Hoja de Datos del Display LED LTC-4624JS - Altura de Dígito 0.4 Pulgadas - Amarillo AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-4624JS es un módulo de display LED de tres dígitos y siete segmentos con una altura de dígito de 0.4 pulgadas (10.0 mm). Este dispositivo utiliza chips LED amarillos de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), fabricados sobre un sustrato de GaAs no transparente. El display presenta una cara gris con segmentos blancos, ofreciendo un alto contraste para una legibilidad óptima. Está diseñado como un display de ánodo común multiplexado, lo que lo hace idóneo para aplicaciones donde minimizar el número de pines de control es esencial.

1.1 Características Principales

• Altura de Dígito de 0.4 Pulgadas (10.0 mm)
• Segmentos Continuos y Uniformes
• Bajo Requerimiento de Potencia
• Excelente Apariencia de los Caracteres
• Alto Brillo y Alto Contraste
• Amplio Ángulo de Visión
• Fiabilidad de Estado Sólido
• Categorizado por Intensidad Luminosa
• Paquete Libre de Plomo (Conforme con RoHS)

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de parte LTC-4624JS denota específicamente un display amarillo AlInGaP, de ánodo común multiplexado, con punto decimal a la derecha.

2. Información Mecánica y del Paquete

2.1 Dimensiones del Paquete

Las dimensiones físicas del display se proporcionan en un dibujo detallado. Todas las dimensiones principales se especifican en milímetros. Las tolerancias y notas clave incluyen:

• Tolerancia dimensional general: ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.
• Tolerancia de desplazamiento de la punta del pin: ±0.4 mm.
• Límites para material extraño, contaminación por tinta y burbujas dentro del área del segmento.
• La flexión del reflector está limitada al 1% de su longitud.
• Se recomienda un diámetro de orificio en la PCB de 1.0 mm para un mejor ajuste.

3. Configuración Eléctrica

3.1 Diagrama de Circuito Interno

El display incorpora una configuración de ánodo común multiplexado. Los tres ánodos de dígito (Dígito 1, Dígito 2, Dígito 3) y un ánodo común para los puntos decimales de la derecha (L1, L2, L3) son independientes, permitiendo un control por multiplexación por división de tiempo.

3.2 Conexión y Función de los Pines

El dispositivo tiene una configuración de 15 pines (con varios pines Sin Conexión). La asignación de pines es la siguiente:

• Pin 1: ÁNODO COMÚN DÍGITO 1
• Pin 2: CÁTODO E
• Pin 3: CÁTODO C, L3
• Pin 4: CÁTODO D
• Pin 5: ÁNODO COMÚN DÍGITO 2
• Pin 6: CÁTODO DP (Punto Decimal)
• Pin 7: ÁNODO COMÚN DÍGITO 3
• Pin 8: CÁTODO G
• Pin 9, 10, 13: SIN PIN / Sin Conexión
• Pin 11: CÁTODO B, L2
• Pin 12: CÁTODO A, L1
• Pin 14: ÁNODO COMÚN L1, L2, L3 (Puntos Decimales)
• Pin 15: CÁTODO F

4. Valores Máximos y Características

4.1 Valores Máximos Absolutos (Ta=25°C)

• Disipación de Potencia por Segmento: 70 mW
• Corriente Directa de Pico por Segmento (1/10 Ciclo de Trabajo, Pulso de 0.1ms): 60 mA
• Corriente Directa Continua por Segmento: 25 mA (Derating lineal desde 25°C a 0.33 mA/°C)
• Rango de Temperatura de Operación: -35°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento: -35°C a +85°C
• Condición de Soldadura: 260°C durante 3 segundos, a 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento.

4.2 Características Eléctricas y Ópticas (Ta=25°C)

• Intensidad Luminosa Promedio por Segmento (I_V): Mín 200, Típ 650, Máx – µcd (Condición de Prueba: I_F=1mA)
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p): 588 nm (I_F=20mA)
• Ancho de Media Espectral (Δλ): 15 nm (I_F=20mA)
• Longitud de Onda Dominante (λ_d): 587 nm (I_F=20mA)
• Tensión Directa por Chip (V_F): Típ 2.05V, Máx 2.6V (I_F=20mA)
• Corriente Inversa por Segmento (I_R): Máx 100 µA (V_R=5V)
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa: Máx 2:1 (I_F=1mA)

Notas:La intensidad luminosa se mide con un filtro de respuesta ocular CIE. La tensión inversa es solo para prueba y no para operación continua. La especificación de diafonía es ≤ 2.5%.

