Hoja de Datos del Display LED LTP-4823KF - Altura de Dígito 0.4 Pulgadas - AlInGaP Naranja Amarillo - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-4823KF es un módulo de display LED alfanumérico de dos dígitos y 16 segmentos. Su función principal es presentar caracteres alfanuméricos (letras y números) en dispositivos electrónicos. La tecnología central utiliza material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una emisión de luz de color naranja amarillo. Este dispositivo se clasifica como de configuración de ánodo común, lo que significa que los ánodos de los LED para cada dígito están conectados internamente, simplificando los circuitos de excitación por multiplexación. El display presenta una cara gris con segmentos blancos, lo que mejora el contraste y la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas clave de este display derivan de su tecnología AlInGaP y diseño. Ofrece un alto brillo y un excelente contraste, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la visibilidad es crítica. El amplio ángulo de visión garantiza que el display permanezca legible desde varias posiciones. Su construcción de estado sólido proporciona una alta fiabilidad y una larga vida operativa en comparación con otras tecnologías de visualización. El bajo consumo de energía es un beneficio significativo para aplicaciones alimentadas por batería o conscientes del consumo energético. Este display está dirigido típicamente a paneles de control industrial, equipos de prueba y medición, terminales punto de venta, instrumentación y cualquier sistema embebido que requiera una lectura numérica o alfanumérica limitada clara y fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

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

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

La característica óptica principal es laIntensidad Luminosa Promedio (Iv), medida en microcandelas (µcd). Bajo una condición de prueba estándar de una corriente directa (IF) de 1mA, la intensidad varía desde un mínimo de 500 µcd hasta un valor típico de 1300 µcd. Este parámetro define el brillo percibido de los segmentos. La luz se caracteriza por unaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)de 611 nm y unaLongitud de Onda Dominante (λd)de 605 nm, ambas medidas a IF=20mA. Estos valores sitúan la emisión firmemente en la región naranja amarilla del espectro visible. LaAnchura Media Espectral (Δλ)es de 17 nm, lo que indica la pureza espectral de la luz emitida. Una anchura media más estrecha generalmente significa un color más saturado.

2.2 Características Eléctricas

El parámetro eléctrico clave es elVoltaje Directo por Segmento (VF). A una corriente de excitación de 20mA, el voltaje directo típico es de 2.6V, con un mínimo de 2.05V. Este valor es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente para los LED. LaCorriente Inversa por Segmento (IR)se especifica con un máximo de 100 µA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V, indicando la corriente de fuga en estado apagado. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosapara segmentos dentro de un área de luz similar es de 2:1 máximo. Esto significa que el segmento más brillante no debe ser más del doble de brillante que el segmento más tenue bajo las mismas condiciones, asegurando una apariencia uniforme.

2.3 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. LaDisipación de Potencia Promedio por Segmentono debe exceder los 70 mW. LaCorriente Directa Pico por Segmentoestá limitada a 60 mA, mientras que laCorriente Directa Promedio por Segmentoestá clasificada en 25 mA a 25°C, reduciéndose linealmente en 0.33 mA/°C por encima de 25°C. Esta reducción es esencial para la gestión térmica en entornos de alta temperatura. El máximoVoltaje Inverso por Segmentoes de 5V. El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de unRango de Temperaturade -35°C a +105°C.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos incluye una tabla de bins para la intensidad luminosa. El binning es un proceso de control de calidad donde los LED se clasifican (se binnan) según parámetros de rendimiento medidos para garantizar consistencia. Para el LTP-4823KF, los LED se categorizan en bins (F, G, H, J, K) de acuerdo con su intensidad luminosa promedio medida a IF=1mA. Los rangos son: F (321-500 µcd), G (501-800 µcd), H (801-1300 µcd), J (1301-2100 µcd) y K (2101-3400 µcd). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes con un nivel de brillo específico para su aplicación, asegurando uniformidad entre múltiples displays o ajustándose precisamente a un requisito de brillo del diseño.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las curvas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas de rendimiento típicas para tales dispositivos incluirían:

• Curva IV (Corriente vs. Voltaje):Muestra la relación entre la corriente directa y el voltaje directo. Es no lineal, con un voltaje de encendido (alrededor de 2V para AlInGaP) después del cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de voltaje. Esto resalta la necesidad de una excitación de corriente constante.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de excitación. Generalmente es lineal en un rango, pero se saturará a corrientes muy altas debido a la caída térmica y de eficiencia.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Esta curva es crítica para aplicaciones que operan en un amplio rango de temperaturas.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~611 nm y la forma del espectro de emisión.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LTP-4823KF tiene una huella estándar de display LED de dos dígitos. Las dimensiones del paquete se proporcionan en milímetros. Las notas mecánicas clave incluyen: todas las tolerancias dimensionales son ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario, y la tolerancia de desplazamiento de la punta del pin es ±0.4 mm. El dispositivo cuenta con 20 pines en una sola fila. El diagrama de circuito interno muestra que es una configuración de ánodo común para dos caracteres de 16 segmentos, con un punto decimal (D.P.) a la derecha. La tabla de conexión de pines enumera meticulosamente la conexión del cátodo para cada segmento (A-U, D.P., y los ánodos comunes para el Carácter 1 y Carácter 2). El pin 14 se indica como "Sin Conexión" (N.C.).

