دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTC-3743KG - ارتفاع رقم 0.3 اینچ - سبز AlInGaP - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTC-3743KG یک ماژول نمایشگر عددی LED چهاررقمی است که برای کاربردهایی که نیاز به نمایش اعداد واضح و پرنور دارند طراحی شده است. این قطعه دارای ارتفاع رقم 0.3 اینچ (7.4 میلی‌متر) است که آن را برای نمایشگرهای با اندازه متوسط در تجهیزات الکترونیکی مختلف مناسب می‌سازد. دستگاه از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند. این سیستم ماده به دلیل بازدهی بالا و عملکرد خوب در طیف وسیعی از شرایط کاری شناخته شده است. نمایشگر دارای صفحه‌ای مشکی با سگمنت‌های سفید است که کنتراست بالایی برای خوانایی عالی فراهم می‌کند. این قطعه به صورت نوع مالتی‌پلکس با کاتد مشترک ساخته شده است که پیکربندی استانداردی برای نمایشگرهای چندرقمی به منظور حداقل کردن تعداد پایه‌های درایور مورد نیاز است.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• ارتفاع رقم 0.3 اینچ:اندازه کاراکتر واضح و به راحتی قابل خواندن را فراهم می‌کند.
• سگمنت‌های یکنواخت و پیوسته:ظاهر بصری یکدست و حرفه‌ای را در تمامی ارقام تضمین می‌کند.
• نیازمندی توان پایین:برای عملکرد کم‌مصرف طراحی شده است و برای دستگاه‌های باتری‌خور یا کم‌توان مناسب است.
• ظاهر عالی کاراکتر:کنتراست بالا بین پس‌زمینه مشکی و سگمنت‌های روشن سفید.
• روشنایی بالا و کنتراست بالا:تراشه‌های AlInGaP شدت نور قوی ارائه می‌دهند که حتی در محیط‌های پرنور نیز قابل مشاهده است.
• زاویه دید گسترده:امکان خواندن نمایشگر را از محدوده وسیعی از زوایا بدون کاهش قابل توجه روشنایی یا وضوح فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان حالت جامد:LEDها در مقایسه با سایر فناوری‌های نمایشگر، عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش ارائه می‌دهند.
• بسته‌بندی بدون سرب:مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و آن را برای تولید الکترونیک مدرن مناسب می‌سازد.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTC-3743KG به طور خاص نشان‌دهنده یک نمایشگر سبز AlInGaP با کاتد مشترک مالتی‌پلکس و پیکربندی نقطه اعشار سمت راست است. این قرارداد نام‌گذاری به شناسایی دقیق فناوری، پیکربندی الکتریکی و نوع مکانیکی کمک می‌کند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان هر سگمنت:70 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که می‌تواند به طور ایمن توسط یک سگمنت LED منفرد تلف شود.
• جریان پیشرو پیک هر سگمنت:60 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است. این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر از ریتینگ جریان پیوسته است.
• جریان پیشرو پیوسته هر سگمنت:25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. این جریان با نرخ خطی 0.28 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد با افزایش دمای محیطی بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز تقریباً خواهد بود: 25 میلی‌آمپر - (0.28 میلی‌آمپر/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 میلی‌آمپر.
• محدوده دمای عملیاتی:35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیطی ریت شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد.
• شرایط لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری موجی را با نوک لحیم در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد تحمل کند. دمای خود واحد در طول مونتاژ نباید از حداکثر ریتینگ دمای آن تجاوز کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در دمای محیطی (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور متوسط (Iv):200 - 630 میکروکاندلا در جریان پیشرو (IF) 1 میلی‌آمپر. این محدوده گسترده نشان‌دهنده فرآیند باینینگ برای روشنایی است.
• طول موج تابش پیک (λp):571 نانومتر (معمول) در IF=20mA. این طول موجی است که در آن شدت نور تابشی در بالاترین حد است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول) در IF=20mA. این معیار گستردگی طول‌موج‌های تابشی است؛ مقدار کوچکتر نشان‌دهنده نور تک‌رنگ‌تر (رنگ خالص) است.
• طول موج غالب (λd):572 نانومتر (معمول) در IF=20mA. این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و بهترین تطابق را با رنگ نور دارد.
• ولتاژ پیشرو هر تراشه (VF):2.05 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمول)، با تلرانس ±0.1 ولت در IF=20mA. این یک پارامتر حیاتی برای طراحی مدار درایور است.
• جریان معکوس هر سگمنت (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است؛ عملکرد بایاس معکوس پیوسته ممنوع است.
• نسبت تطابق شدت نور:2:1 (حداکثر) برای نواحی نوری مشابه در IF=10mA. این حداکثر تغییرات مجاز روشنایی بین سگمنت‌ها را برای اطمینان از ظاهر یکنواخت مشخص می‌کند.
• کراس‌تاک:≤2.5%. این معیار روشنایی ناخواسته یک سگمنت غیرانتخاب شده را هنگامی که سگمنت دیگری درایو می‌شود اندازه‌گیری می‌کند که باید حداقل باشد.

3. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

نمایشگر به صورت استاندارد در استایل DIP (بسته دو ردیفه) سوراخ‌دار عرضه می‌شود. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• تلرانس جابجایی نوک پایه ±0.4 میلی‌متر است.
• محدودیت‌هایی بر روی مواد خارجی (≤10 میل)، خمش (≤1% طول رفلکتور)، حباب در سگمنت‌ها (≤10 میل) و آلودگی جوهر روی سطح (≤20 میل) اعمال شده است تا کیفیت نوری تضمین شود.

4. اتصال پایه‌ها و مدار داخلی

دستگاه دارای 24 پایه است. مدار داخلی یک پیکربندی کاتد مشترک مالتی‌پلکس است. این بدان معناست که کاتدهای LEDهای هر رقم به هم متصل شده‌اند (خطوط انتخاب رقم را تشکیل می‌دهند)، در حالی که آندهای هر نوع سگمنت (A, B, C, D, E, F, G, DP) در تمام ارقام به هم متصل شده‌اند. برای روشن کردن یک سگمنت خاص روی یک رقم خاص، کاتد رقم مربوطه به سطح پایین (زمین) درایو می‌شود در حالی که آند سگمنت مربوطه به سطح بالا (با یک مقاومت محدودکننده جریان) درایو می‌شود. جدول پایه‌ها به وضوح عملکرد هر پایه را تعریف می‌کند، از جمله آندهای سگمنت‌ها، کاتدهای ارقام و اتصالات برای ویژگی‌های خاص مانند نقاط اعشار (DP1, DP2, DP3) و سایر نشانگرها (UDP, LC, L1, L2, L3).

5. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات داده نشده‌اند، منحنی‌های معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:

• منحنی IV (جریان-ولتاژ):رابطه بین جریان پیشرو و ولتاژ پیشرو را نشان می‌دهد که غیرخطی است. این برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.
• شدت نور در مقابل جریان پیشرو:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، که معمولاً در محدوده عملیاتی یک رابطه تقریباً خطی است.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال LED کاهش می‌یابد. این اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته می‌کند.
• توزیع طیفی:نموداری که شدت نور را در برابر طول‌موج ترسیم می‌کند، طول‌موج‌های پیک و غالب و نیم‌عرض طیفی را نشان می‌دهد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و ذخیره‌سازی

6.1 احتیاط‌های کاربردی

اینها دستورالعمل‌های حیاتی برای عملکرد قابل اطمینان هستند:

• کاربرد مورد نظر:برای تجهیزات الکترونیکی معمولی. برای کاربردهای حیاتی از نظر ایمنی (هوانوردی، پزشکی و غیره) با سازنده مشورت کنید.
• انطباق با ریتینگ‌ها:رعایت ریتینگ‌های حداکثر مطلق برای جلوگیری از آسیب الزامی است.
• جریان و دما:تجاوز از جریان درایو یا دمای عملیاتی توصیه شده منجر به تخریب سریع نور یا خرابی می‌شود.
• محافظت مدار:مدار درایو باید در برابر ولتاژهای معکوس و نوسانات ولتاژ در طول چرخه‌های برق محافظت کند.
• درایو جریان ثابت:برای روشنایی و طول عمر یکنواخت توصیه می‌شود، زیرا روشنایی LED تابعی از جریان است، نه ولتاژ.
• محدوده ولتاژ پیشرو:مدار درایو باید محدوده کامل VF (2.05 ولت تا 2.7 ولت) را در خود جای دهد تا اطمینان حاصل شود که جریان هدف همیشه تحویل داده می‌شود.
• کاهش ریت حرارتی:جریان عملیاتی باید بر اساس حداکثر دمای محیطی مورد انتظار و با استفاده از منحنی کاهش ریت انتخاب شود.
• اجتناب از بایاس معکوس:می‌تواند باعث مهاجرت فلز شود و نشتی را افزایش دهد یا اتصال کوتاه ایجاد کند.
• اجتناب از شوک حرارتی:تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب می‌تواند باعث تراکم شود.
• جابجایی مکانیکی:از اعمال نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر خودداری کنید.
• کاربرد فیلم:اگر از فیلم/اورلی حساس به فشار استفاده می‌کنید، از تماس مستقیم آن با پنل جلوگیری کنید تا از جابجایی جلوگیری شود.
• باینینگ برای نمایشگرهای چندگانه:هنگام استفاده از چندین نمایشگر در یک مجموعه، واحدهایی را از یک باین روشنایی/رنگ انتخاب کنید تا از ظاهر ناهموار جلوگیری شود.

6.2 شرایط ذخیره‌سازی

ذخیره‌سازی مناسب برای جلوگیری از اکسیداسیون پایه‌ها و حفظ قابلیت لحیم‌کاری حیاتی است.

• شرایط استاندارد (در بسته‌بندی اصلی):5 درجه سانتی‌گراد تا 30 درجه سانتی‌گراد، زیر 60% رطوبت نسبی (RH).
• عواقب ذخیره‌سازی نادرست:اکسیداسیون پایه ممکن است رخ دهد که نیاز به آبکاری مجدد قبل از استفاده دارد.
• مدیریت موجودی:نمایشگرها را به سرعت مصرف کنید؛ از ذخیره‌سازی بلندمدت مقادیر زیاد خودداری کنید.
• حساسیت به رطوبت:اگر محصول در کیسه مهر و موم شده رطوبت‌گیر نیست، یا کیسه بیش از 6 ماه باز بوده است، توصیه می‌شود به مدت 48 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخت شود و مونتاژ در عرض یک هفته تکمیل شود.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTC-3743KG برای موارد زیر بسیار مناسب است:

• تجهیزات تست و اندازه‌گیری (مولتی‌مترها، منبع تغذیه‌ها).
• پنل‌های کنترل صنعتی و نشانگرهای فرآیند.
• الکترونیک مصرفی مانند تقویت‌کننده‌های صوتی، ساعت رادیو یا لوازم آشپزخانه.
• ترمینال‌های فروش و نمایشگرهای اطلاعاتی.
• هر دستگاهی که نیاز به نمایش عددی چندرقمی واضح و قابل اطمینان دارد.

7.2 ملاحظات طراحی

• انتخاب IC درایور:از یک درایور اختصاصی نمایشگر LED یا میکروکنترلر با قابلیت جریان سینک/سورس کافی و پشتیبانی مالتی‌پلکس استفاده کنید.
• محدود کردن جریان:همیشه از مقاومت‌های سری یا یک درایور جریان ثابت برای هر خط آند استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه، ولتاژ پیشرو LED (از حداکثر VF برای بدترین حالت جریان استفاده کنید) و جریان پیشرو مورد نظر محاسبه کنید.
• فرکانس مالتی‌پلکس:نرخ تازه‌سازی به اندازه کافی بالا انتخاب کنید تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود (معمولاً >60 هرتز). اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در عملیات مالتی‌پلکس از ریتینگ حداکثر مطلق تجاوز نمی‌کند.
• چیدمان PCB:از خطوط تغذیه تمیز به درایور نمایشگر اطمینان حاصل کنید تا از نویز جلوگیری شود. از نقشه ابعادی، فوت‌پرینت توصیه شده را دنبال کنید.
• مدیریت حرارتی:در کاربردهای با دمای محیطی بالا، کاهش جریان درایور یا بهبود تهویه را برای ماندن در محدوده جریان کاهش ریت شده در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

