Hoja de Datos del Display LED LTC-2728JS - Altura de Dígito 0.28 Pulgadas - Amarillo AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 40mW - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-2728JS es un módulo de display alfanumérico de siete segmentos y cuatro dígitos, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Su función principal es representar visualmente datos numéricos a través de segmentos direccionables individualmente. El dispositivo está construido utilizando tecnología semiconductor avanzada de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para los elementos emisores de luz, los cuales están montados sobre un sustrato no transparente de Arseniuro de Galio (GaAs). Esta combinación resulta en la emisión amarilla característica. El display cuenta con una placa frontal gris con marcas de segmentos blancas, mejorando el contraste y la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación.

Las ventajas principales de este display incluyen su excelente apariencia de caracteres, lograda mediante segmentos continuos y uniformes, y un alto brillo con un fuerte contraste. Opera con requisitos de potencia bajos, lo que lo hace adecuado para dispositivos alimentados por batería o conscientes del consumo energético. Además, ofrece un amplio ángulo de visión y se beneficia de la fiabilidad inherente de estado sólido de la tecnología LED, garantizando una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones.

El mercado objetivo para este componente incluye paneles de control industrial, equipos de prueba y medición, electrónica de consumo (como relojes o electrodomésticos), cuadros de mando automotrices (para displays auxiliares) y cualquier sistema embebido que requiera una solución de display numérico robusta, legible y eficiente.

2. Interpretación Profunda de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

Los parámetros ópticos clave definen el rendimiento visual del display. LaIntensidad Luminosa Promedio (Iv)se especifica con un valor típico de 600 µcd a una corriente directa (IF) de 1mA, con un mínimo de 200 µcd. Este parámetro mide el brillo percibido de la salida de luz tal como la ve el ojo humano, calibrado usando un filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica CIE. LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)es de 588 nm, y laLongitud de Onda Dominante (λd)es de 587 nm, ambas medidas a IF=20mA. Estos valores sitúan la emisión firmemente en la región amarilla del espectro visible. ElAncho de Media Línea Espectral (Δλ)es de 15 nm, indicando un color amarillo monocromático relativamente puro. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosaentre segmentos se especifica como máximo 2:1, asegurando un brillo uniforme en todos los segmentos de un dígito para una apariencia consistente.

2.2 Parámetros Eléctricos

Las especificaciones eléctricas gobiernan la conducción segura y efectiva de los LEDs. LaTensión Directa por Segmento (VF)tiene un valor típico de 2.6V a IF=20mA, con un máximo de 2.6V. Esta es la caída de tensión a través de un segmento iluminado. LaCorriente Inversa por Segmento (IR)es un máximo de 10 µA cuando se aplica una tensión inversa (VR) de 5V, indicando la corriente de fuga en estado apagado. LaCorriente Directa Continua por Segmentoestá clasificada en un máximo de 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 supera los 25°C para evitar el sobrecalentamiento. Para operación pulsada, se permite unaCorriente Directa Pico por Segmentode 60 mA bajo condiciones específicas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). LaDisipación de Potencia por Segmentoestá limitada a 40 mW.

2.3 Especificaciones Térmicas y Máximos Absolutos

Estas especificaciones definen los límites operativos más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. ElRango de Temperatura de Operación y Almacenamientoes de -35°C a +85°C. Este amplio rango hace que el display sea adecuado para entornos hostiles. La máximaTensión Inversa por Segmentoes de 5V; exceder esto puede romper la unión del LED. Una especificación de manejo crítica es laTemperatura de Soldadura: el dispositivo puede soportar un máximo de 260°C hasta por 3 segundos, medido en un punto 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del encapsulado. Esto es crucial para guiar los procesos de soldadura por reflujo.

3. Explicación del Sistema de Binning

Basándose en la hoja de datos proporcionada, no se detallan códigos de binning explícitos para longitud de onda (o temperatura de color), flujo luminoso o tensión directa. Las especificaciones proporcionan valores mínimos, típicos y máximos para parámetros clave como la intensidad luminosa (200-600 µcd) y la tensión directa (2.05-2.6V). En un contexto de producción, los fabricantes a menudo agrupan los LEDs en bins de rendimiento más estrechos dentro de estos rangos para garantizar la consistencia dentro de un solo lote o para requisitos específicos del cliente. Los diseñadores deben consultar con el fabricante las opciones de binning disponibles si el emparejamiento preciso de color o la uniformidad de intensidad más allá de las especificaciones mín/máx publicadas es crítica para la aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas/ópticas. Si bien los gráficos específicos no se reproducen en el texto, las curvas estándar para tales dispositivos normalmente incluirían:Corriente Directa (IF) vs. Tensión Directa (VF): Esta curva muestra la relación exponencial, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.Intensidad Luminosa (Iv) vs. Corriente Directa (IF): Esto muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente en una región aproximadamente lineal antes de que la eficiencia caiga a corrientes muy altas.Intensidad Luminosa (Iv) vs. Temperatura Ambiente (Ta): Esta curva demuestra el coeficiente de temperatura negativo de los LEDs, donde la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión.Distribución Espectral de Potencia: Un gráfico que muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de longitudes de onda, centrada alrededor de 588 nm con el ancho de media línea especificado de 15 nm. Comprender estas relaciones es esencial para optimizar las condiciones de conducción para brillo, eficiencia y longevidad.

