Hoja de Datos del Display LED LTD-323JF - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas (7.62mm) - AlInGaP Naranja Amarillo - 2.6V Tensión Directa - 70mW Disipación de Potencia - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El dispositivo es un display LED alfanumérico con una altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.62 mm). Está diseñado para proporcionar información numérica o alfanumérica limitada, clara y de alta visibilidad en un factor de forma compacto. La tecnología central utiliza material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para producir una emisión de color naranja amarillo. El display presenta una cara negra para un alto contraste y segmentos blancos para una difusión y apariencia óptima de la luz. Se clasifica como un display de ánodo común dúplex, lo que significa que dos dígitos comparten conexiones de ánodo común, una configuración habitual para el multiplexado en circuitos de control que reduce el número de pines.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los principales parámetros eléctricos y ópticos especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la función del display. LaIntensidad Luminosa Promedio (Iv)se especifica desde 320 μcd (mínimo) hasta 800 μcd (típico) con una corriente directa (IF) de 1 mA. Este parámetro indica el brillo percibido de los segmentos encendidos. Los diseñadores deben tener en cuenta laRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (Iv-m)máxima de 2:1. Esta relación define la variación de brillo permitida entre diferentes segmentos del mismo dígito o entre dígitos, asegurando uniformidad visual. Una relación más baja indica una mejor consistencia.

Las características de color están definidas por la longitud de onda. LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)es de 611 nm (típico), mientras que laLongitud de Onda Dominante (λd)es de 605 nm (típico) con IF=20mA. La longitud de onda dominante es la única longitud de onda percibida por el ojo humano, que define el color (naranja amarillo en este caso). LaMitad del Ancho de Línea Espectral (Δλ)de 17 nm (típico) indica la pureza espectral o la estrechez de la banda de luz emitida; un valor más pequeño indica una fuente de luz más monocromática.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen las condiciones de operación y los requisitos de potencia. El parámetro clave es laTensión Directa por Segmento (VF), que es de 2.6V (típico) con una corriente directa de 20 mA. Este valor es crucial para diseñar la resistencia limitadora de corriente en serie con cada segmento. LaCorriente Inversa por Segmento (IR)se especifica como un máximo de 100 μA con una Tensión Inversa (VR) de 5V, indicando las características de fuga del dispositivo en estado apagado.

2.3 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No son para operación normal.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW. Esto limita el efecto combinado de la corriente directa y la caída de tensión en el segmento.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C. Esto significa que la corriente continua máxima permitida disminuye a medida que la temperatura ambiente (Ta) aumenta por encima de 25°C.
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto es relevante para esquemas de control multiplexado.
• Tensión Inversa por Segmento:5 V. Exceder este valor puede dañar la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Máximo 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o reflujo.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo está"Categorizado por Intensidad Luminosa."Esto indica la presencia de un sistema de binning. En la fabricación de LEDs, ocurren variaciones. El binning es el proceso de clasificar los LEDs en grupos (bins) según parámetros clave como la intensidad luminosa y, a veces, la tensión directa o la longitud de onda dominante. Al comprar un producto con binning, los diseñadores aseguran una mayor consistencia en el brillo entre todas las pantallas utilizadas en un ensamblado, lo cual es esencial para la calidad del producto. El rango de Iv especificado en la hoja de datos (320-800 μcd) probablemente representa la dispersión entre los diferentes bins disponibles.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las hojas de datos típicas de LEDs incluyen gráficos cruciales para el diseño.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación no lineal entre corriente y tensión. La tensión directa aumenta logarítmicamente con la corriente. El valor típico de VF dado (2.6V @ 20mA) es un punto en esta curva. Los diseñadores la usan para asegurar que el circuito de control pueda proporcionar suficiente tensión, especialmente a bajas temperaturas donde VF aumenta.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Este gráfico muestra cómo escala el brillo con la corriente. Generalmente es lineal en un amplio rango pero se satura a corrientes muy altas. Ayuda a determinar la corriente de operación necesaria para lograr un nivel de brillo deseado.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva es vital para el diseño de gestión térmica. Si el display opera en un entorno de alta temperatura o con disipación de calor inadecuada, el brillo será menor que el especificado a 25°C.

4.4 Distribución Espectral

Un gráfico que muestra la intensidad relativa a través de las longitudes de onda visualizaría el pico (611 nm) y la mitad del ancho (17 nm), confirmando el punto de color naranja amarillo.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

The device has a specific physical footprint and pin arrangement. TheDibujo de Dimensiones del Paquete(referenciado pero no mostrado en el texto) proporciona todas las medidas mecánicas críticas en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.25 mm. Este dibujo es esencial para el diseño del PCB, asegurando que la huella y las áreas de exclusión estén correctamente diseñadas.

5.1 Conexión de Pines y Circuito Interno

Se proporciona laTabla de Conexión de PinesEs un dispositivo de 10 pines. El diagrama del circuito interno muestra una configuración dúplex de ánodo común. Los pines 5 y 10 son los ánodos comunes para el Dígito 2 y el Dígito 1, respectivamente. Los otros pines (1, 3, 4, 6, 7, 8, 9) son los cátodos para segmentos individuales (G, A, F, D, E, C, B). El pin 2 se indica como "Sin Pin", probablemente significa que es un marcador de posición mecánico sin conexión eléctrica. El etiquetado de segmentos (A-G) sigue la convención estándar de display de 7 segmentos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La directriz clave proporcionada es laTemperatura de Soldaduramáxima: un máximo de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Esta es una especificación estándar para soldadura por ola o reflujo. Su cumplimiento es crítico para prevenir daños térmicos en los chips LED, el encapsulante epóxico o las uniones de alambre internas. La exposición prolongada a alta temperatura puede causar delaminación, decoloración o fallo catastrófico.

Notas Generales de Manipulación:Aunque no se establece explícitamente, se deben observar las precauciones estándar contra ESD (Descarga Electroestática) durante la manipulación y el montaje, ya que las uniones de los LED son sensibles a la electricidad estática. El almacenamiento debe estar dentro de los rangos de temperatura y humedad especificados para prevenir la absorción de humedad, que puede causar "efecto palomita" durante la soldadura.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El número de parte se identifica claramente comoLTD-323JF. Esta convención de nomenclatura probablemente codifica atributos clave: "LTD" puede significar un tipo de display, "32" podría relacionarse con el tamaño de 0.32 pulgadas (aproximando 0.3 pulgadas), y "JF" puede indicar el color (naranja amarillo) y el paquete. La referencia de la hoja de datos esSpec No.: DS30-2001-410. Para realizar pedidos, se debe utilizar el número de parte exacto. Los detalles sobre el empaquetado en carrete, el ancho de la cinta o la orientación se encuentran típicamente en hojas de especificaciones de empaquetado separadas.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es adecuado para aplicaciones que requieren indicación numérica compacta, brillante y confiable. Usos comunes incluyen:

• Equipos de prueba y medición (multímetros, frecuencímetros).
• Paneles de control industrial y lecturas de instrumentos.
• Electrodomésticos (microondas, equipos de audio).
• Displays de tablero para el mercado de accesorios automotrices.
• Terminales punto de venta.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Control:Utilice una fuente de corriente constante o una fuente de tensión con una resistencia limitadora de corriente en serie para cada cátodo de segmento. El valor de la resistencia se calcula como R = (Tensión de Alimentación - VF) / IF. Para una alimentación de 5V y una corriente objetivo de 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω.
• Multiplexado:La estructura de ánodo común es ideal para el multiplexado. Al habilitar secuencialmente un ánodo común (dígito) a la vez y controlar los cátodos de segmento apropiados, se pueden controlar múltiples dígitos con menos pines de E/S. El rating de corriente pico (60mA) permite corrientes pulsadas más altas para compensar el ciclo de trabajo reducido, manteniendo el brillo percibido.
• Ángulo de Visión:La hoja de datos afirma un "Amplio Ángulo de Visión", lo cual es beneficioso para aplicaciones donde el display puede ser visto desde posiciones fuera del eje.
• Contraste:La cara negra proporciona alto contraste tanto en entornos muy iluminados como en condiciones de poca luz.

9. Comparación Técnica

En comparación con otras tecnologías de display LED disponibles en el momento de su lanzamiento (2001), el sistema de material AlInGaP utilizado en el LTD-323JF ofrecía ventajas distintivas sobre tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico de Galio):

• Mayor Brillo y Eficiencia:Los LEDs AlInGaP son significativamente más brillantes y eficientes que los LEDs GaAsP, especialmente en el espectro del rojo al naranja amarillo.
• Mejor Estabilidad Térmica:AlInGaP generalmente exhibe una menor caída de intensidad luminosa con el aumento de temperatura en comparación con GaAsP.
• Fiabilidad Superior:La afirmación de "Fiabilidad de Estado Sólido" está respaldada por la naturaleza robusta de los chips AlInGaP y la tecnología de empaquetado madura.
• En comparación con alternativas contemporáneas como los displays fluorescentes de vacío (VFD), este display LED es más simple de controlar, tiene una vida útil más larga y opera a tensiones más bajas, pero puede tener un brillo inferior en algunas condiciones.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué resistencia debo usar para controlar un segmento a 20mA desde una fuente de 5V?

R: Usando el VF típico de 2.6V, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Use el valor estándar más cercano (por ejemplo, 120 Ω o 150 Ω) y verifique la corriente real.

