Hoja de Datos del Display LED LTD-6402JS-02 - Dígito de 0.56 Pulgadas - Amarillo AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Bajo Consumo - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-6402JS-02 es un módulo de display de siete segmentos de alto rendimiento y bajo consumo, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras. Su función principal es proporcionar una solución de visualización altamente legible, fiable y energéticamente eficiente. La ventaja principal de este dispositivo radica en el uso de la avanzada tecnología de semiconductores de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para los chips LED, que ofrece un brillo y eficiencia superiores en comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP) estándar. El dispositivo está categorizado por intensidad luminosa, asegurando niveles de brillo consistentes entre lotes de producción. Su mercado objetivo incluye instrumentación industrial, electrónica de consumo, equipos de prueba y medida, y cualquier sistema embebido donde se requiera un display numérico compacto, brillante y de bajo consumo.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Optoelectrónicas

El rendimiento optoelectrónico se define a una temperatura ambiente estándar (Ta) de 25°C. El parámetro clave, la Intensidad Luminosa Media (Iv), tiene un valor típico de 700 µcd a una corriente directa (IF) de solo 1mA por segmento, destacando su excepcional capacidad de bajo consumo. La Longitud de Onda de Emisión Pico (λp) es típicamente de 588 nm, y la Longitud de Onda Dominante (λd) es de 587 nm, situando firmemente la luz emitida en la región amarilla del espectro visible. La Anchura Media Espectral (Δλ) es de 15 nm, indicando una emisión de color relativamente pura. Un parámetro crítico para la uniformidad en displays de múltiples dígitos o segmentos es el Ratio de Coincidencia de Intensidad Luminosa (IV-m), que se especifica con un máximo de 2:1 cuando los segmentos se excitan a 10mA, garantizando una consistencia visual aceptable.

2.2 Parámetros Eléctricos

Las características eléctricas definen los límites y condiciones de operación. Los Valores Máximos Absolutos especifican una Corriente Directa Continua por segmento de 25 mA, con desclasificación lineal a partir de 25°C. El dispositivo puede soportar una Corriente Directa Pico de 100 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La Tensión Inversa máxima por segmento es de 5V. En condiciones típicas de operación, la Tensión Directa por segmento (VF) varía entre 2.05V y 2.6V a IF=20mA. La Corriente Inversa (IR) es de un máximo de 100 µA a VR=5V. La Disipación de Potencia por segmento está clasificada en 75 mW.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para un Rango de Temperatura de Operación de -35°C a +105°C, con un Rango de Temperatura de Almacenamiento idéntico. Este amplio rango lo hace adecuado para entornos hostiles. Para el montaje, la temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medida a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del componente, lo cual es una directriz estándar para procesos de soldadura por ola o de reflujo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica explícitamente que el dispositivo está "Categorizado por Intensidad Luminosa". Esto denota un proceso de clasificación o "binning" basado en la salida de luz medida. Aunque este documento no proporciona códigos de clasificación específicos, esta práctica garantiza que los clientes reciban displays con niveles de brillo consistentes. Típicamente, dicha categorización implica probar cada unidad a una corriente específica (ej. 10mA o 20mA) y agruparlas en "bins" según rangos de intensidad predefinidos (ej. 400-600 µcd, 600-800 µcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar un "bin" que cumpla con sus requisitos específicos de brillo y asegura una uniformidad visual en displays de múltiples dígitos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas de rendimiento típicas para un dispositivo de este tipo incluirían varios gráficos clave. LaCurva de Corriente vs. Tensión Directa (Curva I-V)mostraría la relación exponencial, ayudando a los diseñadores a comprender los requisitos de tensión a diferentes corrientes de excitación. LaCurva de Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva L-I)es crucial, mostrando cómo la salida de luz aumenta con la corriente, a menudo en una relación casi lineal dentro del rango de operación, antes de potencialmente saturarse.Curvas de Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambientedemostrarían la desclasificación de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, lo cual es vital para aplicaciones de alta temperatura. Finalmente, unaCurva de Distribución Espectralrepresentaría visualmente la longitud de onda pico y la anchura espectral, confirmando el punto de color amarillo.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo presenta un paquete estándar de display de siete segmentos de dos dígitos. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm (0.01"). La dimensión clave es la altura del dígito, especificada como 0.56 pulgadas (14.22 mm). El dibujo mecánico detallado incluiría la longitud, anchura y altura total del paquete, el espaciado entre dígitos, las dimensiones de los segmentos, y la posición y diámetro de los pines de montaje.

