Hoja de Datos del Display LED LTS-549AJD - Altura de Dígito 0.52 Pulgadas - Color Rojo Hiperintenso - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-549AJD es un módulo de display numérico de un dígito de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras, brillantes y fiables. Su función principal es representar visualmente un solo dígito decimal (0-9) junto con un punto decimal. El dispositivo está diseñado para integrarse en diversos sistemas electrónicos donde la eficiencia de espacio y la legibilidad son consideraciones clave.

Los principales dominios de aplicación para este display incluyen instrumentación industrial, equipos de prueba y medición, electrodomésticos de consumo, cuadros de mando automotrices (displays secundarios) y terminales punto de venta. Su diseño prioriza la fiabilidad a largo plazo y un rendimiento consistente bajo condiciones operativas estándar.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico se define mediante varios parámetros clave medidos bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C). LaIntensidad Luminosa Promedio (Iv)tiene un valor típico de 700 µcd cuando se alimenta con una corriente directa (IF) de 1mA, con un rango especificado desde 320 µcd (mínimo) hacia arriba. Este parámetro se correlaciona directamente con el brillo percibido de los segmentos.

El color se define comoRojo Hiperintenso, logrado utilizando material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)es típicamente de 650 nm, mientras que laLongitud de Onda Dominante (λd)se especifica en 639 nm (IF=20mA). ElAncho Medio de Línea Espectral (Δλ)es de 20 nm, indicando la pureza espectral de la luz emitida. UnaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosade 2:1 (máximo) asegura uniformidad en el brillo entre diferentes segmentos del mismo dígito.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen los límites y condiciones de operación del dispositivo. LosValores Máximos Absolutosno deben excederse para evitar daños permanentes. Los límites clave incluyen: unaDisipación de Potencia por Segmentode 70 mW, unaCorriente Directa Pico por Segmentode 90 mA (bajo condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms), y unaCorriente Directa Continua por Segmentode 25 mA a 25°C, reduciéndose linealmente a 0.33 mA/°C por encima de 25°C. El máximoVoltaje Inverso por Segmentoes de 5 V.

Bajo condiciones operativas típicas (IF=20mA), elVoltaje Directo por Segmento (VF)oscila entre 2.1V y 2.6V. LaCorriente Inversa por Segmento (IR)es un máximo de 100 µA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Estos valores son críticos para diseñar el circuito limitador de corriente apropiado.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para unRango de Temperatura de Operaciónde -35°C a +85°C y unRango de Temperatura de Almacenamientode -35°C a +85°C. Este amplio rango asegura funcionalidad en diversas condiciones ambientales. Para el montaje, la máximaTemperatura de Soldadurapermitida es de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medida a 1.6mm por debajo del plano de asiento del componente. Adherirse a estos límites térmicos es crucial durante el proceso de soldadura por reflujo para evitar dañar los chips LED internos y el paquete.

3. Sistema de Clasificación y Binning

La hoja de datos del producto indica que los dispositivos estánCategorizados por Intensidad Luminosa. Esto implica un proceso de binning donde las unidades se clasifican y etiquetan según su salida de luz medida (Iv) con una corriente de prueba estándar (típicamente 1mA, según la hoja de datos). Esto permite a los diseñadores seleccionar displays con niveles de brillo consistentes para sus aplicaciones, asegurando uniformidad visual en displays multidígito o entre diferentes productos. Los códigos de bin específicos o rangos de intensidad para selección comercial se definen típicamente en guías de selección de productos separadas.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia aCurvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas ilustran estándarmente la relación entre parámetros clave. Estas típicamente incluyen:

• Curva de Corriente Directa (IF) vs. Voltaje Directo (VF):Muestra la relación exponencial, crucial para determinar el voltaje de alimentación requerido para una corriente deseada.
• Curva de Intensidad Luminosa (Iv) vs. Corriente Directa (IF):Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, a menudo en una región aproximadamente lineal antes de la saturación, informando la selección de corriente de alimentación para el brillo objetivo.
• Curva de Intensidad Luminosa (Iv) vs. Temperatura Ambiente (Ta):Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es vital para la gestión térmica en aplicaciones de alta temperatura o alta corriente.
• Curva de Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, confirmando visualmente las longitudes de onda pico (650 nm) y dominante (639 nm) y el ancho medio espectral.

Estas curvas proporcionan una guía esencial para optimizar el rendimiento del display en diseños de circuitos del mundo real más allá de los datos de un solo punto en las tablas.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Físicas

El dispositivo presenta unaaltura de dígito de 0.52 pulgadas (13.2 mm), que define el tamaño físico del carácter mostrado. Las dimensiones del paquete se proporcionan en un dibujo detallado con todas las medidas en milímetros. Las tolerancias estándar para estas dimensiones son ±0.25 mm (0.01") a menos que se especifique lo contrario. La construcción física contribuye alamplio ángulo de visióny laexcelente apariencia de los caracteresmencionados en las características.