P: ¿Puedo controlar este display con un microcontrolador de 3.3V?

R: Posiblemente, pero debe verificar la tensión directa. A 20mA, VF es 2.6V típico, dejando solo 0.7V para la resistencia limitadora. Esto requiere un valor de resistencia muy pequeño (35 Ω), haciendo que la corriente sea sensible a las variaciones de VF. Es mejor operar a una corriente más baja (por ejemplo, 5-10mA) o usar un CI controlador de LED dedicado con un convertidor elevador (boost).

P: ¿Qué significa la Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa 2:1?

R: Significa que el segmento/dígito más brillante no debe ser más del doble de brillante que el segmento/dígito más tenue dentro de la misma unidad de display. Esto asegura uniformidad visual.

P: ¿Cómo interpreto la reducción para la Corriente Directa Continua?

R: La corriente continua máxima disminuye en 0.33 mA por cada grado Celsius por encima de 25°C. A 85°C (la temperatura máxima de operación), la reducción es (85-25)*0.33mA ≈ 19.8 mA. Por lo tanto, la corriente continua máxima permitida a 85°C es 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA por segmento.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar una lectura de voltímetro simple de 2 dígitos usando un microcontrolador.

1. Diseño del Circuito:Conecte los dos ánodos comunes (pines 5 y 10) a dos pines de E/S separados del microcontrolador configurados como interruptores de drenador abierto/lado bajo. Conecte los siete cátodos de segmento (pines 1,3,4,6,7,8,9) a otros siete pines de E/S a través de resistencias limitadoras de corriente de 120 Ω (para un sistema de 5V).
2. Software (Multiplexado):En una rutina de interrupción de temporizador (por ejemplo, a 100Hz):
   
   a. Apague ambos pines de ánodo común (establezca alta impedancia o lógica alta si usa un transistor PNP).
   
   b. Establezca los pines de cátodo de segmento al patrón para el Dígito 1.
   
   c. Habilite (active a nivel bajo) el ánodo común para el Dígito 1 (pin 10).
   
   d. Espere un breve retardo (por ejemplo, 5ms).
   
   e. Apague el ánodo del Dígito 1.
   
   f. Establezca los pines de cátodo de segmento al patrón para el Dígito 2.
   
   g. Habilite el ánodo común para el Dígito 2 (pin 5).
   
   h. Espere 5ms.
   
   i. Repita. El ojo humano percibe ambos dígitos como continuamente encendidos.
3. Cálculo de Corriente:Cada segmento está encendido con un ciclo de trabajo del 50% (un dígito a la vez). Para lograr una corriente promedio de 10mA por segmento, la corriente pulsada durante su tiempo activo debe ser de 20mA. Esto está dentro del rating de pico de 60mA.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio deelectroluminiscenciaen una unión p-n de semiconductor. El material activo es AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial de barrera de la unión, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Allí, se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, naranja amarillo (~605-611 nm). La cara negra absorbe la luz ambiental para mejorar el contraste, mientras que el material blanco de los segmentos ayuda a dispersar y distribuir uniformemente la luz emitida por el chip LED subyacente.

13. Tendencias de Desarrollo

Si bien este es un producto heredado, comprender su contexto resalta las tendencias en la tecnología de displays. Desde su introducción, han surgido varias tendencias clave:

• Cambio a Paquetes SMD (Dispositivo de Montaje Superficial):Los equivalentes modernos son casi exclusivamente del tipo SMD, permitiendo montaje automatizado pick-and-place, huellas más pequeñas y perfiles más bajos en comparación con displays de agujero pasante como el LTD-323JF.
• Mayor Densidad y Color Completo:Los displays han evolucionado hacia una mayor densidad de píxeles (matriz de puntos, OLED) y capacidad de color completo (LEDs RGB), permitiendo gráficos y una gama de colores más amplia.
• Eficiencia Mejorada:Nuevos materiales LED y sistemas de fósforo (como los usados en LEDs blancos) ofrecen una eficacia luminosa significativamente mayor (lúmenes por vatio), reduciendo el consumo de energía para el mismo brillo.
• Controladores Integrados:Muchos módulos de display modernos vienen con circuitos integrados controladores (interfaz I2C, SPI), simplificando la interfaz para microcontroladores y reduciendo el número de pines de E/S requeridos.
• Tecnologías Alternativas:Para displays numéricos pequeños y de bajo consumo, los segmentos fabricados con tecnología OLED (LED Orgánico) ofrecen perfiles ultra delgados, contraste muy alto y amplios ángulos de visión, aunque las consideraciones de vida útil y costo varían.

El LTD-323JF representa una solución confiable y madura para aplicaciones donde su factor de forma específico, brillo e interfaz simple son perfectamente adecuados, especialmente en diseños sensibles al costo o de ciclo de vida largo.