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La hoja de datos especifica las condiciones de soldadura: el dispositivo puede someterse a una temperatura de soldador de 260°C durante 3 segundos, con la punta del soldador posicionada 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6 mm) por debajo del plano de asiento del paquete. Es crucial no exceder esta calificación de temperatura máxima durante el montaje para evitar daños a los chips LED internos y al paquete de plástico. Para soldadura por ola o reflujo, se deben seguir los perfiles estándar para componentes de orificio pasante, asegurando que la temperatura máxima del cuerpo no exceda la temperatura máxima de almacenamiento de 105°C.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier dispositivo que requiera una lectura clara de dos dígitos con indicadores alfabéticos ocasionales. Usos comunes incluyen: multímetros digitales, contadores de frecuencia, temporizadores, controladores de procesos, dispositivos médicos (por ejemplo, monitores de pacientes), electrodomésticos (por ejemplo, hornos, termostatos) y herramientas de diagnóstico automotriz.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Excitación:Como display de ánodo común, es mejor excitado por un circuito de multiplexación. Un microcontrolador puede sumidero de corriente a través de los cátodos de segmento (a través de resistencias limitadoras) mientras habilita secuencialmente los pines de ánodo común para cada dígito.
• Limitación de Corriente:Siempre use resistencias en serie para cada cátodo de segmento o en la ruta del ánodo común para limitar la corriente al valor deseado (por ejemplo, 10-20 mA para brillo completo). Calcule el valor de la resistencia usando R = (Vcc - Vf) / If, donde Vf es el voltaje directo de la hoja de datos.
• Tasa de Refresco:Al multiplexar dos dígitos, asegúrese de que la tasa de refresco sea lo suficientemente alta (típicamente >60 Hz) para evitar parpadeo visible.
• Ángulo de Visión:Posicione el display considerando su amplio ángulo de visión para maximizar la usabilidad para el usuario final.

8. Comparación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos de GaAsP, el AlInGaP utilizado en el LTP-4823KF ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de excitación. En comparación con los displays de un solo dígito, esta unidad de dos dígitos ahorra espacio en la placa y simplifica el montaje. Frente a los displays de matriz de puntos, las unidades de 16 segmentos ofrecen una interfaz de excitación más simple (20 pines frente a más para una matriz) pero están limitadas a caracteres alfanuméricos y algunos símbolos, no a gráficos completos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito del pin "Sin Conexión" (Pin 14)?

R: Este pin está presente mecánicamente pero no está conectado eléctricamente a ningún componente interno. A menudo se incluye para estabilidad mecánica durante la soldadura o para mantener una huella de pinout estándar en una familia de dispositivos similares.

P: ¿Cómo interpreto la "Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa" de 2:1?

R: Esta es una especificación de uniformidad. Significa que bajo condiciones de excitación idénticas, la intensidad luminosa medida de cualquier segmento no debe ser más del doble de la intensidad de cualquier otro segmento en el mismo display. Esto asegura una apariencia consistente en todos los segmentos iluminados.

P: ¿Puedo excitar este display con una fuente de 5V?

R: Sí, pero debe usar una resistencia limitadora de corriente. Con un Vf típico de 2.6V a 20mA, el valor de resistencia requerido sería R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohmios. Siempre verifique el Vf real de su lote específico y ajuste el valor de la resistencia en consecuencia para lograr la corriente deseada.

10. Caso de Uso Práctico

Escenario: Diseñando un Temporizador Digital Simple.El LTP-4823KF es perfecto para mostrar minutos y segundos (MM:SS). Un microcontrolador controlaría el display mediante multiplexación. Un puerto de E/S controlaría los 18 cátodos de segmento (a través de transistores o un CI controlador), y otros dos pines de E/S controlarían los dos ánodos comunes. El firmware actualizaría los datos de segmento y cambiaría rápidamente entre los dos dígitos. El alto brillo asegura que el temporizador sea visible en una habitación bien iluminada, y el bajo consumo de energía es beneficioso si el dispositivo funciona con batería.

11. Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el voltaje de encendido del diodo a través del ánodo y cátodo de un segmento LED, los electrones y huecos se recombinan en la región activa (la capa de AlInGaP). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía del bandgap, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, naranja amarillo. Cada uno de los 16 segmentos es un LED individual o una combinación de LED, y al iluminar selectivamente estos segmentos, se pueden formar caracteres alfanuméricos.

12. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays de 16 segmentos como el LTP-4823KF siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, la tendencia más amplia en la visualización de información es hacia una mayor integración y flexibilidad. Los displays de matriz de puntos OLED y LCD se están volviendo más competitivos en costos y ofrecen capacidades alfanuméricas y gráficas completas. Sin embargo, los displays de segmentos LED conservan ventajas en entornos extremos (amplio rango de temperatura, alto brillo) y para aplicaciones donde la simplicidad, fiabilidad y larga vida útil son primordiales. La tecnología subyacente de AlInGaP continúa viendo mejoras en eficiencia y vida útil. Además, existe un impulso constante en la industria hacia un consumo de energía aún más bajo y el cumplimiento de regulaciones ambientales como RoHS, que este dispositivo ya cumple con su paquete libre de plomo.