Hoja de Datos del Display LED LTC-3743KG - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Verde AlInGaP - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-3743KG es un módulo de display LED numérico de cuatro dígitos, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Cuenta con una altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.4 mm), lo que lo hace adecuado para displays de tamaño medio en diversos equipos electrónicos. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir luz verde. Este sistema de material es conocido por su alta eficiencia y buen rendimiento en un rango de condiciones de operación. El display tiene una cara negra con segmentos blancos, proporcionando un alto contraste para una excelente legibilidad. Está construido como un tipo de cátodo común multiplexado, una configuración estándar para displays multidígito que minimiza el número de pines de control necesarios.

1.1 Características Principales

• Altura de Dígito de 0.3 Pulgadas:Proporciona un tamaño de carácter claro y fácilmente legible.
• Segmentos Continuos y Uniformes:Garantiza una apariencia visual consistente y profesional en todos los dígitos.
• Bajo Requerimiento de Potencia:Diseñado para operación energéticamente eficiente, adecuado para dispositivos alimentados por batería o de baja potencia.
• Excelente Apariencia de Carácter:Alto contraste entre el fondo negro y los segmentos blancos iluminados.
• Alto Brillo y Alto Contraste:Los chips AlInGaP ofrecen una intensidad luminosa fuerte, visible incluso en entornos bien iluminados.
• Ángulo de Visión Amplio:Permite leer el display desde un amplio rango de ángulos sin pérdida significativa de brillo o claridad.
• Fiabilidad de Estado Sólido:Los LEDs ofrecen una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones en comparación con otras tecnologías de visualización.
• Paquete Libre de Plomo:Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), haciéndolo adecuado para la fabricación electrónica moderna.

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de parte LTC-3743KG denota específicamente un display verde AlInGaP, de cátodo común multiplexado, con una configuración de punto decimal a la derecha. Esta convención de nomenclatura ayuda a identificar la tecnología exacta, la configuración eléctrica y la variante mecánica.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Ratings Absolutos Máximos

Estos ratings definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW. Esta es la potencia máxima que puede disipar de forma segura un segmento LED individual.
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA. Esta es la corriente instantánea máxima permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Es significativamente mayor que el rating de corriente continua.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corriente se reduce linealmente a una tasa de 0.28 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25°C. Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima permitida sería aproximadamente: 25 mA - (0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 mA.
• Rango de Temperatura de Operación:-35°C a +105°C. El dispositivo está clasificado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-35°C a +105°C.
• Condiciones de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por ola con la punta del soldador a 1/16 de pulgada (aprox. 1.6 mm) por debajo del plano de asiento durante 3 segundos a 260°C. La temperatura de la unidad misma durante el ensamblaje no debe exceder su rating de temperatura máxima.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidad Luminosa Promedio (Iv):200 - 630 ucd (microcandelas) a una corriente directa (IF) de 1 mA. Este amplio rango indica un proceso de clasificación (binning) por brillo.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λp):571 nm (típico) a IF=20mA. Esta es la longitud de onda a la que la intensidad de la luz emitida es más alta.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm (típico) a IF=20mA. Mide la dispersión de las longitudes de onda emitidas; un valor más pequeño indica una luz más monocromática (color puro).
• Longitud de Onda Dominante (λd):572 nm (típico) a IF=20mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que mejor coincide con el color de la luz.
• Voltaje Directo por Chip (VF):2.05V (Mín), 2.6V (Típ), con una tolerancia de ±0.1V a IF=20mA. Este es un parámetro crítico para el diseño del circuito de control.
• Corriente Inversa por Segmento (IR):100 µA (Máx) a un voltaje inverso (VR) de 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; está prohibida la operación en polarización inversa continua.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:2:1 (Máx) para áreas de luz similares a IF=10mA. Especifica la variación de brillo máxima permitida entre segmentos para garantizar una apariencia uniforme.
• Diafonía (Cross Talk):≤2.5%. Mide la iluminación no intencionada de un segmento no seleccionado cuando se activa otro, la cual debe ser mínima.

3. Información Mecánica y del Paquete

El display viene en un estilo estándar DIP (Dual In-line Package) de orificio pasante. 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.
• Se establecen límites para material extraño (≤10 mil), curvatura (≤1% de la longitud del reflector), burbujas en los segmentos (≤10 mil) y contaminación de tinta en la superficie (≤20 mil) para garantizar la calidad óptica.

4. Conexión de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene 24 pines. El circuito interno es una configuración de cátodo común multiplexado. Esto significa que los cátodos de los LEDs de cada dígito están conectados entre sí (formando las líneas de selección de dígito), mientras que los ánodos de cada tipo de segmento (A, B, C, D, E, F, G, DP) están conectados a través de todos los dígitos. Para iluminar un segmento específico en un dígito específico, el cátodo del dígito correspondiente se lleva a bajo (a tierra) mientras que el ánodo del segmento correspondiente se lleva a alto (con una resistencia limitadora de corriente). La tabla de pinout define claramente la función de cada pin, incluyendo ánodos para segmentos, cátodos para dígitos y conexiones para características especiales como los puntos decimales (DP1, DP2, DP3) y otros indicadores (UDP, LC, L1, L2, L3).

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:

• Curva IV (Corriente-Voltaje):Muestra la relación entre la corriente directa y el voltaje directo, que no es lineal. Esto es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente en una relación casi lineal dentro del rango de operación.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Esto resalta la importancia de la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Una gráfica que traza la intensidad de la luz contra la longitud de onda, mostrando las longitudes de onda pico y dominante, y el ancho medio espectral.

6. Directrices de Soldadura, Ensamblaje y Almacenamiento

6.1 Precauciones de Aplicación

Estas son directrices críticas para una operación confiable:

• Uso Previsto:Para equipos electrónicos ordinarios. Consulte al fabricante para aplicaciones críticas para la seguridad (aviación, médicas, etc.).
• Cumplimiento de Ratings:La adhesión a los Ratings Absolutos Máximos es obligatoria para evitar daños.
• Corriente y Temperatura:Exceder la corriente de control recomendada o la temperatura de operación conduce a una rápida degradación de la luz o falla.
• Protección del Circuito:El circuito de control debe proteger contra voltajes inversos y transitorios de voltaje durante los ciclos de encendido.
• Control por Corriente Constante:Recomendado para un brillo y longevidad consistentes, ya que el brillo del LED es una función de la corriente, no del voltaje.
• Rango de Voltaje Directo:El circuito de control debe acomodar el rango completo de VF (2.05V a 2.7V) para garantizar que siempre se suministre la corriente objetivo.
• Reducción Térmica (Derating):La corriente de operación debe elegirse en función de la temperatura ambiente máxima esperada, utilizando la curva de reducción.
• Evitar Polarización Inversa:Puede causar migración de metales, aumentando la fuga o causando cortocircuitos.
• Evitar Choque Térmico:Los cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos pueden causar condensación.
• Manejo Mecánico:Evite aplicar fuerza anormal al cuerpo del display.
• Aplicación de Película:Si se utiliza una película/sobreimpresión sensible a la presión, evite que esté en contacto directo con un panel frontal para evitar desplazamientos.
• Clasificación (Binning) para Multi-Displays:Cuando se utilizan múltiples displays en un ensamblaje, seleccione unidades del mismo lote de brillo/color para evitar una apariencia desigual.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es vital para prevenir la oxidación de los pines y mantener la soldabilidad.

• Condición Estándar (en empaque original):5°C a 30°C, por debajo del 60% de Humedad Relativa (HR).
• Consecuencias del Almacenamiento Inadecuado:Puede ocurrir oxidación de los pines, requiriendo un replateado antes de su uso.
• Gestión de Inventario:Consuma los displays prontamente; evite el almacenamiento a largo plazo de grandes cantidades.
• Sensibilidad a la Humedad:Si el producto no está en una bolsa sellada contra la humedad, o la bolsa ha estado abierta por más de 6 meses, se recomienda hornear a 60°C durante 48 horas y completar el ensamblaje dentro de una semana.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTC-3743KG es muy adecuado para:

• Equipos de prueba y medición (multímetros, fuentes de alimentación).
• Paneles de control industrial e indicadores de proceso.
• Electrónica de consumo como amplificadores de audio, radios despertador o electrodomésticos de cocina.
• Terminales punto de venta y displays informativos.
• Cualquier dispositivo que requiera una lectura numérica multidígito clara y confiable.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Selección del IC Controlador:Utilice un controlador de display LED dedicado o un microcontrolador con capacidad de corriente de sumidero/fuente suficiente y soporte de multiplexación.
• Limitación de Corriente:Siempre use resistencias en serie o un controlador de corriente constante para cada línea de ánodo. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación, el voltaje directo del LED (use VF máximo para el peor caso de corriente) y la corriente directa deseada.
• Frecuencia de Multiplexación:Elija una frecuencia de refresco lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible (típicamente >60 Hz). Asegúrese de que la corriente pico en operación multiplexada no exceda el rating absoluto máximo.
• Diseño del PCB:Asegure trazas de alimentación limpias hacia el controlador del display para evitar ruido. Siga la huella recomendada del dibujo dimensional.
• Gestión Térmica:En aplicaciones con alta temperatura ambiente, considere reducir la corriente de control o mejorar la ventilación para mantenerse dentro de los límites de corriente reducida.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTC-3743KG, basado en tecnología AlInGaP, ofrece ventajas distintivas:

• vs. LEDs Verdes GaP (Fosfuro de Galio) Tradicionales:AlInGaP típicamente ofrece mayor brillo y eficiencia, mejor estabilidad térmica y un color verde más saturado.
• vs. LEDs Azul/Blanco con Fósforo:Este es un LED verde de emisión directa, por lo que no sufre degradación del fósforo con el tiempo y ofrece una salida espectral pura sin el amplio espectro de los LEDs blancos convertidos por fósforo.
• vs. Displays Más Grandes/Pequeños:La altura de dígito de 0.3 pulgadas logra un equilibrio entre legibilidad y compacidad, adecuándose a aplicaciones donde el espacio es una consideración pero se requiere legibilidad desde una distancia moderada.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el propósito del diseño de cátodo común multiplexado?

R: Reduce drásticamente el número de pines requeridos. Un display de 4 dígitos y 7 segmentos no multiplexado necesitaría 4*7 + 4 = 32 pines. La versión multiplexada usa 7 líneas de segmento + 4 líneas de dígito + algunos extras = 24 pines, simplificando el PCB y el circuito de control.

P: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia limitadora de corriente?

R: Use la Ley de Ohm: R = (V_alimentación - VF_LED) / I_deseada. Para una alimentación de 5V, un VF máximo de 2.7V y una corriente deseada de 10mA: R = (5V - 2.7V) / 0.010A = 230 Ohmios. Use el siguiente valor estándar (ej. 220 Ohmios) y verifique la corriente real.

P: ¿Por qué se recomienda el control por corriente constante sobre el de voltaje constante?

R: La intensidad luminosa del LED es principalmente una función de la corriente directa (IF). El voltaje directo (VF) puede variar de unidad a unidad y con la temperatura. Una fuente de corriente constante garantiza un brillo consistente independientemente de estas variaciones de VF, mientras que una simple resistencia con una fuente de voltaje constante conduce a variaciones de brillo.

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

R: Significa que el segmento más brillante en un grupo no debe ser más del doble de brillante que el segmento más tenue bajo las mismas condiciones de prueba. Esto garantiza uniformidad visual en todo el display.

10. Introducción al Principio de Operación

El LTC-3743KG se basa en la electroluminiscencia de semiconductores. El material AlInGaP forma una unión p-n. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones y huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan. En AlInGaP, esta recombinación libera principalmente energía en forma de fotones (luz) en el rango de longitud de onda verde (~572 nm). La composición específica de la aleación de Aluminio, Indio, Galio y Fósforo determina la energía de la banda prohibida y, por lo tanto, el color de la luz emitida. La cara negra y los segmentos blancos son parte del sistema óptico del paquete, diseñados para absorber la luz ambiental (reduciendo reflejos) y guiar eficientemente la luz generada internamente a través de las formas de segmento deseadas, creando un alto contraste.