Hoja de Datos del Display LED LTD-3812SW-P - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Color Blanco - Corriente Directa 5mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-3812SW-P es un dispositivo de montaje superficial (SMD) diseñado como un display numérico de dos dígitos. Su función principal es proporcionar lecturas numéricas claras y de alta visibilidad en equipos electrónicos. La tecnología central se basa en chips LED blancos de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) montados sobre un sustrato de zafiro. Esta combinación produce un display con cara negra y segmentos blancos, ofreciendo un excelente contraste para una fácil legibilidad.

1.1 Características y Ventajas Principales

El display está diseñado para ofrecer rendimiento y fiabilidad en la electrónica moderna. Su conjunto de características aborda los requisitos comunes para aplicaciones de indicadores y displays.

• Tamaño del Dígito:Cuenta con una altura de carácter de 0.3 pulgadas (7.62 mm), lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde el espacio es limitado pero la legibilidad es crucial.
• Calidad Óptica:Ofrece segmentos continuos y uniformes para una apariencia visual consistente, alto brillo y un amplio ángulo de visión.
• Requiere poca potencia para funcionar y está construido con la fiabilidad del estado sólido, garantizando una larga vida útil.
• Estandarización:Los dispositivos se clasifican (binned) por intensidad luminosa y cromaticidad, permitiendo un rendimiento consistente en la producción por lotes.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado está libre de plomo y cumple 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 las características de rendimiento del dispositivo bajo condiciones definidas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores representan los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para un rendimiento fiable.

• Disipación de Potencia por Segmento:35 mW máximo.
• Corriente Directa de Pico por Segmento:50 mA (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms).
• Corriente Directa Continua por Segmento:10 mA a 25°C. Esta especificación se reduce linealmente a 0.11 mA/°C a medida que la temperatura ambiente (Ta) aumenta por encima de 25°C.
• Rangos de Temperatura:El rango de temperatura de operación y almacenamiento es de -35°C a +105°C.
• Tolerancia de Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura con cautín a 260°C durante 3 segundos, con la punta del cautín posicionada al menos 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa (IF) de 5 mA, que es la condición de prueba estándar.

• Intensidad Luminosa (IV):Varía desde un mínimo de 71 mcd hasta un máximo de 165 mcd por chip. La intensidad se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta del ojo fotópico (CIE).
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):Definidas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Los valores típicos proporcionados son x=0.294 e y=0.286, indicando un punto blanco.
• Tensión Directa (VF):Por chip, típicamente entre 2.7V y 3.2V a 5mA.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 100 µA a una tensión inversa (VR) de 5V. Este parámetro es solo para fines de prueba; el LED no está diseñado para operación en polarización inversa continua.
• Coincidencia de Intensidad Luminosa:La relación de intensidad entre segmentos en un área iluminada similar es de 2:1 o mejor, asegurando una apariencia uniforme.
• Diafonía (Cross Talk):Especificada como ≤ 2.5%, minimizando la iluminación no deseada de segmentos adyacentes apagados.

2.3 Sensibilidad a la Descarga Electroestática (ESD)

Como la mayoría de los dispositivos semiconductores, estos LEDs son susceptibles a daños por descarga electrostática. La hoja de datos recomienda encarecidamente las 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 las cargas estáticas que puedan acumularse en el encapsulado de plástico durante el manejo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros clave. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes con características agrupadas de forma estrecha para su aplicación.

3.1 Clasificación por Tensión Directa (VF)

Los LEDs se categorizan en lotes (del 3 al 7) según su caída de tensión directa a 5mA. Cada lote tiene un rango de 0.1V (ej., Lote 3: 2.70V-2.80V, Lote 4: 2.80V-2.90V), con una tolerancia de ±0.1V dentro de cada lote. Esto ayuda en el diseño de circuitos de excitación de corriente estables.

3.2 Clasificación por Intensidad Luminosa (IV)

La salida luminosa se clasifica usando códigos como Q11, Q12, R11, etc. Cada lote define un rango específico de salida en milicandelas (mcd) a 5mA (ej., Q11: 71.0-81.0 mcd, R21: 146.0-165.0 mcd). La tolerancia para la intensidad luminosa dentro de un lote es de ±15%.

3.3 Clasificación por Tono (Cromaticidad)

El color de la luz blanca se controla con precisión a través de lotes de tono (S1-2, S2-2, S3-1, etc.). Cada lote se define por un área cuadrilátera en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, especificando el rango permitido de coordenadas x e y. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad (x, y) dentro de un lote es de ±0.01. Un diagrama en la hoja de datos mapea visualmente estos lotes.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo se ajusta a una huella SMD específica. Todas las dimensiones críticas se proporcionan en milímetros, con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. La hoja de datos también incluye notas sobre defectos cosméticos aceptables, como límites de material extraño, contaminación de tinta, burbujas dentro de los segmentos, curvatura del reflector y rebabas en las patillas de plástico.