5.2 Pinout y Circuito Interno

El display tiene una configuración de 10 pines. El diagrama del circuito interno revela una arquitectura deCátodo Común. Esto significa que los cátodos (terminales negativos) de todos los segmentos LED (y el punto decimal) están conectados internamente y salen a pines comunes (Pin 3 y Pin 8 en este dispositivo). Cada ánodo de segmento individual (terminal positivo) tiene su propio pin dedicado. La asignación específica de pines es: 1 (Segmento J), 3 (Cátodo Común), 4 (Segmento C), 5 (Punto Decimal), 6 (Segmento B), 8 (Cátodo Común), 9 (Segmento H), 10 (Segmento G). Los pines 2 y 7 se indican como "Sin Conexión" (N.C.). Esta configuración es óptima para unidades de multiplexado en displays multidígito.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

Como se indica en los Valores Máximos Absolutos, el componente puede soportar unatemperatura de soldadura máxima de 260°C durante 3 segundos como máximo. Esta es una clasificación estándar para procesos de soldadura por reflujo sin plomo. El punto de medición es crítico: 1.6mm por debajo del plano de asiento. Los diseñadores deben asegurarse de que su perfil de reflujo no exceda este límite para evitar grietas en el paquete, delaminación o daños a los alambres de unión y los chips semiconductores internos. Para soldadura manual, se debe usar un soldador de temperatura controlada con un tiempo de contacto mínimo. Siempre se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo ESD (Descarga Electroestática) durante el montaje.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Dado su diseño de cátodo común, el LTS-549AJD es idealmente manejado por un microcontrolador o un CI controlador de display dedicado. Un circuito típico implica conectar los pines de cátodo común (3 y 8) a tierra (o a un sumidero de corriente en el controlador). Cada pin de ánodo de segmento se conecta a la salida del controlador a través de una resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia (R) se calcula en base al voltaje de alimentación (Vcc), la corriente directa deseada (IF, ej., 20mA para brillo completo), y el voltaje directo del LED (VF, usar máximo 2.6V por seguridad): R = (Vcc - VF) / IF. Para una alimentación de 5V y corriente de 20mA, R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use resistencias limitadoras de corriente externas. Alimentar los LEDs directamente desde una fuente de voltaje o un pin de microcontrolador sin una resistencia causará un flujo de corriente excesivo, llevando a un fallo inmediato.
• Multiplexado:Para displays multidígito, se utiliza una técnica de multiplexado donde los dígitos se iluminan uno a la vez rápidamente. El diseño de cátodo común es perfecto para esto. El controlador conecta a tierra secuencialmente el cátodo de cada dígito mientras presenta los datos de segmento para ese dígito en las líneas de ánodo.
• Disipación de Potencia:Asegúrese de que la potencia calculada por segmento (VF * IF) no exceda el valor máximo de 70 mW, especialmente en entornos de alta temperatura. Considere reducir la corriente directa si la temperatura ambiente es alta.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso, pero se debe considerar la orientación del display en el producto final para maximizar la legibilidad para el usuario final.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTS-549AJD utiliza tecnología deAlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio)para su emisión roja. En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, resultando en un mayor brillo para la misma corriente de alimentación, y una mejor estabilidad térmica. La designación "rojo hiperintenso" indica un tono específico y más profundo de rojo con una longitud de onda dominante alrededor de 639-650 nm, que puede ofrecer propiedades estéticas o funcionales diferentes en comparación con los LEDs rojos estándar. El uso de unsustrato de GaAs no transparenteayuda a mejorar el contraste al reducir la dispersión y reflexión interna de la luz, contribuyendo a la característica de "alto contraste".

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este display directamente desde un pin de microcontrolador de 5V?

R: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada segmento. Un pin de microcontrolador no puede suministrar 20mA de forma continua de manera segura, y sin una resistencia, el LED consumiría corriente excesiva y se destruiría.

P: ¿Cuál es la diferencia entre 'Longitud de Onda Pico' y 'Longitud de Onda Dominante'?

R: La Longitud de Onda Pico (λp) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La Longitud de Onda Dominante (λd) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido del LED. Para este LED rojo, λp es 650 nm (pico físico), pero el ojo humano lo percibe como equivalente a una luz roja pura de 639 nm.

P: La hoja de datos muestra dos pines de cátodo común (3 y 8). ¿Necesito conectar ambos?

R: Sí, para un rendimiento y distribución de corriente óptimos, se recomienda conectar ambos pines de cátodo común a tierra (o al sumidero de corriente). Esto asegura un brillo uniforme en todos los segmentos.

P: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia para un brillo inferior a los 20mA típicos?

R: Usa la Ley de Ohm con tu corriente directa deseada (IF). Por ejemplo, para 10mA a 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Consulta la curva conceptual de Iv vs. IF para estimar la reducción de brillo correspondiente.

10. Principios de Funcionamiento

El LTS-549AJD es un dispositivo emisor de luz de estado sólido. Su funcionamiento se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor hecha de materiales AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral de la unión (aproximadamente 2.1V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, en el espectro rojo hiperintenso. La luz se emite a través de la superficie superior del chip, que es parte de un segmento con forma de número, y pasa a través de la cara gris con segmentos blancos para mejorar el contraste.

11. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays LED discretos de un dígito como el LTS-549AJD siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas que requieren simplicidad, robustez y legibilidad directa, la tendencia más amplia en tecnología de displays es hacia la integración y miniaturización. Esto incluye la adopción generalizada de displays LED de matriz de puntos, OLEDs y LCDs que ofrecen mayor flexibilidad para mostrar caracteres alfanuméricos y gráficos. Además, los paquetes LED de dispositivo de montaje superficial (SMD) han reemplazado en gran medida a los tipos de orificio pasante en la electrónica de consumo producida en masa debido a las ventajas del montaje automatizado. Sin embargo, los displays de orificio pasante como este mantienen una posición sólida en aplicaciones industriales, automotrices y de modernización donde el montaje en PCB de orificio pasante es preferido por su resistencia mecánica, facilidad de servicio o compatibilidad con diseños heredados. La tecnología subyacente de material AlInGaP continúa refinándose para una mayor eficiencia y fiabilidad.