5.2 Pinout e Identificación de Polaridad

El LTD-6402JS-02 es un dispositivo de configuración deÁnodo Común. Tiene dos pines de ánodo común independientes: Pin 12 para el Dígito 1 y Pin 9 para el Dígito 2. Esto permite el multiplexado separado de cada dígito. Los cátodos de los segmentos (A a G, más el Punto Decimal) son compartidos por ambos dígitos. Por ejemplo, el Pin 11 es el cátodo para el segmento 'A' tanto del Dígito 1 como del Dígito 2. Los Pines 6 y 8 se indican como "Sin Conexión" (NC). El punto decimal derecho (D.P.) está incluido y se controla a través del Pin 3. La identificación correcta del ánodo común es crítica para un diseño de circuito adecuado, para proporcionar una fuente de corriente al pin común y sumidero de corriente a través de los pines de segmento individuales.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La directriz principal proporcionada es el límite de temperatura de soldadura: un máximo de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Esta es una recomendación estándar JEDEC para componentes de orificio pasante para prevenir daños al chip LED, las conexiones de alambre o el paquete plástico. Para el montaje, son aplicables procesos estándar de soldadura por ola o soldadura selectiva. Se recomienda seguir las directrices estándar IPC para la limpieza para evitar residuos de fundente en la cara gris claro, lo que podría afectar al contraste y apariencia. También se aconseja un manejo adecuado para evitar estrés mecánico en los pines.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El número de pieza es LTD-6402JS-02. El sufijo "JS" a menudo denota características específicas como el color y el estilo del paquete. El "02" puede indicar una revisión o un "bin" específico. Es probable que el dispositivo venga en tubos o bandejas antiestáticas estándar para montaje automatizado. La referencia de la hoja de datos es Spec No.: DS30-2000-040. Los diseñadores siempre deben verificar el empaquetado exacto (ej. cantidad por tubo, tubos por caja) con el proveedor o distribuidor en el momento de realizar el pedido.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier aplicación que requiera uno o dos dígitos brillantes y fáciles de leer. Usos comunes incluyen: medidores de panel para voltaje, corriente o temperatura; relojes y temporizadores digitales; módulos de marcadores; paneles de control de electrodomésticos (ej. hornos microondas, lavadoras); lecturas de equipos de prueba; e indicadores de estado de sistemas de control industrial.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente:Como dispositivo de ánodo común, los pines de ánodo deben conectarse a una fuente de tensión positiva a través de un esquema de limitación de corriente. Cada pin de cátodo de segmento debe conectarse a un sumidero de corriente, típicamente un pin de E/S de un microcontrolador o un CI controlador. Las resistencias limitadoras de corriente externas sonabsolutamente obligatoriaspara cada segmento o ánodo común para prevenir corriente excesiva y la destrucción de los LEDs. El valor de la resistencia se puede calcular usando R = (Vcc - Vf) / If, donde Vf es la tensión directa (usar el máximo 2.6V para fiabilidad) e If es la corriente directa deseada (ej. 10-20mA para brillo completo, 1-5mA para bajo consumo).

Multiplexado:Para operación de dos dígitos, los ánodos comunes (Pines 9 y 12) se conmutan rápidamente mientras se aplican los datos de segmento correspondientes a los pines de cátodo compartidos. Esto reduce el número de pines de control necesarios de 15 (7 segmentos + DP por dígito) a solo 9 (7 segmentos + DP + 2 comunes). Se recomienda una frecuencia de refresco superior a 60Hz para evitar parpadeo visible.

Ángulo de Visión:La hoja de datos afirma un "Amplio Ángulo de Visión", lo cual es típico en displays LED de siete segmentos. Esto debe considerarse para la colocación mecánica del display dentro de la carcasa del producto final.

9. Comparativa Técnica

El diferenciador clave del LTD-6402JS-02 es su uso deAlInGaP sobre un sustrato de GaAs no transparentepara emisión amarilla. En comparación con la tecnología más antigua GaP:Y (Fosfuro de Galio dopado con Nitrógeno para amarillo), los LEDs de AlInGaP ofrecen una eficiencia luminosa y brillo significativamente mayores a la misma corriente, mejor pureza de color y rendimiento superior con la temperatura. En comparación con los LEDs rojos estándar de GaAsP o GaP, el color amarillo proporciona un excelente contraste contra una cara gris claro y a menudo se considera más agradable visualmente y menos cansado en condiciones de poca luz. Su capacidad de bajo consumo (hasta 1mA por segmento con brillo utilizable) le da una ventaja en aplicaciones alimentadas por batería o sensibles a la energía sobre displays que requieren 10-20mA para una visibilidad adecuada.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre ánodo común y cátodo común?
R: En un display de ánodo común, todos los ánodos de los LEDs (segmentos) están conectados juntos a una fuente positiva. Se enciende un segmento conectando su cátodo a tierra (lógica baja). En un display de cátodo común, todos los cátodos están conectados a tierra, y se enciende un segmento aplicando una tensión positiva a su ánodo. El LTD-6402JS-02 es un dispositivo de ánodo común.