4.3 Curvas de Rendimiento Típicas

La hoja de datos incluye curvas típicas que ilustran la relación entre la corriente directa y la intensidad luminosa, la tensión directa y los efectos de la temperatura ambiente. Estas curvas son esenciales para que los diseñadores optimicen la corriente de excitación para el brillo deseado manteniendo la fiabilidad en todo el rango de temperatura de operación.

5. Directrices y Precauciones de Aplicación

5.1 Consideraciones de Diseño y Uso

• Uso Previsto:Para equipos electrónicos ordinarios (oficina, comunicaciones, domésticos). Se requiere consulta para aplicaciones críticas de seguridad (aviación, médicas, etc.).
• Cumplimiento de Valores Máximos:Es obligatorio adherirse a los Valores Máximos Absolutos para prevenir daños.
• Corriente y Temperatura:Exceder la corriente de excitación recomendada o la temperatura de operación puede causar una degradación severa de la salida de luz o un fallo prematuro.
• Protección del Circuito:El circuito de excitación debe proteger los LEDs de tensiones inversas y picos transitorios durante los ciclos de encendido/apagado.
• Excitación de Corriente Constante:Recomendada para un rendimiento luminoso consistente.
• Rango de Tensión Directa:El diseño del circuito debe acomodar el rango completo de V_F (2.05V a 2.6V) para garantizar que siempre se suministre la corriente objetivo.
• Derating Térmico:Seleccione la corriente de operación basándose en la temperatura ambiente máxima.
• Evite la Polarización Inversa:Puede causar migración de metal, aumentando la corriente de fuga o causando cortocircuitos.
• Condensación:Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación en el display.
• Manipulación Mecánica:No aplique fuerza anormal al cuerpo del display durante el montaje.
• Película Decorativa:Si se aplica una película decorativa, evite el contacto directo con el panel frontal para prevenir desplazamientos.
• Binning para Múltiples Displays:Utilice displays del mismo lote de intensidad luminosa al ensamblar múltiples unidades para garantizar una apariencia uniforme.
• Pruebas de Caída/Vibración:Comparta las condiciones de prueba para evaluación antes de realizar las pruebas.

5.2 Almacenamiento y Manipulación

• Almacenamiento Estándar:Producto en su embalaje original. Temperatura: 5°C a 30°C. Humedad: Por debajo del 60% HR.
• Consecuencias de un Almacenamiento Inadecuado:Puede ocurrir oxidación de los pines, requiriendo un replateado antes de su uso.
• Gestión de Inventario:Consuma el inventario con prontitud. Evite el almacenamiento a largo plazo de grandes cantidades.
• Sensibilidad a la Humedad:Si la bolsa barrera de humedad se abre por >6 meses, hornee a 60°C durante 48 horas y ensamble dentro de una semana.

6. Análisis Técnico Profundo

6.1 Análisis Fotométrico y Colorimétrico

El uso de la tecnología AlInGaP para la emisión amarilla ofrece ventajas sobre los LEDs amarillos tradicionales convertidos por fósforo, incluyendo una mayor eficiencia potencial y una mejor estabilidad del color con la temperatura y el tiempo. La longitud de onda dominante de 587 nm lo sitúa en la región del amarillo puro del espectro. El estrecho ancho de media espectral (15 nm) es característico de la emisión directa del semiconductor, resultando en un color saturado.

6.2 Interpretación de los Parámetros Eléctricos

La tensión directa (V_F) es relativamente baja para un LED AlInGaP, típicamente alrededor de 2.05V a 20mA. Los diseñadores deben asegurar que la fuente de alimentación pueda proporcionar suficiente tensión, especialmente al multiplexar, considerando la caída de tensión en el circuito de excitación. La curva de derating para la corriente continua es crítica; a una temperatura ambiente de 85°C, la corriente continua máxima permitida cae significativamente desde los 25mA nominales a 25°C.

