Hoja de Datos del Display LED LTC-4627JG - Altura de Dígito 0.4 Pulgadas - Verde (571nm) - Tensión Directa 2.6V - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-4627JG es un módulo de visualización alfanumérica de siete segmentos y cuatro dígitos, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes, y de caracteres limitados. Su función principal es representar visualmente números y algunas letras a través de segmentos direccionables individualmente. La tecnología central utiliza chips LED de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) crecidos sobre un sustrato de GaAs no transparente. Este sistema de material se elige por su alta eficiencia y excelente rendimiento en la región de longitud de onda verde-amarilla. El display presenta una cara gris con marcas de segmento blancas, proporcionando un alto contraste para una legibilidad óptima bajo diversas condiciones de iluminación. La altura de dígito de 0.4 pulgadas (10.0 mm) lo hace adecuado para visualización a media distancia en instrumentación, controles industriales y electrónica de consumo donde el espacio es limitado pero la claridad es esencial.

1.1 Características y Ventajas Clave

• Altura de Dígito de 0.4 Pulgadas:Ofrece un tamaño equilibrado para una buena visibilidad sin consumir un espacio excesivo en el panel.
• Segmentos Continuos y Uniformes:Garantiza una apariencia consistente y sin huecos de los caracteres iluminados, mejorando la calidad estética y la legibilidad.
• Bajo Requerimiento de Potencia:La tecnología AlInGaP permite un alto brillo con corrientes de excitación relativamente bajas, contribuyendo a diseños energéticamente eficientes.
• Excelente Apariencia de los Caracteres:El alto contraste entre la cara gris y los segmentos blancos, combinado con una iluminación uniforme, da como resultado caracteres nítidos y bien definidos.
• Alto Brillo y Alto Contraste:El brillo inherente de los LEDs AlInGaP y el esquema de colores elegido ofrecen una visibilidad superior incluso en entornos muy iluminados.
• Amplio Ángulo de Visión:El diseño del chip LED y del encapsulado permite una visualización clara desde un amplio rango de ángulos, típico de los displays de segmentos LED.
• Fiabilidad del Estado Sólido:Como dispositivo semiconductor, ofrece una larga vida operativa, resistencia a golpes y tolerancia a vibraciones en comparación con displays mecánicos.
• Clasificado por Intensidad Luminosa:Los dispositivos se clasifican (binned) por intensidad, permitiendo a los diseñadores seleccionar componentes para niveles de brillo consistentes en múltiples unidades dentro de un ensamblaje.
• Encapsulado Libre de Plomo (Cumple con RoHS):Fabricado de acuerdo con las regulaciones ambientales que restringen sustancias peligrosas.

1.2 Identificación y Configuración del Dispositivo

El número de parte LTC-4627JG especifica un display multiplexado de ánodo común con LEDs verdes AlInGaP. El sufijo "JG" típicamente indica el color verde y un conjunto específico de características o encapsulado. El display incluye cuatro dígitos completos (0-9) y un punto decimal a la derecha para cada dígito. Emplea una configuración multiplexada de ánodo común, lo que reduce el número de pines de control necesarios al compartir en el tiempo las conexiones comunes para cada dígito.

