Hoja de Datos del Display LED LTC-5685TBZ - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Color Azul - Voltaje Directo 3.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-5685TBZ es un módulo de visualización alfanumérica de siete segmentos y tres dígitos que utiliza tecnología de diodos emisores de luz (LED) azules. Está diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. El dispositivo presenta una cara negra con difusores de segmento blancos, proporcionando un alto contraste para una excelente legibilidad de los caracteres. La construcción principal implica capas epitaxiales de InGaN (Nitruro de Indio y Galio) crecidas sobre un sustrato de zafiro, que es un estándar para producir LEDs azules. Este diseño de estado sólido ofrece ventajas inherentes de fiabilidad frente a otras tecnologías de visualización.

1.1 Características Clave e Identificación del Dispositivo

El display ofrece varias ventajas distintivas para su integración en sistemas electrónicos. Su altura de dígito de 0.56 pulgadas (14.22 mm) logra un equilibrio entre visibilidad y compacidad, siendo adecuado para medidores de panel, instrumentación y electrónica de consumo. El dispositivo funciona con requisitos de baja potencia, contribuyendo a diseños energéticamente eficientes. Una salida de alto brillo combinada con la cara negra asegura una alta relación de contraste, haciendo que los números sean fácilmente legibles incluso en condiciones de mucha luz. El ángulo de visión es amplio, permitiendo ver el display claramente desde varias posiciones. Los componentes son clasificados por intensidad luminosa, lo que significa que los LEDs se clasifican y agrupan para garantizar niveles de brillo consistentes entre lotes de producción, lo cual es crítico para que los displays multidígito parezcan uniformes. Además, el encapsulado cumple con los estándares de fabricación sin plomo según las directivas RoHS.

El número de pieza específico, LTC-5685TBZ, identifica este dispositivo como una configuración de ánodo común con punto decimal a la derecha. El sufijo "TBZ" típicamente denota el color (Azul) y un conjunto específico de características o encapsulado.

2. Información Mecánica y del Encapsulado

Las dimensiones físicas del display son críticas para el diseño del PCB (Placa de Circuito Impreso) y de la carcasa. Mientras que el dibujo dimensional exacto se referencia en el documento original, se proporcionan tolerancias clave y notas de montaje. Todas las dimensiones principales se especifican en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. Para el montaje en PCB, se recomienda un diámetro de orificio de 1.00 mm para los pines. Las puntas de los pines tienen una tolerancia de desplazamiento posicional de ±0.40 mm, que los diseñadores deben tener en cuenta en el diseño de sus pads. También se definen parámetros de control de calidad, limitando materiales extraños, burbujas dentro del área del segmento y contaminación de tinta superficial a 10 mils (aproximadamente 0.254 mm) cada uno.

3. Configuración Eléctrica y Pinout

3.1 Diagrama de Circuito Interno

El esquema interno revela la estructura eléctrica del display. Cada segmento (de la A a la G y el punto decimal para cada dígito) está formado por uno o más chips LED azules. Un componente crítico en el circuito es un diodo Zener conectado en paralelo con los chips LED. Este diodo sirve como elemento de protección, ayudando a limitar picos de voltaje transitorios y proporcionando un grado de protección contra descargas electrostáticas (ESD), lo que se alinea con el umbral alto de ESD especificado. Los chips LED se especifican con una longitud de onda dominante (λd) de 470 nm, situando la emisión en la región azul del espectro visible.

3.2 Asignación de Conexiones de Pines

El dispositivo tiene 11 pines en una configuración de una sola fila. El pinout es el siguiente:
Pin 1: Cátodo para el Dígito 1, Segmento A y Punto Decimal
Pin 2: Cátodo para el Dígito 2, Segmento B
Pin 3: Cátodo para el Dígito 3, Segmento C
Pin 4: Cátodo para el Dígito 4, Segmento D
Pin 5: Cátodo para el Dígito 1, Segmento E
Pin 6: Cátodo para el Dígito 2, Segmento F
Pin 7: Cátodo para el Segmento G (común entre dígitos, pero controlado mediante la selección del ánodo)
Pin 8: Ánodo Común para el Dígito 4
Pin 9: Ánodo Común para el Dígito 3
Pin 10: Ánodo Común para el Dígito 2
Pin 11: Ánodo Común para el Dígito 1
Esta configuración de ánodo común significa que para iluminar un segmento, su pin cátodo correspondiente debe ponerse a nivel bajo (a tierra) mientras que el ánodo del dígito deseado se pone a nivel alto. Se utiliza multiplexación para controlar los tres dígitos de forma independiente habilitando secuencialmente el ánodo de cada dígito mientras se presentan los datos de segmento para ese dígito en las líneas de cátodo.

