Hoja de Datos del Display LED LTS-5825SW-P - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Segmentos Blancos - Voltaje Directo 3.2V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-5825SW-P es un dispositivo de montaje superficial (SMD) diseñado como display numérico de un solo dígito. Su función principal es proporcionar lecturas numéricas claras y de alta visibilidad en equipos electrónicos. El componente central es un chip LED blanco de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) montado sobre un sustrato de zafiro. Esta construcción es conocida por su eficiencia y estabilidad. El display cuenta con una placa frontal gris que mejora el contraste, combinada con segmentos emisores de luz blanca para los caracteres.

1.1 Características y Ventajas Clave

El dispositivo ofrece varias ventajas distintivas para su integración en diseños electrónicos modernos:

• Tamaño del Dígito:Una altura de dígito de 0.56 pulgadas (14.22 mm) proporciona una excelente legibilidad a distancia, haciéndolo adecuado para medidores de panel, instrumentación y electrodomésticos.
• Rendimiento Óptico:Ofrece alto brillo y alto contraste, garantizando una visibilidad clara incluso en entornos bien iluminados. El amplio ángulo de visión permite leer el display desde varias posiciones sin una pérdida significativa de claridad.
• Diseño de Segmentos:Segmentos uniformes y continuos contribuyen a una apariencia de carácter limpia y profesional, evitando el aspecto de "matriz de puntos" de algunos displays.
• Eficiencia Energética:La tecnología InGaN permite un bajo consumo de energía por segmento, lo cual es crítico para aplicaciones alimentadas por baterías o sensibles al consumo energético.
• Fiabilidad:Como dispositivo de estado sólido, ofrece alta fiabilidad y una larga vida operativa sin partes móviles que se desgasten.
• Garantía de Calidad:Los dispositivos se clasifican (binned) por intensidad luminosa, permitiendo a los diseñadores seleccionar componentes con niveles de brillo consistentes para paneles de visualización uniformes.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado no contiene plomo y se fabrica de acuerdo con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los límites operativos y características de rendimiento del dispositivo bajo condiciones definidas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación en o más allá de estos límites.

• Disipación de Potencia por Segmento:35 mW máximo. Exceder esto puede provocar sobrecalentamiento y degradación acelerada del chip LED.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:50 mA, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1 ms). Esta especificación es para pulsos breves de alta corriente, no para operación continua.
• Corriente Directa Continua por Segmento:La especificación base es 10 mA a 25°C. Se aplica un factor de reducción (derating) de 0.1 mA/°C por encima de 25°C. Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima sería: 10 mA - ((85°C - 25°C) * 0.1 mA/°C) = 4 mA.
• Rango de Temperatura:El dispositivo está clasificado para operar desde -35°C hasta +105°C y puede almacenarse dentro del mismo rango.
• Condiciones de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por ola o de reflujo con la punta del soldador posicionada al menos 1/16 de pulgada (aprox. 1.6 mm) por debajo del plano de asiento durante un máximo de 3 segundos a 260°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a Ta=25°C y una corriente directa (I_F) de 5 mA, que es una condición común de prueba y operación.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):Varía desde un mínimo de 71 mcd hasta un máximo de 165 mcd. La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica (adaptada a la luz diurna) del ojo humano (curva CIE).
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):El punto de color típico se especifica en x=0.294, y=0.286 en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Esto define el color blanco emitido por los segmentos.
• Voltaje Directo por Chip (V_F):Típicamente entre 2.7V y 3.2V a 5 mA. Este parámetro es importante para diseñar el circuito limitador de corriente para el display.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V. Es crítico señalar que esta es solo una condición de prueba; el LED no está diseñado para operar bajo polarización inversa.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (I_V-m):Una relación máxima de 2:1 para segmentos dentro de un área de luz similar. Esto asegura que todos los segmentos de un dígito tengan un brillo razonablemente uniforme.
• Especificación de Diafonía (Crosstalk):Definida como ≤ 2.5%. Esto mide la iluminación no intencionada de un segmento adyacente cuando otro es activado, la cual debe ser mínima para una visualización limpia.

2.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Como la mayoría de los dispositivos semiconductores, el chip LED es susceptible a daños por descarga electrostática. La hoja de datos recomienda enfáticamente prácticas estándar de prevención de ESD: usar pulseras o guantes antiestáticos conectados a tierra, asegurar que todas las estaciones de trabajo y equipos estén correctamente conectados a tierra, y emplear ionizadores para neutralizar cargas estáticas que puedan acumularse en el encapsulado plástico durante el manejo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar consistencia en la producción, los dispositivos se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. Esto permite a los fabricantes seleccionar piezas con características casi idénticas para un producto final uniforme.

3.1 Clasificación por Voltaje Directo (V_F)

Los dispositivos se categorizan en lotes (del 3 al 7) según su voltaje directo a 5 mA. Cada lote tiene un rango de 0.1V (ej., Lote 3: 2.70V-2.80V, Lote 4: 2.80V-2.90V). La tolerancia dentro de cada lote es de ±0.1V. Emparejar lotes de V_F ayuda a diseñar circuitos de control más simples y uniformes.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_V)

Este es un parámetro de clasificación crítico para la uniformidad del display. Los lotes se etiquetan (ej., Q11, Q12, R11, R21) con valores mínimos y máximos de intensidad luminosa definidos en milicandelas (mcd). Por ejemplo, el lote R21 cubre de 146.0 a 165.0 mcd. La tolerancia para cada lote de intensidad es de ±15%. Usar piezas del mismo lote o de lotes I_V adyacentes es esencial para un display donde todos los dígitos tengan el mismo brillo.