2. Análisis Profundo de las Especificaciones Técnicas

2.1 Valores Límite Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente al dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para uso normal.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW. Esta es la potencia máxima que puede disipar de forma segura un solo segmento LED sin causar daño térmico.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:60 mA. Esta es la corriente pulsada máxima permitida, típicamente especificada bajo condiciones de ciclo de trabajo 1/10 y ancho de pulso de 0.1 ms. Se utiliza para destellos breves de alta intensidad.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corriente debe reducirse linealmente en 0.33 mA/°C a medida que la temperatura ambiente (Ta) supera los 25°C. Por ejemplo, a 50°C, la corriente continua máxima sería 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Tensión Inversa por Segmento:5 V. Exceder esta tensión en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para operación y almacenamiento confiable dentro de este rango de temperatura industrial.
• Temperatura de Soldadura:Máximo 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6 mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento. Esto es crítico para los procesos de soldadura por ola o reflujo para prevenir daños en el encapsulado.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de operación típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, proporcionando el rendimiento esperado en condiciones normales.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):200 µcd (Mín), 464 µcd (Típ) a I_F= 1 mA. Esta es la salida de luz, medida usando un sensor filtrado para igualar la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE). El amplio rango indica la clasificación (binning) por intensidad.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):571 nm (Típ) a I_F= 20 mA. Esta es la longitud de onda a la cual la salida espectral es más fuerte, en la región verde-amarilla.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm (Típ) a I_F= 20 mA. Esto indica la pureza espectral; un ancho más estrecho significa un color más monocromático.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):572 nm (Típ) a I_F= 20 mA. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano para igualar el color del LED.
• Tensión Directa por Segmento (V_F):2.05 V (Mín), 2.6 V (Típ) a I_F= 20 mA. Esta es la caída de tensión a través del LED cuando conduce la corriente especificada. El diseño del circuito debe acomodar la V_F.
• Corriente Inversa por Segmento (I_R):100 µA (Máx) a V_R= 5 V. Esta es la pequeña corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (I_V-m):2:1 (Máx) a I_F= 1 mA. Esto especifica la relación máxima permitida entre el segmento más brillante y el más tenue dentro de un solo dispositivo, asegurando uniformidad.

3. Información Mecánica y del Encapsulado

3.1 Dimensiones del Encapsulado

El display se ajusta a una huella estándar de encapsulado dual en línea (DIP). Todas las dimensiones críticas se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario en el plano dimensional. Esto incluye la longitud, anchura y altura totales, el espaciado entre dígitos, las dimensiones de los segmentos, y el espaciado y diámetro de los pines. El plano mecánico exacto es esencial para el diseño del PCB (Placa de Circuito Impreso) para garantizar un ajuste y alineación adecuados con el recorte del panel frontal.

3.2 Configuración de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene una configuración de 16 pines, aunque no todas las posiciones están ocupadas (los pines 10 y 12 son "SIN PIN"). El diagrama del circuito interno muestra una estructura multiplexada de ánodo común. Cada uno de los cuatro dígitos tiene su propio pin de ánodo común (pines 1, 2, 6, 8). Los cátodos de segmento (A-G, DP) son compartidos por todos los dígitos. Además, hay conexiones para tres LEDs indicadores separados (L1, L2, L3) que comparten un ánodo común (pin 4) y tienen sus cátodos conectados a los cátodos de segmento A/B/C respectivamente. El pin 9 se indica como "SIN CONEXIÓN." Esta configuración de pines es crucial para diseñar el circuito de excitación multiplexado, que energiza secuencialmente el ánodo común de cada dígito mientras presenta los datos de segmento para ese dígito en las líneas de cátodo compartidas.

4. Guías de Aplicación y Precauciones

4.1 Consideraciones de Diseño y Uso

Uso Previsto:Este display está diseñado para equipos electrónicos ordinarios en aplicaciones de oficina, comunicaciones y domésticas. Para sistemas críticos para la seguridad (aviación, médicos, transporte), la consulta previa al uso es obligatoria.



Cumplimiento de los Valores Límite:La adhesión a los Valores Límite Absolutos es esencial para prevenir daños. El fabricante no asume responsabilidad por fallos resultantes del incumplimiento.



Gestión de Corriente y Térmica:Exceder las corrientes de excitación recomendadas o las temperaturas de operación acelerará la degradación de la salida de luz (depreciación de lúmenes) y puede llevar a un fallo prematuro. Se recomienda encarecidamente la excitación por corriente constante sobre la excitación por tensión constante para garantizar un brillo estable y longevidad, ya que compensa el coeficiente de temperatura negativo del LED y la V_F variation.



Protección del Circuito:El circuito de excitación debe incorporar protección contra tensiones inversas y transitorios de tensión durante los ciclos de encendido. La polarización inversa puede inducir migración de metales dentro del semiconductor, aumentando la fuga o causando cortocircuitos.



Consideración de la Tensión Directa:La fuente de alimentación y el circuito limitador de corriente deben diseñarse para entregar la corriente de excitación prevista a través de todo el rango posible de valores de V_F(desde el Mínimo al Máximo).