4. Ratings Absolutos Máximos y Límites de Operación

Estos ratings definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No están destinados para operación normal.
Disipación de Potencia:La disipación de potencia máxima por chip LED es de 70 mW. Exceder esto puede provocar sobrecalentamiento y degradación rápida.
Corriente Directa:La corriente directa continua por segmento está clasificada en 20 mA a 25°C. Esta clasificación se reduce linealmente por encima de 25°C a una tasa de 0.21 mA/°C. Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima sería menor. Se permite una corriente directa pico de 100 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo del 15%, ancho de pulso de 0.1 ms), lo que es útil para multiplexación o para lograr un brillo momentáneo más alto.
Rango de Temperatura:El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -35°C a +85°C.
Descarga Electrostática (ESD):El umbral ESD del Modelo de Cuerpo Humano (HBM) es de 8000 V, lo que indica una buena protección inherente, pero aún son necesarios procedimientos de manejo ESD adecuados.
Soldadura:El dispositivo puede soportar soldadura por ola o de reflujo con la condición de que la temperatura en el cuerpo de la unidad no exceda el rating máximo durante el ensamblaje. Una pauta específica es soldar durante 3 segundos a 260°C, medido a 1/16 de pulgada (≈1.59 mm) por debajo del plano de asiento.

5. Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y definen el rendimiento típico en condiciones normales de operación.

5.1 Características DC

Intensidad Luminosa (I_V):La intensidad luminosa promedio por segmento oscila entre 5400 µcd (mínimo) y 9000 µcd (típico) cuando se maneja con una corriente directa (I_F) de 10 mA. Esta es una medida del brillo percibido por el ojo humano, medido con un filtro que coincide con la curva de respuesta fotópica CIE.
Voltaje Directo (V_F):La caída de voltaje a través de un segmento cuando conduce 20 mA es típicamente de 3.6 V, con un mínimo de 3.3 V. Este parámetro es crucial para diseñar la fuente de voltaje del circuito de manejo y las resistencias limitadoras de corriente.
Corriente Inversa (I_R):Cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V, la corriente de fuga es un máximo de 100 µA. La hoja de datos nota explícitamente que esta condición de voltaje inverso es solo para fines de prueba y el dispositivo no debe operarse continuamente bajo polarización inversa.

5.2 Características Espectrales

Longitud de Onda Pico (λ_p):La longitud de onda a la que la intensidad de emisión es más alta es de 468 nm (a I_F=20mA).
Longitud de Onda Dominante (λ_d):Esta es la longitud de onda única que produciría la misma percepción de color que el amplio espectro del LED. Oscila entre 470 nm y 475 nm.
Ancho Medio Espectral (Δλ):Este es el ancho del espectro de emisión a la mitad de su intensidad máxima, típicamente 15 nm. Un ancho medio más estrecho indica un color más puro espectralmente.

5.3 Igualado y Clasificación (Binning)

Relación de Igualado de Intensidad Luminosa:Para segmentos dentro de un "área de luz similar", la relación del segmento más brillante al más tenue no debe exceder 2:1 cuando se mide a una corriente baja de 1 mA. Esta especificación, combinada con el proceso de clasificación en fábrica, asegura uniformidad visual en todos los segmentos del display.

6. Pautas de Aplicación y Precauciones

Esta sección contiene información crítica para la integración fiable del display en un producto final.

