua por chip es de 25 mA a 25°C, reduciéndose linealmente a 0.28 mA/°C a medida que aumenta la temperatura. El rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -35°C a +105°C. Para el montaje, la temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante un máximo de 3 segundos a una distancia de 1.6mm por debajo del plano de asiento.

3. Información Mecánica y del Paquete

3.1 Dimensiones del Paquete

El display tiene una huella física específica. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con tolerancias estándar de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. Las notas dimensionales clave incluyen una tolerancia de desplazamiento de la punta del pin de ±0.4mm, un límite de material extraño en los segmentos (≤10 mils) y un límite de contaminación por tinta en la superficie (≤20 mils). La flexión del reflector no debe exceder el 1% de su longitud. El diámetro recomendado del orificio en la PCB para los pines es de 1.0 mm. Un detalle del espaciador permite una tolerancia de deslizamiento de ±0.5 mm.

3.2 Configuración de Pines y Circuito Interno

El LTC-3620KG es un dispositivo de configuración de ánodo común. La tabla de conexión de pines es la siguiente: El Pin 2 es el ánodo común para el Dígito 1, el Pin 6 para el Dígito 2 y el Pin 8 para el Dígito 3. Los cátodos de los segmentos se asignan a pines específicos: A (Pin 13), B (Pin 12), C (Pin 4), D (Pin 5), E (Pin 3), F (Pin 16) y G (Pin 9). El Pin 7 es el cátodo para los puntos decimales (L / L1 / L2). Los Pines 1, 10, 11, 14 y 15 se señalan como sin conexión (NO PIN). El diagrama del circuito interno muestra las conexiones de ánodo común para los tres dígitos, con los segmentos de cada dígito conectados en paralelo a sus respectivos pines de cátodo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye una sección para curvas típicas de características eléctricas y ópticas, medidas a una temperatura ambiente de 25°C a menos que se indique lo contrario. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores comprendan el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones de operación. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas típicas para un producto de este tipo incluirían la relación entre la corriente directa (IF) y el voltaje directo (VF), la relación entre la corriente directa (IF) y la intensidad luminosa (Iv), y la variación de la intensidad luminosa con la temperatura ambiente. Analizar estas curvas permite la selección óptima de la corriente de accionamiento para lograr el brillo deseado manteniendo la eficiencia y la longevidad.

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para la fiabilidad. La temperatura máxima de soldadura se define explícitamente como 260°C durante una duración máxima de 3 segundos, medida a 1.6mm por debajo del plano de asiento del componente. Este es un parámetro crítico para los procesos de soldadura por ola o reflujo para prevenir daños térmicos en los chips LED o en el paquete de plástico. Los diseñadores deben asegurarse de que sus perfiles de montaje en PCB cumplan con este límite. Además, las notas sobre tolerancias dimensionales, como el desplazamiento de pines y el deslizamiento del espaciador, deben considerarse durante el diseño del layout de la PCB y el diseño mecánico para garantizar un ajuste y alineación adecuados.

6. Sugerencias de Aplicación

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y de tamaño mediano. Los usos comunes incluyen paneles de instrumentos industriales, equipos de prueba y medición, dispositivos médicos, electrodomésticos de consumo (como microondas u hornos), terminales punto de venta y displays para el mercado de accesorios automotrices. Su alta luminosidad y amplio ángulo de visión lo hacen adecuado para entornos con alta luz ambiental o donde el display necesita ser leído desde varios ángulos.

6.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con el LTC-3620KG, se deben considerar varios factores. Primero, la configuración de ánodo común requiere un circuito de accionamiento de sumidero de corriente (por ejemplo, un transistor o un CI controlador de LED dedicado) para controlar los cátodos. Las resistencias limitadoras de corriente son obligatorias para cada cátodo de segmento para establecer la corriente directa y el brillo deseados, calculados en función del voltaje de alimentación y el voltaje directo del LED. La alta intensidad luminosa a corrientes bajas (por ejemplo, 1mA) permite diseños de muy bajo consumo. Los diseñadores también deben tener en cuenta los límites de disipación de potencia e implementar una reducción de potencia adecuada si se espera que la temperatura ambiente de operación sea alta. El amplio rango de temperatura de operación (-35°C a +105°C) lo hace robusto para entornos hostiles.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal del LTC-3620KG es su uso del material semiconductor AlInGaP para los chips LED verdes. En comparación con tecnologías más antiguas como los LED verdes estándar de GaP (Fosfuro de Galio), AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa y un brillo significativamente mayores para la misma corriente de accionamiento. Esto resulta en una mejor visibilidad y un menor consumo de energía. La característica "categorizado por intensidad luminosa" indica que los dispositivos se clasifican o seleccionan en función de su salida de luz, permitiendo una luminosidad más consistente entre lotes de producción y en displays de múltiples dígitos. La construcción sin plomo y conforme a RoHS se alinea con las regulaciones ambientales globales.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de las conexiones "NO PIN"?

