Hoja de Datos del Display LED LTP-3786JD-03 - Altura de Dígito 0.54 Pulgadas - Rojo Hiperintenso - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-3786JD-03 es un display alfanumérico de doble dígito y 14 segmentos, diseñado para aplicaciones que requieren una representación clara de caracteres. Cuenta con una altura de dígito de 0.54 pulgadas (13.8 mm), lo que lo hace adecuado para lecturas de tamaño medio en diversos equipos electrónicos. El dispositivo utiliza chips LED de color rojo hiperintenso AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) fabricados sobre un sustrato de GaAs, ofreciendo una salida espectral específica. El display tiene una cara gris claro con segmentos blancos, lo que mejora el contraste y la legibilidad.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Apariencia de los Caracteres:Segmentos continuos y uniformes que contribuyen a una excelente definición y apariencia de los caracteres.
• Rendimiento Óptico:Alto brillo y alto contraste que garantizan la visibilidad en diversas condiciones de iluminación.
• Ángulo de Visión:Un amplio ángulo de visión permite leer el display desde diferentes posiciones.
• Eficiencia Energética:Bajo consumo de energía, típico de la tecnología LED.
• Fiabilidad:Construcción de estado sólido que ofrece una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones.
• Consistencia:Los dispositivos se clasifican (se "binnean") por intensidad luminosa, lo que ayuda a lograr un brillo uniforme entre múltiples unidades en un ensamblaje.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este display está destinado a su uso en equipos electrónicos ordinarios. Esto incluye, pero no se limita a, equipos de automatización de oficinas, dispositivos de comunicación, electrodomésticos, paneles de instrumentación y electrónica de consumo donde se necesiten lecturas numéricas claras y alfabéticas limitadas.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La operación debe mantenerse dentro de estos límites.

• Disipación de Potencia por Chip:70 mW
• Corriente Directa de Pico por Chip:90 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms)
• Corriente Directa Continua por Chip:25 mA a 25°C. Se aplica un factor de reducción de 0.33 mA/°C por encima de 25°C.
• Tensión Inversa por Chip:5 V
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +85°C
• Condición de Soldadura:260°C durante 3 segundos, con el punto de soldadura al menos a 1/16 de pulgada (≈1.6 mm) por debajo del plano de asiento del dispositivo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas (Ta=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):200-520 µcd (microcandelas) a una corriente directa (I_F) de 1 mA. Medida con un filtro que aproxima la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):650 nm a I_F=20 mA.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):639 nm a I_F=20 mA, con una tolerancia de ±1 nm. Esto define el color percibido.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm a I_F=20 mA, indicando la pureza espectral.
• Tensión Directa por Segmento (V_F):2.1V a 2.6V a I_F=20 mA. La tolerancia es de ±0.1V.
• Corriente Inversa por Segmento (I_R):Máximo 100 µA a una tensión inversa (V_R) de 5V.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (I_V-m):Relación máxima de 2:1 entre segmentos a I_F=1 mA, asegurando uniformidad de brillo.
• Diafonía:≤ 2.5%, minimizando la iluminación no deseada de segmentos no seleccionados.

3. Información Mecánica y del Paquete

3.1 Dimensiones del Paquete

El display se suministra en un paquete estándar de doble dígito con 18 pines. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
• La tolerancia general es de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.
• La tolerancia de desplazamiento de la punta del pin es de ±0.4 mm.
• El diámetro de orificio recomendado en el PCB para los pines es de 1.0 mm.
• Los criterios de calidad se definen para material extraño (≤10 mil), contaminación de tinta (≤20 mil), burbujas en los segmentos (≤10 mil) y flexión del reflector (≤1% de la longitud).

3.2 Configuración de Pines y Circuito Interno

El dispositivo presenta una configuración deánodo común. Hay dos pines de ánodo común: uno para el Carácter 1 (pin 16) y otro para el Carácter 2 (pin 11). Todos los demás pines (excepto el pin 3, que es Sin Conexión) son cátodos para segmentos individuales (de la A a la P, y D.P. para el punto decimal). El diagrama del circuito interno muestra los chips LED independientes para cada segmento, conectados a sus respectivos ánodos comunes. Esta estructura permite multiplexar para controlar los dos dígitos.

4. Directrices y Precauciones de Aplicación

4.1 Consideraciones de Diseño y Uso

• Alcance de la Aplicación:Adecuado para equipos electrónicos ordinarios. No se recomienda para aplicaciones críticas para la seguridad (aviación, soporte vital médico, etc.) sin consulta previa.
• Diseño del Circuito de Control:
  • Control por Corriente Constante:Muy recomendado para mantener una intensidad luminosa y color consistentes.
  • Rango de Tensión:El circuito debe acomodar todo el rango de V_F (2.1V-2.6V) para asegurar que se suministre la corriente deseada bajo todas las condiciones.
  • Protección:El circuito debe proteger contra tensiones inversas y picos de tensión transitorios durante los ciclos de encendido.
  • Gestión Térmica:La corriente de operación debe reducirse en función de la temperatura ambiente máxima para prevenir degradación de la luz o fallos.
• Evitar Polarización Inversa:Puede causar migración de metales, aumentando la corriente de fuga o provocando cortocircuitos.
• Ambiental:Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación en el display.
• Manipulación Mecánica:No aplicar fuerza anormal al cuerpo del display durante el ensamblaje.
• Para Múltiples Displays:Utilizar displays del mismo lote de intensidad luminosa (BIN) para evitar brillo (tono) desigual en un ensamblaje.

4.2 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

• Almacenamiento Estándar (en embalaje original):Temperatura: 5°C a 30°C. Humedad: Por debajo del 60% HR. El almacenamiento a largo plazo fuera de estas condiciones puede provocar oxidación de los pines.
• Almacenamiento Post-Apertura (para tipos SMD, referencia):Si se abre la bolsa con barrera de humedad, el dispositivo debe usarse dentro de las 168 horas (Nivel MSL 3) bajo las mismas condiciones de temperatura/humedad.
• Horneado:Si un paquete sin sellar ha sido almacenado por más de 6 meses, se recomienda hornear a 60°C durante 48 horas antes del ensamblaje, el cual debe completarse dentro de una semana.

5. Curvas de Rendimiento y Análisis de Características

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas (aunque no se muestran en el texto proporcionado). Estas curvas son cruciales para el diseño y típicamente incluyen:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Muestra la relación no lineal, esencial para seleccionar resistencias limitadoras o diseñar controladores de corriente constante.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, ayudando en la calibración del brillo y el análisis de eficiencia.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, crítica para el diseño térmico en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa vs. longitud de onda, confirmando las longitudes de onda dominante y de pico, y el ancho medio espectral.

Los diseñadores deben consultar los gráficos completos de la hoja de datos para comprender cuantitativamente estas relaciones para sus condiciones operativas específicas.

6. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTP-3786JD-03 se diferencia a través de varios aspectos clave:

• Tecnología del Chip:Utiliza chips de rojo hiperintenso AlInGaP, que generalmente ofrecen mayor eficiencia y mejor estabilidad térmica en comparación con las tecnologías más antiguas de GaAsP o GaP para colores rojo/naranja.
• Diseño Óptico:La cara gris claro con segmentos blancos está diseñada para alto contraste, mejorando la legibilidad en comparación con displays de caras negras o segmentos difusos.
• Control de Calidad:La especificación de tolerancias ajustadas para defectos en los segmentos (burbujas, contaminación) y la categorización por intensidad luminosa (BINning) indican un enfoque en la consistencia óptica y la calidad.
• Paquete:El diseño de orificio pasante de 18 pines con ánodos comunes separados para cada dígito proporciona flexibilidad en los circuitos de control multiplexados.

7. Preguntas Frecuentes (FAQs)

7.1 ¿Cómo controlo este display?

Utilice una técnica de multiplexación. Habilite secuencialmente un ánodo común (dígito) a la vez mientras aplica el patrón de cátodo correcto para los segmentos deseados en ese dígito. El ciclo debe ser lo suficientemente rápido para evitar parpadeo (típicamente >60 Hz). Se recomienda un controlador de corriente constante por segmento o una fuente con limitación de corriente.

7.2 ¿Cuál es el propósito del código BIN de intensidad?

El código BIN agrupa los displays según su intensidad luminosa medida a una corriente de prueba estándar. Usar displays del mismo BIN en una aplicación con múltiples unidades asegura un brillo uniforme en todos los dígitos, evitando una apariencia irregular.

7.3 ¿Puedo usar una simple resistencia para limitar la corriente?

Sí, para aplicaciones simples. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_suministro- V_F) / I_F. Use la V_Fmáxima de la hoja de datos (2.6V) para asegurar que se cumple la corriente mínima en las peores condiciones. Sin embargo, para la mejor consistencia entre segmentos y temperaturas, un circuito de corriente constante es superior.

7.4 ¿Por qué es importante la protección contra tensión inversa?

Aplicar una polarización inversa más allá de la clasificación absoluta máxima (5V) puede causar daño inmediato. Incluso tensiones inversas más pequeñas, si son sostenidas o repetitivas (por ejemplo, por contraelectromotriz inductiva en un circuito), pueden degradar el LED con el tiempo debido a electromigración, llevando a un aumento de la fuga o fallo.

8. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un contador simple de dos dígitos.

1. Interfaz con Microcontrolador:Conecte los dos pines de ánodo común (11, 16) a dos pines GPIO configurados como salidas de fuente de corriente. Conecte los 16 pines de cátodo de segmento a pines GPIO configurados como salidas de sumidero de corriente, posiblemente a través de transistores o un CI controlador para mayor corriente.
2. Limitación de Corriente:Implemente sumideros de corriente constante para cada línea de cátodo, ajustados a 10-15 mA para un buen equilibrio entre brillo y longevidad, manteniéndose muy por debajo de la clasificación continua de 25 mA.
3. Software:Cree una tabla de búsqueda que mapee los números 0-9 a los patrones de segmento apropiados (A-G). En el bucle principal, habilite el Dígito 1, envíe el patrón para las decenas, espere 1-5 ms, deshabilite el Dígito 1, habilite el Dígito 2, envíe el patrón para las unidades, espere 1-5 ms, y repita. Esto crea una visualización estable y sin parpadeo.
4. Consideración Térmica:Si la carcasa puede calentarse (ej., >50°C), considere reducir ligeramente la corriente de control usando el factor de reducción (0.33 mA/°C por encima de 25°C) para asegurar la fiabilidad.

9. Principio de Operación y Tendencias Tecnológicas

9.1 Principio Básico de Operación

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (la capa de AlInGaP en este caso), liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida y, por tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida, que está en el espectro rojo hiperintenso para este dispositivo. El diseño de 14 segmentos permite la formación de números y un conjunto limitado de caracteres alfabéticos iluminando selectivamente combinaciones de los segmentos.

9.2 Tendencias de la Industria

Si bien los displays de orificio pasante como el LTP-3786JD-03 siguen siendo relevantes para prototipos, reparaciones y ciertas aplicaciones industriales, la tendencia más amplia en tecnología de displays es hacia paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD) para ensamblaje automatizado y miniaturización. Además, existe un impulso continuo hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que para los LED rojos implica optimizar la estructura epitaxial de AlInGaP y mejorar la extracción de luz del chip. Para displays alfanuméricos, los paneles de matriz de puntos son cada vez más comunes ya que ofrecen capacidad alfanumérica y gráfica completa, aunque los displays segmentados conservan ventajas en coste, simplicidad y claridad para lecturas numéricas dedicadas.