6.1 Consideraciones de Diseño y Uso

Uso Previsto:El display está diseñado para electrónica comercial e industrial estándar. No está certificado para aplicaciones críticas de seguridad (aviación, soporte vital médico, etc.) sin consulta y evaluación previas.
Método de Manejo:Se recomienda encarecidamente el manejo por corriente constante sobre el manejo por voltaje constante. Esto asegura un brillo consistente y protege los LEDs de la fuga térmica, ya que el voltaje directo de los LEDs disminuye al aumentar la temperatura. El circuito de manejo debe diseñarse para acomodar el rango completo de V_F(3.3V a 3.6V) para garantizar que siempre se suministre la corriente de manejo objetivo.
Reducción de Corriente (Derating):La corriente de operación debe elegirse en función de la temperatura ambiente máxima esperada en la aplicación, considerando la reducción especificada en los ratings absolutos máximos.
Protección contra Voltaje Inverso:El diseño del circuito debe prevenir activamente la aplicación de polarización inversa o grandes transitorios de voltaje durante las secuencias de encendido/apagado, ya que esto puede causar migración de metal y conducir a un aumento de la fuga o cortocircuitos.
Térmico y Ambiental:Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir condensación en el display. No aplicar fuerza mecánica al cuerpo del display durante el ensamblaje.
Consistencia Óptica:Cuando se usan múltiples displays en un mismo ensamblaje, se recomienda usar unidades del mismo lote de producción para evitar diferencias notables en tono o brillo.
Pruebas:Si el producto final requiere que el display se someta a pruebas de caída o vibración, las condiciones específicas deben compartirse para evaluación, ya que el estrés mecánico puede afectar las conexiones internas.

6.2 Condiciones de Almacenamiento y Manejo

Para almacenamiento a largo plazo, el producto debe permanecer en su embalaje original. El entorno de almacenamiento recomendado está dentro de un rango de temperatura de 5°C a 30°C y una humedad relativa inferior al 60%. Almacenar fuera de estas condiciones, particularmente en alta humedad, puede provocar oxidación de las patillas del componente, lo que puede requerir reprocesado antes del uso y puede afectar la soldabilidad. Por lo tanto, se aconseja gestionar el inventario para evitar un almacenamiento prolongado y consumir los componentes de manera oportuna.

7. Análisis de Curvas de Rendimiento

Mientras que las gráficas específicas se referencian en la hoja de datos, las curvas típicas para tales LEDs incluirían:
Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Esta curva exponencial muestra la relación entre la corriente a través del LED y el voltaje a través de él. Destaca la necesidad de limitación de corriente.
Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Esta curva es generalmente lineal a corrientes más bajas pero puede saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos. Ayuda a los diseñadores a elegir un punto de operación para el brillo deseado vs. eficiencia.
Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esto muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, enfatizando la importancia de la gestión térmica.
Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, mostrando el pico en ~468 nm y el ancho medio de ~15 nm, confirmando las características del color azul.

8. Escenarios de Aplicación Típicos

El LTC-5685TBZ es muy adecuado para una variedad de aplicaciones que requieren una visualización numérica clara y fiable. Estas incluyen:
• Medidores de panel digitales para lecturas de voltaje, corriente o temperatura.
• Equipos de punto de venta y cajas registradoras.
• Paneles de control industrial y displays de temporizadores.
• Equipos de prueba y medición.
• Electrodomésticos de consumo como hornos microondas, amplificadores de audio o radios despertador.
Su color azul ofrece una estética moderna y puede ser más agradable para la vista en condiciones de poca luz en comparación con displays rojos o verdes muy brillantes.

9. Consideraciones de Diseño y Comparación

Al seleccionar este display, los diseñadores deben considerar su configuración de ánodo común, que puede requerir diferentes ICs controladores o configuraciones de puerto de microcontrolador en comparación con los tipos de cátodo común. El voltaje directo típico de 3.6V significa que típicamente se usa un voltaje de suministro de al menos 5V para acomodar la caída a través de la resistencia limitadora de corriente y el circuito controlador. En comparación con tecnologías más antiguas como displays fluorescentes de vacío (VFD) o displays incandescentes más simples, este display LED ofrece menor consumo de energía, mayor vida útil y mayor resistencia a golpes y vibraciones. En comparación con las LCD, proporciona un brillo y ángulos de visión superiores sin requerir retroiluminación, aunque puede consumir más energía si muchos segmentos están encendidos simultáneamente.