Hoja de Datos del Display LED LTF-3605KR-01 - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Rojo Súper AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTF-3605KR-01 es un módulo de display LED de seis dígitos y siete segmentos diseñado para aplicaciones de lectura numérica. Cuenta con una altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.68 mm), proporcionando una visualización clara y legible adecuada para diversas interfaces de equipos electrónicos. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) sobre un sustrato de GaAs para producir una emisión rojo súper. El display tiene una cara negra para un alto contraste y segmentos blancos para una difusión de luz y apariencia óptimas. Sus ventajas principales incluyen bajo consumo de energía, excelente uniformidad de caracteres, alto brillo y un amplio ángulo de visión, lo que lo hace ideal para electrónica de consumo, instrumentación y paneles de control industrial donde se requiere una indicación numérica confiable.

1.1 Características Principales

• Altura de Dígito de 0.3 Pulgadas (7.68 mm)
• Segmentos Continuos Uniformes para apariencia consistente
• Bajo Requerimiento de Potencia
• Excelente Apariencia de Caracteres
• Alto Brillo y Alto Contraste
• Amplio Ángulo de Visión
• Fiabilidad de Estado Sólido
• Categorizado por Intensidad Luminosa (Binning)
• Paquete Libre de Plomo (Cumple con RoHS)

1.2 Descripción del Dispositivo

Este es un display de cátodo común multiplexado. Cada uno de los seis dígitos comparte su conexión de cátodo, mientras que los ánodos para cada segmento (A-G y DP) están conectados entre dígitos, requiriendo un esquema de manejo multiplexado. Incluye un punto decimal (DP) a la derecha por dígito.

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Especificaciones Absolutas Máximas

Estas especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW. Esta es la potencia máxima que puede disipar de forma segura un solo segmento LED.
• Corriente Directa Pico por Segmento:90 mA. Esto solo está permitido en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para evitar sobrecalentamiento.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corriente se reduce linealmente a 0.28 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25°C. El circuito de manejo debe garantizar que la corriente no exceda este valor reducido a la temperatura máxima de operación.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +105°C. El dispositivo está clasificado para rangos de temperatura industrial.
• Condición de Soldadura:La soldadura por reflujo debe realizarse con la temperatura a 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento sin exceder los 260°C durante 3 segundos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa Promedio (Iv):Varía desde 320 µcd (mín) hasta 900 µcd (típ) a IF=1mA. A IF=10mA, la intensidad típica es de 11,700 µcd. Esta alta eficiencia es característica de la tecnología AlInGaP.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λp):639 nm (típica). Esto define el punto de color primario de la emisión rojo súper.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm. Esto indica la pureza espectral de la luz emitida.
• Longitud de Onda Dominante (λd):631 nm. Esta es la percepción de longitud de onda única del color por el ojo humano.
• Tensión Directa por Chip (VF):2.6V (máx) a IF=20mA. El circuito de manejo debe diseñarse para acomodar esta caída de tensión máxima.
• Corriente Inversa (IR):100 µA (máx) a VR=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). Esto especifica la variación máxima permitida en el brillo entre segmentos bajo las mismas condiciones de manejo, asegurando uniformidad visual.
• Diafonía:≤ 2.5%. Esto define la cantidad máxima de emisión de luz no deseada de un segmento no activado cuando un segmento adyacente está iluminado.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos indica que el producto está "Categorizado por Intensidad Luminosa". Esto implica un proceso de binning donde los displays se clasifican según la salida de luz medida a una corriente de prueba estándar (probablemente 1mA o 10mA según la tabla de características). Usar displays del mismo bin de intensidad dentro de una sola aplicación es crítico para evitar diferencias notables de brillo entre unidades, lo cual se recomienda explícitamente en las precauciones de aplicación. Si bien el PDF no detalla rangos específicos de códigos de bin, los diseñadores deben consultar al fabricante para obtener información de binning cuando se requiera consistencia entre múltiples displays.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

El PDF hace referencia a "Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas" en la página 7/10. Si bien los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, las curvas estándar para tales LEDs típicamente incluirían:

• Curva IV (Corriente vs. Tensión):Muestra la relación exponencial, ayudando a determinar la tensión de manejo necesaria para una corriente objetivo.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, esencial para la calibración del brillo y la comprensión de la eficiencia.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, crucial para la gestión térmica en la aplicación.
• Tensión Directa vs. Temperatura Ambiente:Indica cómo cambia la VF con la temperatura, lo que puede afectar el diseño del controlador de corriente constante.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa vs. longitud de onda, centrado alrededor del pico de 639nm, confirmando el color rojo súper.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El contorno mecánico del display está definido en la hoja de datos. Las notas clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros.
• 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.
• El diámetro de orificio de PCB recomendado para los pines es de 0.9 mm.
• Se especifican criterios de calidad para material extraño (≤10mil), contaminación de tinta (≤20mils), burbujas en segmentos (≤10mil) y flexión del reflector (≤1% de la longitud).

