Hoja de Datos del Display LED LTD-323JD - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Rojo Hiperintenso 650nm - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-323JD es un módulo de visualización numérico de alto rendimiento con una altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.62 mm). Está diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras, brillantes y fiables. El dispositivo presenta una cara negra con segmentos blancos, proporcionando un excelente contraste para una apariencia óptima de los caracteres y amplios ángulos de visión. Su construcción de estado sólido garantiza una fiabilidad a largo plazo en diversos entornos operativos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de este display incluyen su alto brillo, alto contraste y bajo consumo de energía. El uso de chips LED Rojo Hiperintenso de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) sobre un sustrato de GaAs no transparente es clave para su rendimiento, ofreciendo una eficiencia luminosa y pureza de color superiores en comparación con tecnologías más antiguas. Esto lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo instrumentación industrial, equipos de prueba y medida, electrodomésticos, cuadros de mandos automovilísticos (indicadores secundarios) y terminales punto de venta, donde se requiere una indicación numérica clara y energéticamente eficiente.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad del display. La longitud de onda de emisión pico típica (λp) es de 650 nm, situándose dentro del espectro rojo hiperintenso. La longitud de onda dominante (λd) se especifica en 639 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 20 nm, lo que indica un ancho de banda espectral relativamente estrecho que contribuye a la pureza del color. La intensidad luminosa promedio (Iv) oscila entre un mínimo de 200 μcd y un máximo de 600 μcd bajo una condición de prueba de corriente directa de 1mA. Una relación de coincidencia de intensidad luminosa de 2:1 (máx.) garantiza una uniformidad razonable entre segmentos. Es importante señalar que la intensidad luminosa se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE, asegurando que los valores sean relevantes para la percepción humana.

2.2 Parámetros Eléctricos

El parámetro eléctrico clave es la tensión directa (Vf) por segmento, que tiene un valor típico de 2.6V a una corriente directa (If) de 20mA. El valor mínimo es de 2.1V. La corriente inversa (Ir) por segmento es de un máximo de 100 μA cuando se aplica una tensión inversa (Vr) de 5V. Estos parámetros son críticos para diseñar el circuito limitador de corriente apropiado y garantizar la polarización correcta de los LEDs.

3. Especificaciones Absolutas y Consideraciones Térmicas

Las especificaciones absolutas definen los límites operativos más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente. La corriente directa continua por segmento es de 25 mA a 25°C, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C. Esto significa que la corriente continua permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. La corriente directa pico por segmento es de 90 mA, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La disipación de potencia máxima por segmento es de 70 mW. El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -35°C a +85°C. Para el montaje, la temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante un máximo de 3 segundos a 1.6mm por debajo del plano de asiento, lo cual es una consideración estándar para perfiles de reflujo.

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo está categorizado por intensidad luminosa. Esto implica un sistema de clasificación (binning) donde las unidades se clasifican y venden en función de su salida de luz medida en una corriente de prueba estándar (probablemente 1mA). Los rangos (bins) se definen por valores de intensidad mínima y máxima (ej., 200-300 μcd, 300-400 μcd, etc.). Los diseñadores deben especificar el rango requerido o ser conscientes de las posibles variaciones de intensidad al adquirir componentes para aplicaciones que requieren un brillo uniforme en múltiples displays. La hoja de datos no especifica clasificación por tensión o longitud de onda para este número de parte.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:

• Curva IV (Corriente vs. Tensión):Muestra la relación exponencial entre la tensión directa y la corriente. La tensión de codo (donde la corriente comienza a aumentar significativamente) es típicamente alrededor de 1.8-2.0V para LEDs rojos de AlInGaP.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Una relación generalmente lineal a corrientes bajas, que puede saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión. Los LEDs de AlInGaP típicamente tienen un coeficiente de temperatura negativo para la intensidad luminosa.
• Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa vs. longitud de onda, mostrando el pico en ~650nm y el ancho medio espectral.

Estas curvas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones operativas no estándar y para optimizar el circuito de excitación en cuanto a eficiencia y longevidad.

6. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo viene en un paquete estándar de display LED. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. La huella exacta y el espaciado de pines se definen en el plano del paquete, lo cual es crucial para el diseño del PCB (Placa de Circuito Impreso). La disposición de los segmentos es continua y uniforme.

6.1 Configuración de Pines e Identificación de Polaridad

El LTD-323JD tiene una configuración de ánodo común dúplex. Esto significa que hay dos pines de ánodo común (uno para cada dígito en un paquete multidígito; para un solo dígito, se puede usar uno). La asignación de pines es la siguiente: El Pin 5 es el ánodo común para el dígito 2, y el Pin 10 es el ánodo común para el dígito 1. Los cátodos de los segmentos están conectados a los pines: A (pin 3), B (pin 9), C (pin 8), D (pin 6), E (pin 7), F (pin 4) y G (pin 1). El Pin 2 se indica como \"Sin Pin\". La identificación correcta de los pines de ánodo y cátodo es vital para evitar la polarización inversa de los LEDs.