LTC-3743KG، بر اساس فناوری AlInGaP، مزایای متمایزی ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای سبز سنتی GaP (گالیم فسفید):AlInGaP معمولاً روشنایی و بازدهی بالاتر، پایداری دمایی بهتر و رنگ سبز اشباع‌شده‌تری ارائه می‌دهد.
• در مقابل LEDهای آبی/سفید با فسفر:این یک LED سبز تابش مستقیم است، بنابراین از تخریب فسفر در طول زمان رنج نمی‌برد و خروجی طیفی خالص بدون طیف گسترده LEDهای سفید تبدیل‌شده با فسفر ارائه می‌دهد.
• در مقابل نمایشگرهای بزرگتر/کوچکتر:ارتفاع رقم 0.3 اینچ تعادلی بین خوانایی و فشردگی برقرار می‌کند و مناسب کاربردهایی است که فضا مورد توجه است اما خوانایی از فاصله متوسط مورد نیاز است.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: هدف طراحی کاتد مشترک مالتی‌پلکس چیست؟

ج: به طور چشمگیری تعداد پایه‌های مورد نیاز را کاهش می‌دهد. یک نمایشگر 4 رقمی و 7 سگمنتی غیرمالتی‌پلکس به 4*7 + 4 = 32 پایه نیاز دارد. نسخه مالتی‌پلکس از 7 خط سگمنت + 4 خط رقم + چند مورد اضافی = 24 پایه استفاده می‌کند که PCB و مدار درایور را ساده می‌کند.

س: چگونه مقدار مقاومت محدودکننده جریان را محاسبه کنم؟

ج: از قانون اهم استفاده کنید: R = (V_تغذیه - VF_LED) / I_موردنظر. برای تغذیه 5 ولت، حداکثر VF 2.7 ولت و جریان مورد نظر 10 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.7V) / 0.010A = 230 اهم. از مقدار استاندارد بعدی (مثلاً 220 اهم) استفاده کنید و جریان واقعی را تأیید کنید.

س: چرا درایو جریان ثابت نسبت به ولتاژ ثابت توصیه می‌شود؟

ج: شدت نور LED عمدتاً تابعی از جریان پیشرو (IF) است. ولتاژ پیشرو (VF) می‌تواند از واحدی به واحد دیگر و با دما تغییر کند. یک منبع جریان ثابت بدون توجه به این تغییرات VF، روشنایی یکنواخت را تضمین می‌کند، در حالی که یک مقاومت ساده با تغذیه ولتاژ ثابت منجر به تغییرات روشنایی می‌شود.

س: "نسبت تطابق شدت نور 2:1" به چه معناست؟

ج: به این معنی است که درخشان‌ترین سگمنت در یک گروه نباید بیش از دو برابر کم‌نورترین سگمنت تحت شرایط آزمایشی یکسان باشد. این امر یکنواختی بصری در سراسر نمایشگر را تضمین می‌کند.

10. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

LTC-3743KG بر اساس الکترولومینسانس نیمه‌هادی است. ماده AlInGaP یک پیوند p-n تشکیل می‌دهد. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو بیش از پتانسیل داخلی پیوند اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. در AlInGaP، این بازترکیب عمدتاً انرژی را به شکل فوتون (نور) در محدوده طول‌موج سبز (~572 نانومتر) آزاد می‌کند. ترکیب آلیاژ خاص آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفر انرژی گاف نواری و در نتیجه رنگ نور تابشی را تعیین می‌کند. صفحه مشکی و سگمنت‌های سفید بخشی از سیستم نوری بسته‌بندی هستند که برای جذب نور محیط (کاهش بازتاب‌ها) و هدایت کارآمد نور تولیدشده داخلی از طریق شکل‌های سگمنت مورد نظر طراحی شده‌اند و کنتراست بالا ایجاد می‌کنند.