6.3 Binning y Coincidencia

El display está categorizado (binned) por intensidad luminosa. La relación de coincidencia de 2:1 significa que el segmento más tenue de un lote no debe ser menos de la mitad de brillante que el más brillante. Para ensamblajes de múltiples dígitos, especificar el mismo código de lote es crucial para la uniformidad visual, evitando que algunos dígitos parezcan más brillantes que otros.

7. Escenarios de Aplicación y Notas de Diseño

7.1 Aplicaciones Típicas

El LTC-4624JS es muy adecuado para paneles de instrumentos, lecturas de control industrial, equipos de prueba y medición, terminales punto de venta y displays de electrodomésticos donde se requiere una lectura numérica clara, brillante y de múltiples dígitos. Su diseño multiplexado reduce los requisitos de pines de E/S del microcontrolador.

7.2 Diseño del Circuito de Excitación

Un excitador típico involucra un microcontrolador con excitadores de segmento (por ejemplo, registro de desplazamiento 74HC595 con resistencias limitadoras de corriente) y excitadores de dígito (por ejemplo, transistores PNP o excitadores de sumidero dedicados). La frecuencia de multiplexación debe ser lo suficientemente alta (>60Hz) para evitar el parpadeo. Se recomienda encarecidamente el uso de excitadores de corriente constante (CIs integrados para LEDs) en lugar de una simple limitación por resistencia para un brillo estable entre unidades y temperaturas.

7.3 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque el display en sí no tiene un parámetro de resistencia térmica definido, el diseño de la placa debe garantizar un flujo de aire adecuado, especialmente si opera cerca de los valores máximos. La disipación de potencia por segmento está limitada a 70mW. A la corriente continua máxima, la disipación real debe calcularse (V_F* I_F) y mantenerse dentro de este límite, considerando el derating con la temperatura.

8. Comparación y Diferenciación

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs amarillos GaP estándar, AlInGaP ofrece un brillo y eficiencia significativamente mayores. Frente a los LEDs blancos contemporáneos con filtros, proporciona un color espectral más puro y, a menudo, una mayor eficacia para la luz amarilla monocromática. El paquete de orificio pasante ofrece robustez mecánica y facilidad de soldadura manual para prototipos, en contraste con las alternativas de montaje superficial que ahorran espacio en la placa.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo excitar este display directamente con un microcontrolador de 5V?

R: No. Debe usar resistencias limitadoras de corriente o, preferiblemente, excitadores de corriente constante. La tensión directa es ~2.05V, por lo que se necesita una resistencia para caer el voltaje restante (por ejemplo, 5V - 2.05V = 2.95V) y establecer la corriente. A 20mA, R = 2.95V / 0.02A = 147.5Ω (use 150Ω).

P: ¿Cuál es el propósito de los ánodos separados para dígitos y puntos decimales?

R: Permite un control independiente. Puede iluminar el Dígito 1, Dígito 2 y Dígito 3 secuencialmente (multiplexación) usando sus ánodos individuales, mientras que los cátodos de segmento son comunes. El ánodo del punto decimal también es separado, permitiendo encender/apagar el punto decimal para cada dígito de forma independiente durante su ranura de tiempo multiplexada.

P: ¿Cómo logro un brillo uniforme al multiplexar?

R: Dado que cada dígito solo está encendido una fracción del tiempo (por ejemplo, 1/3 de ciclo de trabajo para 3 dígitos), la corriente de pico durante su tiempo de "encendido" debe ser mayor para lograr el mismo brillo promedio que un dígito excitado estáticamente. Si la corriente promedio objetivo es 5mA, la corriente de pico durante el pulso de multiplexación debe ser aproximadamente 5mA * (Número de Dígitos) = 15mA (para un ciclo de trabajo de 1/3).

P: La hoja de datos menciona "Paquete Libre de Plomo". ¿Cuáles son las implicaciones para la soldadura?

R: La soldadura libre de plomo típicamente tiene un punto de fusión más alto que la soldadura tradicional de estaño-plomo. La condición de soldadura especificada de 260°C durante 3 segundos se alinea con los perfiles comunes de reflujo sin plomo. Asegúrese de que su proceso de montaje cumpla con este requisito para evitar daños térmicos.