Factores Ambientales:Deben evitarse los cambios rápidos de temperatura ambiente, especialmente en entornos húmedos, ya que pueden causar condensación en el display, lo que potencialmente lleva a problemas eléctricos u ópticos.



Manipulación Mecánica:Evite aplicar fuerza anormal al cuerpo del display durante el ensamblaje. Si se aplica una película decorativa, asegúrese de que no haga contacto estrecho con el panel frontal/cubierta, ya que una fuerza externa puede desplazarla.



Clasificación (Binning) para Consistencia:Al ensamblar múltiples displays en una unidad, se recomienda usar dispositivos de la misma clasificación (bin) de intensidad luminosa para prevenir diferencias notables de brillo o tono entre unidades.



Pruebas de Fiabilidad:Si el producto final requiere que el display se someta a pruebas específicas de caída o vibración, las condiciones deben compartirse con el fabricante para su evaluación previa.

4.2 Condiciones de Almacenamiento y Manipulación

Almacenamiento Estándar (Encapsulado DIP):Los productos en su embalaje original deben almacenarse a 5°C a 30°C con una humedad relativa inferior al 60% HR. El incumplimiento puede llevar a la oxidación de los pines, requiriendo un replaqueado antes del uso. Se desaconseja el almacenamiento a largo plazo de grandes inventarios. Si la bolsa barrera de humedad ha estado abierta por más de 6 meses, se recomienda un horneado a 60°C durante 48 horas, seguido de ensamblaje dentro de una semana.



Almacenamiento de Display SMD (Nota):Aunque esta es una parte DIP, la hoja de datos incluye una nota para variantes SMD: una vez que se abre la bolsa sellada de fábrica, el dispositivo debe usarse dentro de 168 horas (7 días) cuando se almacena a <60% HR y 5-30°C, correspondiente a un Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) de 3. Esto resalta la importancia del control de humedad para los encapsulados LED modernos.

5. Curvas de Rendimiento y Datos Gráficos

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que son esenciales para un análisis de diseño detallado. Estos gráficos representan visualmente la relación entre parámetros clave, permitiendo a los ingenieros interpolar valores no listados explícitamente en las tablas. Aunque las curvas específicas no se detallan en el texto proporcionado, típicamente incluyen:



Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de excitación, usualmente de forma sub-lineal a corrientes más altas debido a efectos térmicos.



Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la característica exponencial I-V del diodo.



Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, un factor crítico para el diseño térmico.



Distribución Espectral:Una gráfica de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~571nm y el ancho espectral. Estas curvas permiten a los diseñadores optimizar las condiciones de excitación, predecir el rendimiento bajo temperaturas no estándar y comprender las características de color del LED.

6. Escenarios de Aplicación Típicos y Notas de Diseño

El LTC-4627JG es idealmente adecuado para aplicaciones que requieren un display numérico compacto, fiable y brillante. Usos comunes incluyen:



Equipos de Prueba y Medición:Multímetros digitales, contadores de frecuencia, fuentes de alimentación, donde 4 dígitos proporcionan suficiente resolución.



Paneles de Control Industrial:Indicadores de proceso, displays de temporizador, lecturas de contador en maquinaria.



Electrodomésticos:Hornos microondas, equipos de audio, sistemas de control climático.



Displays para Automoción (Aftermarket):Instrumentos y lecturas donde se necesita robustez ambiental.



Implementación del Diseño:Implementar este display requiere un microcontrolador o un CI controlador dedicado capaz de multiplexar. El controlador debe suministrar corriente suficiente para los pines de ánodo común (corriente del dígito = corriente del segmento * número de segmentos encendidos en ese dígito) y absorber corriente para los pines de cátodo de segmento. Las resistencias limitadoras de corriente son obligatorias para cada cátodo de segmento cuando se usa una fuente de tensión constante. Es necesaria una rutina de multiplexado bien diseñada con persistencia y frecuencia de refresco apropiadas (típicamente >60 Hz) para evitar parpadeo. El amplio ángulo de visión lo hace adecuado para paneles vistos desde varias posiciones.