3.3 Clasificación por Tono (Color)

El punto de color blanco también se clasifica. La hoja de datos define varios lotes de tono (S1-2, S2-2, S3-1, etc.), cada uno especificando un área cuadrilátera en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 definida por cuatro pares de coordenadas (x, y). El punto típico (x=0.294, y=0.286) cae dentro de los lotes S3-1 y S4-1. La tolerancia para cada coordenada de tono es de ±0.01. Los lotes de color consistentes evitan diferencias de color notables entre segmentos o dígitos en un display de múltiples dígitos.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a una huella estándar SMD. Todas las dimensiones críticas se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. Las notas dimensionales clave incluyen límites para material extraño dentro del área del segmento (≤10 mils), contaminación por tinta en la superficie (≤20 mils), burbujas permitidas en el segmento (≤10 mils), curvatura máxima del reflector (≤1% de su longitud), y un tamaño máximo de rebaba de 0.14 mm en las patillas plásticas. Esto asegura compatibilidad mecánica y calidad visual.

4.2 Configuración de Pines y Diagrama de Circuito

El LTS-5825SW-P es un dispositivo de ánodo común. El diagrama de circuito interno muestra diez pines que controlan los siete segmentos principales (A a G), el punto decimal (DP) y dos conexiones de ánodo común. La asignación de pines es la siguiente: Pin 1: Cátodo E, Pin 2: Cátodo D, Pin 3: Ánodo Común, Pin 4: Cátodo C, Pin 5: Cátodo DP, Pin 6: Cátodo B, Pin 7: Cátodo A, Pin 8: Ánodo Común, Pin 9: Cátodo F, Pin 10: Cátodo G. Los pines 3 y 8 están conectados internamente como el ánodo común. Para iluminar un segmento, su pin de cátodo correspondiente debe ponerse a nivel bajo (conectado a tierra o a un sumidero de corriente) mientras el ánodo común se mantiene a nivel alto (conectado a la fuente positiva a través de una resistencia limitadora de corriente).

5. Guías de Montaje y Aplicación

5.1 Instrucciones de Soldadura SMT

El dispositivo está diseñado para montaje superficial utilizando procesos de soldadura por reflujo. Una instrucción crítica es que el número de ciclos del proceso de reflujo debe limitarse a menos de dos veces. Los ciclos térmicos repetidos pueden estresar el encapsulado y las soldaduras. El proceso de enfriamiento después del reflujo debe devolver el ensamblaje a la temperatura ambiente normal de manera controlada para evitar choque térmico.

5.2 Sugerencias de Aplicación

El LTS-5825SW-P es ideal para aplicaciones que requieren una única visualización numérica altamente legible. Casos de uso comunes incluyen:

• Equipos de Prueba y Medición:Multímetros digitales, contadores de frecuencia, fuentes de alimentación.
• Electrodomésticos:Hornos microondas, aires acondicionados, lavadoras (para visualización de temporizador o temperatura).
• Controles Industriales:Medidores de panel para monitoreo de procesos, displays contadores.
• Mercado de Accesorios Automotrices:Calibradores e indicadores.

5.2.1 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre use una resistencia en serie para cada segmento o para el ánodo común para limitar la corriente al valor nominal (ej., 5-10 mA típico). El valor de la resistencia se calcula como R = (V_fuente - V_F) / I_F.
• Multiplexación:Para displays de múltiples dígitos que usen componentes similares, se puede usar multiplexación por división de tiempo para controlar múltiples dígitos con menos pines de control. Asegúrese de que la corriente de pico en operación multiplexada no exceda los valores máximos absolutos.
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en las líneas de entrada si el display está en un área accesible al usuario, además de las precauciones de manejo durante el montaje.

6. Comparación Técnica y Tendencias

6.1 Principio de Operación

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el umbral del diodo (V_F), los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip InGaN, liberando energía en forma de fotones (luz). El sustrato de zafiro proporciona una base estable y con coincidencia de red para el crecimiento de las capas de InGaN de alta calidad necesarias para una emisión eficiente de luz blanca, a menudo lograda usando un chip LED azul con un recubrimiento de fósforo.

6.2 Diferenciación y Tendencias

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos de GaAsP o los displays fluorescentes de vacío (VFD), los LED blancos basados en InGaN ofrecen eficiencia superior, mayor vida útil, menor voltaje de operación y una apariencia más moderna. La tendencia en displays SMD es hacia una mayor densidad de píxeles (más segmentos o matriz de puntos), capacidad a todo color (RGB) e integración con sensores táctiles o microcontroladores. Sin embargo, para lecturas numéricas simples, de bajo costo y alta fiabilidad, los displays de segmentos de un solo dígito como el LTS-5825SW-P siguen siendo muy relevantes debido a su simplicidad, excelente legibilidad y rendimiento probado.