P: ¿Puedo excitar este display directamente desde un pin de un microcontrolador?
R: Puedes sumidero corriente desde los cátodos de segmento usando un pin de microcontrolador configurado como salida baja, siempre que no se exceda la capacidad máxima de sumidero de corriente del pin (consulta la hoja de datos del MCU). Sin embargo, típicamente no puedes suministrar suficiente corriente desde un pin de un MCU para excitar el ánodo común directamente para multiplexado. Normalmente se requiere un transistor (ej. un bipolar PNP o un MOSFET de canal P) para conmutar la corriente más alta del ánodo común para cada dígito.

P: ¿Por qué hay un ratio de coincidencia de intensidad de 2:1?
R: Esto significa que el segmento más tenue en un display no será menos de la mitad de brillante que el segmento más brillante bajo las mismas condiciones de prueba. Este ratio asegura una uniformidad visual razonable. Para aplicaciones críticas, se recomienda seleccionar displays del mismo "bin" de intensidad.

P: ¿Qué significa "AlInGaP sobre un sustrato de GaAs no transparente"?
R: Las capas emisoras de luz están hechas de material semiconductor AlInGaP. Esta capa activa se cultiva sobre una oblea de Arseniuro de Galio (GaAs) que no transmite luz. Por lo tanto, la luz se emite solo desde la superficie superior del chip, lo cual es una construcción estándar para LEDs de alta luminosidad, contribuyendo al alto contraste mencionado en las características.

11. Ejemplo de Aplicación Práctica

Caso de Diseño: Una Lectura de Voltímetro de Dos Dígitos Simple.
Considere diseñar un display de voltímetro DC de 0-99V. Un microcontrolador con un convertidor analógico-digital (ADC) lee la tensión de entrada. El software escala el valor del ADC a un número entre 0 y 99. Para excitar el LTD-6402JS-02:
1. Los dos pines de ánodo común se conectan a dos pines de E/S separados del MCU a través de pequeños transistores PNP (ej. 2N3906). Las bases se excitan a través de resistencias limitadoras de corriente.
2. Los ocho pines de cátodo de segmento (A-G y DP) se conectan a ocho pines de E/S del MCU, cada uno con una resistencia limitadora de corriente en serie (ej. 150Ω para ~20mA con una fuente de 5V, considerando Vf~2.6V).
3. En el firmware, se configura una interrupción de temporizador para el multiplexado. En un ciclo de interrupción, el MCU:
- Apaga ambos transistores de dígito.
- Calcula el código de 7 segmentos para el dígito de las decenas.
- Envía este código a los pines de segmento.
- Enciende el transistor para el ánodo común del dígito de las decenas.
- Espera un breve retardo (ej. 5ms).
- Repite el proceso para el dígito de las unidades.
Esto crea un display persistente y sin parpadeo de dos dígitos que muestra la tensión medida.

12. Introducción al Principio Tecnológico

Los chips LED en este display están basados en Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP), un semiconductor compuesto III-V. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n de este material, se inyectan electrones y huecos en la región activa. Su recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor, que se diseña controlando con precisión las proporciones de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo durante el crecimiento del cristal. El color amarillo (~587-588 nm) se logra con una composición específica. El "sustrato de GaAs no transparente" actúa como soporte mecánico pero absorbe cualquier luz emitida hacia abajo, forzando a toda la luz útil a salir por la parte superior del chip, mejorando la direccionalidad y el contraste del display.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays de siete segmentos siguen siendo un elemento básico para lecturas numéricas, la tendencia más amplia en tecnología de visualización se mueve hacia soluciones más integradas y versátiles. Los displays de matriz de puntos OLED y LCD ofrecen capacidades alfanuméricas y gráficas en paquetes de tamaño similar. Sin embargo, para aplicaciones que requieren extrema simplicidad, fiabilidad, amplio rango de temperatura, alto brillo y bajo coste por dígito, los displays LED de siete segmentos como el LTD-6402JS-02 siguen siendo muy relevantes. La evolución dentro de este segmento en sí se centra en aumentar la eficiencia (más luz por mA), mejorar los ángulos de visión, reducir el tamaño del paquete (versiones SMD) y expandir las opciones de color. El uso de AlInGaP, como se ve aquí, representa un paso significativo en eficiencia sobre tecnologías más antiguas y sigue siendo un estándar para LEDs de alto rendimiento en rojo, naranja y amarillo.