7. Directrices de Soldadura y Montaje

El parámetro de soldadura clave proporcionado es la temperatura máxima permitida de 260°C durante 3 segundos, medida a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Esto es compatible con perfiles estándar de soldadura por reflujo sin plomo. Los diseñadores deben asegurarse de que el perfil térmico durante el montaje no exceda este límite para evitar dañar el encapsulado epóxico o las conexiones internas de alambre. Se deben observar las precauciones estándar de manejo para dispositivos sensibles a ESD (Descarga Electroestática). El almacenamiento debe realizarse dentro del rango especificado de -35°C a +85°C en un ambiente seco.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Ideal para cualquier dispositivo que requiera una visualización numérica brillante y clara. Ejemplos incluyen multímetros digitales, frecuencímetros, radios despertador, temporizadores de electrodomésticos de cocina, controladores HVAC, lecturas de dispositivos médicos y monitores de procesos industriales.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice una resistencia en serie (o un driver de corriente constante) para cada segmento o ánodo común para establecer la corriente directa. Calcule el valor de la resistencia en función de la tensión de alimentación (Vcc), la tensión directa típica (Vf ~2.6V) y la corriente deseada (ej., 10-20mA). R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexación:Para displays multidígito, es común un esquema de excitación multiplexada para reducir el número de pines. Los ánodos comunes se conmutan secuencialmente mientras se aplican los datos de segmento correspondientes. Asegúrese de que la corriente pico en este esquema no exceda la especificación absoluta máxima.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso, pero considere la línea de visión del usuario previsto durante el diseño mecánico.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, asegure una ventilación adecuada en espacios cerrados, especialmente cuando opere cerca de las especificaciones máximas o a altas temperaturas ambientales.

9. Comparativa Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos estándar de GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), el LED Rojo Hiperintenso de AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, resultando en un mayor brillo para la misma corriente de excitación. También proporciona una mejor saturación de color (rojo más puro) y típicamente tiene una vida operativa más larga. En comparación con los LEDs blancos utilizados con filtros para displays rojos, el LED Rojo Hiperintenso es más eficiente ya que emite el color deseado directamente, eliminando las pérdidas del filtro.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de la conexión \"Sin Pin\"?

R: Esta es típicamente una posición de pin no utilizada en el paquete, a menudo incluida por simetría mecánica o porque el molde del paquete se usa para múltiples variantes de dispositivo con diferentes asignaciones de pines. No debe conectarse en el circuito.

P: ¿Puedo excitar este display directamente con un pin de microcontrolador de 5V?

R: No. La tensión directa es solo de ~2.6V. Conectar 5V directamente causaría una corriente excesiva, destruyendo el LED. Una resistencia limitadora de corriente es obligatoria.

P: ¿Qué significa \"categorizado por intensidad luminosa\" para mi diseño?

R: Significa que displays de diferentes lotes de producción pueden tener niveles de brillo ligeramente diferentes. Si la uniformidad visual entre múltiples unidades es crítica (ej., en un panel multidígito), debe especificar un código de rango (bin) estricto o implementar una calibración de brillo por software.

P: ¿Es este display adecuado para uso exterior?

R: El rango de temperatura de operación se extiende de -35°C a +85°C, lo que cubre muchos entornos. Sin embargo, para exposición directa a la luz solar, considere el potencial de degradación por UV del epóxico y asegúrese de que el brillo sea suficiente para la legibilidad a la luz del día. Puede ser necesario un recubrimiento conformado para protección contra la humedad.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un contador simple de dos dígitos usando el LTD-323JD, excitado por un microcontrolador de 3.3V.

Implementación:Utilice una técnica de multiplexación. Conecte los dos pines de ánodo común (Dígito 1 y Dígito 2) a dos pines GPIO del microcontrolador configurados como salidas de drenador/colector abierto. Conecte los siete cátodos de segmento (A-G) a otros siete pines GPIO a través de resistencias limitadoras individuales de 33Ω (calculadas para ~20mA: R = (3.3V - 2.6V) / 0.02A = 35Ω; 33Ω es un valor estándar). El software encendería alternativamente un ánodo común a la vez, mientras establece los pines de segmento para el dígito a mostrar. La frecuencia de refresco debe ser superior a 60 Hz para evitar parpadeo visible.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede la energía del gap de banda, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (la estructura de pozos cuánticos múltiples de AlInGaP), liberando energía en forma de fotones. La composición específica de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo determina la energía del gap de banda y, por tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo hiperintenso a 650 nm. El sustrato de GaAs no transparente absorbe la luz dispersa, mejorando el contraste.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en la tecnología de displays LED continúa hacia una mayor eficiencia, menor consumo de energía y una mayor integración. Si bien los displays discretos de 7 segmentos como el LTD-323JD siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, existe una transición hacia displays OLED de matriz de puntos y micro-LED para gráficos más complejos y flexibilidad. Sin embargo, para lecturas numéricas simples, de alta fiabilidad y alto brillo, los displays LED basados en AlInGaP y los más nuevos basados en InGaN seguirán siendo ampliamente utilizados debido a su robustez, larga vida útil y rentabilidad en producción en volumen. Los avances en el empaquetado pueden conducir a perfiles aún más delgados y ángulos de visión más amplios.