R: Las designaciones "NO PIN" (Pines 1, 10, 11, 14, 15) probablemente son para simetría mecánica y estabilidad durante el proceso de moldeo. No están conectadas eléctricamente a ningún componente interno y deben dejarse sin conectar (flotantes) en el circuito.

P: ¿Cómo controlo los puntos decimales?

R: Los puntos decimales (L, L1, L2) comparten un cátodo común en el Pin 7. Para iluminar un punto decimal específico, debe activar (poner a nivel bajo) el Pin 7 mientras también habilita el ánodo común del dígito donde se encuentra ese punto decimal (Pin 2, 6 u 8). El diagrama interno aclararía el mapeo exacto.

P: ¿Puedo accionar este display directamente con un microcontrolador?

R: Es posible pero requiere un diseño cuidadoso. Los pines GPIO de un microcontrolador normalmente pueden sumidero o fuente solo una corriente limitada (a menudo 20-25mA). Dado que la corriente continua por segmento del display es de 25mA máximo, accionar múltiples segmentos simultáneamente podría exceder la clasificación de corriente total del microcontrolador. Se recomienda encarecidamente usar transistores de accionamiento externos o un CI controlador de LED dedicado para manejar la corriente y el multiplexado, protegiendo al microcontrolador.

P: ¿Qué significa "relación de coincidencia de intensidad luminosa 2:1"?

R: Esta especificación significa que la intensidad luminosa del segmento más brillante no será más del doble de la intensidad del segmento más tenue dentro del mismo dispositivo, cuando se mide en condiciones idénticas (IF=1mA). Esto garantiza una apariencia razonablemente uniforme, evitando que un segmento se vea mucho más brillante que otro.

9. Ejemplo de Caso de Diseño y Uso

Considere diseñar un display simple de voltímetro de 3 dígitos. El microcontrolador mediría un voltaje, lo convertiría a un número de 3 dígitos y necesitaría mostrarlo. Los tres ánodos comunes del LTC-3620KG (Pines 2, 6, 8) se conectarían al colector de tres transistores PNP (o similares), cuyas bases son controladas por pines del microcontrolador. Los siete cátodos de segmento (Pines 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16) y el cátodo del punto decimal (Pin 7) conectarían cada uno a una resistencia limitadora de corriente y luego al drenaje de un MOSFET de canal N (o similar), cuya puerta es controlada por el microcontrolador. El firmware implementaría el multiplexado: encender el transistor para el Dígito 1, configurar los MOSFETs para los segmentos necesarios para mostrar el primer dígito, esperar un breve tiempo, luego apagar el Dígito 1 y repetir para los Dígitos 2 y 3 en rápida sucesión. Este multiplexado reduce el número de pines de accionamiento requeridos y permite una iluminación constante y sin parpadeo.

10. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un display LED de 7 segmentos es una colección de diodos emisores de luz dispuestos en un patrón de figura ocho. Cada uno de los siete segmentos (etiquetados de la A a la G) es un LED individual. A menudo se usa un LED adicional para un punto decimal. En una configuración de ánodo común como el LTC-3620KG, los ánodos de todos los LED para un dígito dado están conectados entre sí a un pin común de suministro de voltaje positivo. El cátodo de cada LED de segmento individual se saca a un pin separado. Para iluminar un segmento específico, su pin de ánodo común debe ser llevado a un voltaje más alto que el voltaje del cátodo (aplicando polarización directa), y el pin de cátodo correspondiente debe conectarse a un voltaje más bajo (típicamente tierra a través de una resistencia limitadora de corriente). Al controlar qué pines de cátodo se conectan a tierra mientras un ánodo común particular está activo, se pueden formar caracteres numéricos o alfanuméricos específicos.

11. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays LED de 7 segmentos discretos siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, la tendencia más amplia en la tecnología de displays es hacia la integración y la flexibilidad. Los chips controladores integrados con controladores incorporados (para reloj, temperatura, etc.) son cada vez más comunes, simplificando el diseño. También hay un cambio hacia paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD) para el montaje automatizado, aunque los tipos de orificio pasante como este todavía son valorados para prototipos, reparaciones y entornos de alta vibración. En términos de materiales, AlInGaP representa un paso avanzado para LED rojos, naranjas, ámbar y verdes, pero para capacidades de color completo, InGaN (Nitruro de Indio y Galio) es la tecnología dominante para azul y verde, y a menudo se usa con fósforos para crear luz blanca. El futuro puede ver más módulos híbridos o personalizables de múltiples dígitos que combinen display, controlador y lógica de interfaz en una sola unidad compacta.