5. Información Mecánica y de Encapsulado

El display tiene una altura de dígito de 0.28 pulgadas (7.0 mm). Las dimensiones del encapsulado se proporcionan en un dibujo detallado con todas las medidas en milímetros. Las tolerancias son generalmente ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. El dispositivo es un encapsulado dual en línea (DIP) de 16 pines. El diagrama de circuito interno revela una configuración de cátodo común multiplexado. Esto significa que los cátodos de los LEDs para cada dígito están conectados entre sí (cuatro pines de cátodo común: Dígito 1, 2, 3 y 4), mientras que los ánodos para cada tipo de segmento (A a G, más DP) están conectados a través de todos los dígitos. Esta estructura permite la multiplexación, donde los dígitos se iluminan uno a la vez en rápida sucesión para crear la percepción de que todos los dígitos están encendidos continuamente, reduciendo significativamente el número de pines de control requeridos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La directriz clave proporcionada es la resistencia al calor de la soldadura: el componente puede soportar una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido 1.6mm por debajo del cuerpo del encapsulado. Esta es una especificación estándar para soldadura por ola o reflujo. Para perfiles de reflujo, es aplicable un perfil estándar sin plomo con una temperatura pico que no exceda los 260°C. Las precauciones incluyen evitar estrés mecánico en los pines durante la inserción, asegurar una alineación adecuada antes de soldar y prevenir puentes de soldadura excesivos entre pines. El dispositivo debe almacenarse en su bolsa barrera de humedad original hasta su uso, dentro del rango de temperatura de almacenamiento especificado de -35°C a +85°C, y en un ambiente de baja humedad para prevenir la absorción de humedad.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El número de parte es LTC-2728JS. La descripción asociada con este número de parte es "Amarillo AlInGaP, Cátodo Común Multiplexado, Decimal a la Derecha." Esto indica el material del LED, la configuración eléctrica y la posición del punto decimal. Los detalles específicos de empaquetado, como cantidades en tubos, bandejas o especificaciones de carrete, no se incluyen en el extracto proporcionado. La etiqueta normalmente incluiría el número de parte, el código de lote y el código de fecha. Para pedidos, se utiliza el número de parte base LTC-2728JS.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier aplicación que requiera una lectura numérica clara y de múltiples dígitos. Usos comunes incluyen: medidores de panel digital para tensión, corriente o frecuencia; temporizadores y relojes; contadores de línea de producción; lecturas de dispositivos médicos (por ejemplo, monitores de presión arterial); displays de electrodomésticos (hornos, microondas, lavadoras); y medidores automotrices del mercado de accesorios.

8.2 Consideraciones de Diseño

Circuito de Control:Debido a su diseño de cátodo común multiplexado, casi siempre se requiere un circuito integrado controlador de display dedicado (como un MAX7219 o un microcontrolador con software de multiplexación). Cada dígito se enciende hundiendo corriente a través de su pin de cátodo común mientras se suministra corriente a los pines de ánodo de segmento apropiados.Limitación de Corriente:Las resistencias limitadoras de corriente externas son obligatorias para cada línea de ánodo de segmento (o posiblemente para cada cátodo común, dependiendo de la arquitectura del controlador) para establecer la corriente directa a un valor seguro, típicamente entre 5-20 mA dependiendo del brillo deseado y del presupuesto de potencia. El valor de la resistencia se puede calcular usando R = (Vcc - VF) / IF.Frecuencia de Refresco:Al multiplexar, la frecuencia de refresco por dígito debe ser lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible, típicamente por encima de 60 Hz por dígito (por lo tanto, una tasa de ciclo total >240 Hz para 4 dígitos).Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión permite posiciones de montaje flexibles.Secuencia de Encendido:Asegúrese de que el circuito controlador no aplique tensión inversa o corriente excesiva durante el encendido o apagado.

9. Comparación Técnica

En comparación con otras tecnologías de siete segmentos, los LEDs amarillos AlInGaP ofrecen ventajas distintivas. Frente a los LEDs rojos tradicionales de GaAsP o GaP, el AlInGaP proporciona una eficiencia luminosa significativamente mayor, resultando en un mayor brillo para la misma corriente de conducción. También ofrece mejor estabilidad térmica y una vida útil más larga. En comparación con los LEDs azules o blancos con filtros, el amarillo AlInGaP es un color de emisión directa, evitando las pérdidas de eficiencia asociadas con la conversión de fósforo. La altura de dígito de 0.28 pulgadas es un tamaño común, ofreciendo un buen equilibrio entre legibilidad y consumo de espacio en la placa, siendo más grande que los displays de 0.2 pulgadas para una visualización más fácil y más pequeño que los displays de 0.5 pulgadas para compacidad. El diseño de cátodo común multiplexado es estándar para displays de múltiples dígitos, minimizando el recuento de pines en comparación con un diseño no multiplexado (conducción estática) que requeriría muchas más líneas de E/S.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de "Decimal a la Derecha" en la descripción?

R: Esto especifica la posición física del segmento del punto decimal. "A la Derecha" significa que el punto decimal está ubicado a la derecha del dígito. Algunos displays ofrecen puntos decimales a la izquierda o en el centro.

P: ¿Puedo controlar este display con una fuente de tensión constante?

R: No. Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Una fuente de tensión constante sin una resistencia limitadora de corriente en serie probablemente permitirá que fluya una corriente excesiva, destruyendo el segmento LED. Siempre utilice un esquema de limitación de corriente.

P: ¿Qué significa "Ciclo de Trabajo 1/10, Ancho de Pulso 0.1ms" para la Corriente Directa Pico?

R: Esta especificación permite una corriente instantánea más alta (60 mA) solo si el pulso es muy corto (0.1ms) y el LED está apagado durante mucho más tiempo (dando un ciclo de trabajo del 10%). Esto le permite lograr un breve destello de mayor brillo para multiplexación o efectos estroboscópicos sin sobrecalentar el chip. Para iluminación en estado estable, debe utilizar la especificación de Corriente Directa Continua (25 mA máx.).

P: Los pines 4, 9, 10 y 12 se enumeran como "SIN PIN". ¿Qué significa esto?

R: Estos son pines físicamente ausentes. El encapsulado tiene una huella de 16 pines, pero solo 12 pines están realmente presentes y conectados eléctricamente. Esta es una práctica común para estandarizar el tamaño del encapsulado mientras se acomodan diferentes configuraciones de circuito interno.

P: ¿Cómo calculo el consumo total de potencia?

R: Para un display multiplexado, la potencia no es simplemente la suma de todos los segmentos. En un esquema de multiplexación típico, solo un dígito está encendido a la vez. Por lo tanto, la potencia instantánea es aproximadamente la potencia para un dígito completamente iluminado (por ejemplo, 8 segmentos * IF por segmento * VF). La potencia promedio es este valor dividido por el número de dígitos (para tiempos de encendido iguales).

11. Caso de Uso Práctico

Caso: Diseño de una Lectura de Voltímetro de 4 Dígitos.Un diseñador está construyendo un voltímetro digital para mostrar de 0.00V a 19.99V. Selecciona el LTC-2728JS por su brillo y legibilidad. Utiliza un microcontrolador con un convertidor analógico-digital (ADC) para medir la tensión. El firmware del microcontrolador maneja la conversión de la lectura del ADC a formato BCD (Decimal Codificado en Binario). Cuatro pines de E/S se configuran como salidas de drenador abierto para controlar los pines de cátodo común (Dígitos 1-4). Otros siete pines de E/S (más uno para el punto decimal) se configuran como salidas push-pull para controlar los ánodos de segmento (A-G, DP) a través de resistencias limitadoras de corriente individuales de 100Ω (calculadas para Vcc=5V, VF~2.6V, IF~20mA). El firmware implementa una interrupción de temporizador que recorre los cuatro dígitos a una velocidad de 1 kHz (250 Hz por dígito). En la rutina de interrupción, apaga todos los dígitos, envía el patrón de segmentos para el siguiente dígito y luego enciende el cátodo de ese dígito. Esto crea una visualización estable y sin parpadeo que muestra la tensión medida.

12. Introducción al Principio

El principio de funcionamiento se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. La estructura cristalina de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) es un semiconductor de banda prohibida directa. Cuando se polariza en directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa donde se recombinan. La energía liberada durante esta recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo (~587-588 nm). El sustrato no transparente de GaAs absorbe cualquier luz emitida hacia abajo, mejorando el contraste al prevenir la reflexión interna que podría causar una apariencia "lavada". El formato de siete segmentos es un patrón estandarizado donde siete LEDs en forma de barra controlados independientemente (segmentos) pueden iluminarse en diferentes combinaciones para formar los números 0-9 y algunas letras.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en displays de siete segmentos e indicadores LED discretos similares continúa hacia una mayor eficiencia, menor consumo de energía y una fiabilidad mejorada. Si bien la tecnología fundamental de AlInGaP es madura, los refinamientos del proceso conducen a una mejor eficiencia cuántica interna y extracción de luz. Hay una creciente integración de la electrónica de control, avanzando hacia displays "inteligentes" con controladores incorporados, interfaces I2C o SPI, e incluso sensores de luz ambiental para el ajuste automático del brillo, reduciendo la carga de diseño en el microcontrolador del sistema. En términos de factor de forma, existe una presión constante por encapsulados más delgados y pasos de píxel más pequeños para una visualización de información de mayor densidad. Sin embargo, para lecturas industriales estándar, el clásico encapsulado DIP de orificio pasante, como el utilizado por el LTC-2728JS, sigue siendo popular debido a su robustez, facilidad de soldadura manual para prototipos y su fiabilidad probada en entornos exigentes.