5.2 Conexión de Pines e Identificación de Polaridad

El dispositivo tiene 14 pines en una sola fila. El pinout es el siguiente:

• Pin 1: Cátodo Común para el Dígito 2
• Pin 2: Cátodo Común para el Dígito 3
• Pin 3: Ánodo para el Segmento D
• Pin 4: Ánodo para el Punto Decimal (DP)
• Pin 5: Cátodo Común para el Dígito 4
• Pin 6: Ánodo para el Segmento C
• Pin 7: Cátodo Común para el Dígito 5
• Pin 8: Cátodo Común para el Dígito 6
• Pin 9: Ánodo para el Segmento E
• Pin 10: Ánodo para el Segmento F
• Pin 11: Ánodo para el Segmento G
• Pin 12: Ánodo para el Segmento A
• Pin 13: Ánodo para el Segmento B
• Pin 14: Cátodo Común para el Dígito 1

El Pin 1 está marcado como "Sin Conexión" en la tabla, lo que parece ser una inconsistencia en la documentación ya que también se lista como Cátodo para el Dígito 2. Se debe consultar el diagrama de circuito interno para aclaración. El dispositivo utiliza uncátodo común configuration.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

Las especificaciones absolutas máximas definen el perfil de soldadura: la temperatura en un punto a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6 mm) por debajo del plano de asiento del display no debe exceder los 260°C durante más de 3 segundos durante el ensamblaje. Esta es una condición estándar de soldadura por reflujo. Los diseñadores deben asegurarse de que el diseño del PCB y el perfil del horno de reflujo cumplan con esto para evitar daños térmicos a los chips LED o al paquete plástico.

7. Recomendaciones de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display está destinado a equipos electrónicos ordinarios, incluidos equipos de oficina, dispositivos de comunicación y aplicaciones domésticas. Sus dígitos rojos claros lo hacen adecuado para:

• Multímetros digitales y equipos de prueba
• Displays de temporizadores y contadores industriales
• Paneles de control de electrodomésticos de consumo (ej., hornos, microondas)
• Displays de frecuencia/nivel de equipos de audio
• Lecturas de terminales de punto de venta

7.2 Consideraciones y Precauciones de Diseño

La hoja de datos incluye extensas precauciones de aplicación que forman reglas de diseño críticas:

• Diseño del Circuito de Manejo:Se recomienda encarecidamente el manejo de corriente constante para garantizar un brillo consistente y longevidad. El circuito debe diseñarse para acomodar el rango completo de tensión directa (VF, hasta 2.6V) para garantizar que se entregue la corriente de manejo prevista bajo todas las condiciones.
• Gestión de Corriente y Térmica:La corriente de operación debe elegirse considerando la temperatura ambiente máxima, aplicando el factor de reducción especificado (0.28 mA/°C por encima de 25°C). Exceder las especificaciones causa una degradación severa de la luz o falla.
• Circuitos de Protección:El circuito de manejo debe proteger los LEDs de tensiones inversas y picos de tensión transitorios durante el encendido/apagado. La polarización inversa continua puede causar migración de metal, aumentando la fuga o causando cortocircuitos.
• Consideraciones Ambientales:Evite cambios rápidos de temperatura ambiente en alta humedad para prevenir la condensación en el display. No aplique fuerza mecánica anormal durante el ensamblaje.
• Películas/Superposiciones Ópticas:Si se utiliza una película sensible a la presión o superposición, evite que presione directamente contra la superficie del display, ya que puede desplazarse y causar problemas de visualización.
• Consistencia de Múltiples Displays:Para aplicaciones que usan dos o más displays, seleccione unidades del mismo bin de intensidad luminosa para evitar brillo desigual (tono) en el conjunto.

8. Condiciones de Almacenamiento

Para una fiabilidad a largo plazo, se exigen condiciones de almacenamiento específicas:

• Almacenamiento Estándar (en embalaje original):Temperatura: 5°C a 30°C. Humedad: Por debajo del 60% HR.
• El almacenamiento fuera de estas condiciones puede provocar oxidación de los pines, requiriendo replateado antes de su uso.
• Se aconseja consumir el inventario rápidamente y evitar grandes existencias a largo plazo.
• Si un paquete sin sellar ha sido almacenado durante más de 6 meses, se recomienda hornear los displays a 60°C durante 48 horas y completar el ensamblaje dentro de una semana para eliminar la humedad y prevenir el "efecto palomita" durante la soldadura.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTF-3605KR-01 se diferencia por el uso de la tecnología AlInGaP para el color rojo súper. En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos GaAsP estándar, AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor (brillo por unidad de corriente), mejor estabilidad térmica y una vida útil más larga. La altura de dígito de 0.3 pulgadas ofrece un equilibrio entre legibilidad y compacidad. El diseño multiplexado de cátodo común es estándar para displays de múltiples dígitos, reduciendo los pines de manejo requeridos de 48 (6 dígitos * 8 segmentos) a 14, simplificando la interfaz del microcontrolador o el IC controlador.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico (639nm) y la longitud de onda dominante (631nm)?
R: La longitud de onda pico es el punto de máxima potencia en la salida espectral. La longitud de onda dominante es la longitud de onda única percibida por el ojo humano al ver el color, que puede ser ligeramente diferente debido a la forma de la curva de sensibilidad del ojo y al espectro del LED.

P: ¿Puedo manejar este display con una fuente de tensión constante y una resistencia?
R: Aunque es posible, no se recomienda. Una simple resistencia limita la corriente pero no compensa la variación de VF entre LEDs o con la temperatura, lo que lleva a un brillo inconsistente. Un controlador de corriente constante es el método preferido para diseños profesionales.

P: ¿Cómo implemento el multiplexado para los seis dígitos?
R: Un microcontrolador o un IC controlador de display dedicado activa (pone a tierra) secuencialmente un cátodo común (Dígito 1-6) a la vez mientras aplica el patrón de ánodo correcto (A-G, DP) para ese dígito. Este ciclo se repite rápidamente (típicamente >100Hz) para crear la ilusión de que todos los dígitos están encendidos simultáneamente.

P: La corriente continua máxima es de 25mA por segmento. ¿Qué corriente debo usar para operación normal?
R: Para una operación confiable a largo plazo, es una práctica común reducir aún más la especificación. Operar a 15-20mA por segmento proporciona un brillo excelente mientras reduce significativamente el estrés térmico y extiende la vida operativa. Siempre confirme que la corriente elegida cumple con su requisito de brillo a la temperatura ambiente máxima de la aplicación.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñando un medidor de panel digital que opera en un entorno de hasta 50°C.
Pasos:
1. Cálculo de Corriente:Determine la corriente continua máxima reducida. De 25°C a 50°C es un aumento de 25°C. Reducción = 25°C * 0.28 mA/°C = 7 mA. Por lo tanto, la corriente segura máxima a 50°C = 25 mA - 7 mA =18 mA.
2. Selección del Controlador:Elija un IC controlador de LED de corriente constante capaz de multiplexar 6 dígitos con al menos 8 salidas de segmento. Configure el límite de corriente del controlador a 18 mA (o un valor más bajo como 15 mA para margen).
3. Diseño Térmico:Asegúrese de que el diseño del PCB proporcione un área de cobre adecuada alrededor de los pines del display para actuar como disipador de calor, disipando el calor de las uniones LED.
4. Software:Implemente firmware de multiplexado con una tasa de refresco lo suficientemente alta para evitar parpadeo (ej., 200 Hz). Incluya rutinas de prueba del display y ajuste de brillo.

12. Principio de Operación

El dispositivo se basa en la electroluminiscencia de semiconductores. Cuando se aplica una tensión de polarización directa que excede la tensión de encendido del diodo (aproximadamente 2V para AlInGaP) a través de un segmento LED (ánodo positivo, cátodo negativo), los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La composición específica del material (AlInGaP) determina la energía de la banda prohibida, que define la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, en el espectro rojo (~639 nm). Los siete segmentos son chips LED individuales dispuestos en un patrón de figura ocho, controlados independientemente para formar caracteres numéricos del 0 al 9.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays LED de siete segmentos discretos siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, la tendencia más amplia en la tecnología de displays se mueve hacia soluciones integradas. Estas incluyen:
- Displays con Controlador Integrado:Módulos con chips controladores incorporados (como controladores TM1637 o MAX7219) que simplifican la interfaz del microcontrolador.
- Paquetes de Dispositivo de Montaje Superficial (SMD):Reemplazan los tipos de orificio pasante para ensamblaje automatizado y factores de forma más pequeños.
- Tecnologías Alternativas:Para aplicaciones que requieren gráficos o alfanuméricos más complejos, los displays de matriz de puntos OLED o LCD son cada vez más comunes debido a su flexibilidad.
Sin embargo, para lecturas numéricas simples, de alto brillo y bajo costo en entornos hostiles (amplio rango de temperatura), los displays LED de siete segmentos tradicionales como el LTF-3605KR-01 continúan ofreciendo una fiabilidad y simplicidad inigualables.