4.2 Configuración de Patillas y Diagrama de Circuito

El LTD-3812SW-P es un display de ánodo común. El diagrama de circuito interno muestra la interconexión de los segmentos LED para tres dígitos (aunque el dispositivo es un display de dos dígitos, la disposición de patillas sugiere un diseño compatible con una huella de tres dígitos). La tabla de conexiones de patillas lista claramente la función de cada una de las 10 patillas: por ejemplo, la Patilla 1 es el ánodo común para el Dígito 1, la Patilla 2 es el cátodo para los segmentos D2 y D3, y así sucesivamente. La Patilla 10 se indica como \"Sin Conexión\".

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Instrucciones de Soldadura SMT

El dispositivo está destinado a procesos de soldadura por reflujo. Se especifican parámetros críticos para prevenir daños térmicos.

• Límite del Proceso de Reflujo:El dispositivo puede soportar un máximo de dos ciclos de soldadura por reflujo. El conjunto debe enfriarse a temperatura normal entre el primer y el segundo ciclo.
• Perfil de Reflujo:La temperatura de precalentamiento recomendada es de 120-150°C durante un máximo de 120 segundos. La temperatura máxima durante el reflujo no debe exceder los 260°C.
• Soldadura Manual:Si se utiliza un cautín, la temperatura de la punta no debe exceder los 300°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a un máximo de 3 segundos.

5.2 Patrón de Soldadura Recomendado

Se proporciona un diseño de patrón de soldadura (huella) para guiar el diseño del PCB. Esto incluye la geometría de pad recomendada y un área de corte, lo cual es crucial para la correcta formación de la unión de soldadura y para evitar puentes de soldadura.

6. Especificación de Embalaje

Los componentes se suministran en embalaje de cinta y carrete para montaje automatizado. Se proporcionan dimensiones detalladas para el carrete de embalaje y la cinta portadora, incluyendo diámetro del carrete, ancho de la cinta, espaciado de los bolsillos y longitudes de cabecera y cola. Un diagrama indica la dirección para tirar de la cinta durante la configuración del alimentador.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTD-3812SW-P es ideal para aplicaciones que requieren displays numéricos compactos y fiables. Esto incluye electrónica de consumo (ej., hornos microondas, aires acondicionados, equipos de audio), instrumentación industrial (medidores de panel, lecturas de control), displays interiores automotrices (donde se muestran temperatura y otros estados) e interfaces de dispositivos médicos.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Excitación de Corriente:Siempre utilice un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con cada ánodo común o cátodo de segmento. El diseño debe respetar la especificación de corriente continua máxima absoluta e implementar la reducción de potencia (derating) adecuada con la temperatura.
• Multiplexación:Como display de ánodo común con cátodos de segmento separados, es muy adecuado para circuitos de excitación multiplexados, que reducen el número de pines de E/S del microcontrolador requeridos.
• Protección ESD:Incorpore diodos de protección ESD en las líneas del PCB conectadas a las patillas del display, especialmente si el display es accesible para el usuario.
• Gestión Térmica:Asegúrese de que el diseño del PCB proporcione un alivio térmico adecuado, especialmente si se opera cerca de los valores máximos absolutos o en altas temperaturas ambientales.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos de GaAsP o los displays fluorescentes de vacío (VFD), el LED blanco basado en InGaN ofrece un brillo superior, ángulos de visión más amplios, menor consumo de energía y una vida útil más larga. Dentro de su categoría, los diferenciadores clave del LTD-3812SW-P son su altura de dígito específica de 0.3 pulgadas, la clasificación precisa de intensidad y color, su construcción compatible con RoHS y la especificación detallada para la compatibilidad con el montaje SMT.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de la curva de reducción de potencia (derating) para la corriente directa?

R: La curva de reducción (0.11 mA/°C por encima de 25°C) es crítica para la fiabilidad. A medida que aumenta la temperatura de unión del LED, su capacidad para disipar calor disminuye. Reducir la corriente evita la fuga térmica y asegura que la temperatura de unión se mantenga dentro de límites seguros, preservando la salida luminosa y la vida útil.

P: ¿Por qué hay lotes (bins) para la cromaticidad?

R: El proceso de fabricación de LEDs blancos implica conversión de fósforo, lo que puede llevar a ligeras variaciones en el tono exacto del blanco. La clasificación agrupa LEDs con coordenadas de color casi idénticas. Esto es esencial en aplicaciones de múltiples dígitos o múltiples dispositivos para evitar desajustes de color visualmente molestos entre displays o segmentos adyacentes.

P: ¿Puedo excitar este display directamente con un pin de microcontrolador de 3.3V?

R: No. La tensión directa (VF) de los chips LED es típicamente de 2.7-3.2V. Conectar una fuente de 3.3V directamente a un ánodo (a través de una resistencia) podría apenas encender el LED de manera ineficiente o no hacerlo en absoluto, dependiendo de la VF real. Se necesita un circuito excitador adecuado para proporcionar tensión suficiente y regular la corriente.

10. Principios de Operación

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo (ánodo positivo respecto al cátodo), los electrones y huecos se recombinan en la región activa (pozos cuánticos de InGaN), liberando energía en forma de fotones. La luz primaria del chip de InGaN está en el espectro azul. Un recubrimiento de fósforo en el chip absorbe una porción de esta luz azul y la re-emite como luz amarilla. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca.