Fiche technique de l'afficheur LED LTD-322JG - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Vert (571nm) - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-322JG est un composant d'affichage numérique haute performance à l'état solide, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire, lumineuse et fiable. Sa fonction principale est de représenter visuellement des données numériques, typiquement les chiffres de 0 à 9, en utilisant une configuration à sept segments. La technologie de base repose sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP), spécifiquement conçu pour une émission lumineuse à haut rendement dans le spectre vert-jaune. Cet appareil est catégorisé comme un afficheur duplex à cathode commune, ce qui signifie qu'il contient deux éléments de chiffres indépendants dans un seul boîtier, partageant chacun un point de connexion de cathode commun, ce qui simplifie la conception des circuits pour les applications de multiplexage.

L'afficheur présente un fond noir avec des segments blancs, un choix de conception qui améliore significativement le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage, même dans des environnements très lumineux. La hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm) offre un équilibre entre une lisibilité aisée depuis une distance raisonnable et le maintien d'un facteur de forme compact, adapté à l'intégration dans des assemblages électroniques à espace limité tels que les équipements de test, les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, les appareils électroménagers et les terminaux de point de vente.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optiques

Les performances optiques sont définies par plusieurs paramètres clés mesurés dans des conditions de test standardisées. L'Intensité lumineuse moyenne (Iv)est spécifiée avec une valeur typique de 800 µcd à un courant direct (IF) de 1 mA. Ce paramètre indique la luminosité perçue des segments allumés par l'œil humain. La large plage (Min : 320 µcd, Typ : 800 µcd) suggère un système de classement (binning) pour l'intensité, courant dans la fabrication des LED pour regrouper les dispositifs avec une sortie similaire.

LaLongueur d'onde d'émission de crête (λp)est de 571 nanomètres (nm), et laLongueur d'onde dominante (λd)est de 572 nm, toutes deux mesurées à IF=20mA. Ces valeurs placent la lumière émise fermement dans la région de couleur verte. LaDemi-largeur de raie spectrale (Δλ)est de 15 nm, ce qui décrit la pureté spectrale ou l'étalement des longueurs d'onde émises ; une demi-largeur plus étroite indique une couleur verte plus monochromatique et pure. LeRapport d'appariement de l'intensité lumineuseest spécifié à un maximum de 2:1. C'est un paramètre critique pour les afficheurs multi-chiffres ou multi-segments, garantissant que la variation de luminosité entre différents segments ou chiffres ne dépasse pas un rapport de 2 pour 1, assurant ainsi une apparence visuelle uniforme.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif. LesValeurs maximales absoluesfixent les limites pour un fonctionnement sûr. LeCourant direct continu par segmentest nominalement de 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C. Cela signifie que le courant continu maximal autorisé diminue lorsque la température ambiante (Ta) augmente au-dessus de 25°C pour éviter les dommages thermiques. Pour un fonctionnement en impulsions, unCourant direct de crêtede 60 mA est autorisé sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms, utile pour les schémas de multiplexage afin d'atteindre une luminosité de crête plus élevée.

LaTension directe par segment (VF)a une valeur typique de 2,6V à IF=20mA (Max : 2,6V, Min : 2,05V). C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant et elle est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant. LaTension inverse (VR)nominale est de 5V, indiquant la tension maximale qui peut être appliquée dans le sens de polarisation inverse sans provoquer de claquage. LeCourant inverse (IR)est un paramètre de fuite, spécifié à un maximum de 100 µA à VR=5V.

2.3 Caractéristiques thermiques

Le dispositif est conçu pour unePlage de température de fonctionnementde -35°C à +85°C et unePlage de température de stockageidentique. Cette large plage garantit un fonctionnement fiable dans des conditions environnementales sévères, des congélateurs industriels aux compartiments moteurs chauds. LaDissipation de puissance par segmentest de 70 mW, ce qui, combiné à la tension directe et au courant, dicte la charge thermique. LaTempérature de soudurespécifiée est un maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm en dessous du plan d'assise. C'est un paramètre critique pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion pour éviter d'endommager les puces LED ou le boîtier en époxy.

3. Explication du système de classement (Binning)

Bien que la fiche technique ne détaille pas explicitement une matrice de classement complexe, les plages de spécification des paramètres clés impliquent un processus de catégorisation. Le classement principal concerne probablement l'Intensité lumineuse, comme indiqué dans les caractéristiques ("CATÉGORISÉ POUR L'INTENSITÉ LUMINEUSE"). Les dispositifs sont testés et triés en catégories en fonction de leur Iv mesurée à 1 mA, garantissant que les clients reçoivent des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents. Il peut également y avoir un classement implicite pour la tension, car la tension directe a une plage spécifiée (2,05V à 2,6V). Pour les applications critiques en termes de couleur, la spécification serrée sur la longueur d'onde de crête/dominante (571-572 nm) agit comme un système de classement unique de facto pour la couleur, garantissant une teinte verte uniforme sur toutes les unités.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence auxCourbes typiques des caractéristiques électriques / optiques. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas fournies dans le texte, les courbes standard des LED peuvent être déduites et sont cruciales pour la conception. LaCourbe Courant vs. Tension (I-V)montrerait la relation exponentielle, mettant en évidence la tension de seuil (~2V) et la région de fonctionnement. LaCourbe Intensité lumineuse vs. Courant direct (Iv-IF)est typiquement linéaire sur une plage, montrant comment la luminosité augmente avec le courant. Comprendre cette relation est essentiel pour piloter la LED au niveau de luminosité souhaité tout en restant dans les limites de puissance. LaCourbe Intensité lumineuse vs. Température ambiante (Iv-Ta)montrerait une diminution de la sortie lorsque la température augmente, ce qui est vital pour concevoir des systèmes fonctionnant de manière cohérente sur la plage de température spécifiée. LaCourbe de distribution spectralereprésenterait visuellement la longueur d'onde de crête et la demi-largeur spectrale.

5. Informations mécaniques et d'emballage

Le dispositif est fourni dans un boîtier standard d'afficheur LED. LeDessin des dimensions du boîtierest référencé, toutes les dimensions étant fournies en millimètres avec des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Ce dessin est essentiel pour la conception de l'empreinte PCB, garantissant un placement correct des trous, la taille des pastilles et l'espacement des composants. LaTable de connexion des brochesfournit la définition critique de l'interface. Il s'agit d'une configuration à 10 broches : la broche 5 est la cathode commune pour le Chiffre 2, la broche 10 est la cathode commune pour le Chiffre 1, et les broches 1, 3, 4, 6, 7, 8 et 9 sont les anodes pour les segments G, A, F, D, E, C et B, respectivement. La broche 2 est indiquée comme "Pas de broche", indiquant qu'il s'agit d'un emplacement mécanique ou d'une broche non connectée. LeSchéma de circuit interneconfirme visuellement l'architecture duplex à cathode commune, montrant comment les segments correspondants des deux chiffres (par exemple, le segment "A" du chiffre 1 et du chiffre 2) sont connectés en interne à une seule broche d'anode, ce qui est standard pour les afficheurs multiplexés.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le respect de la limite deTempérature de soudurespécifiée (260°C max pendant 3 secondes) est primordial. Cela s'applique généralement aux procédés de soudure à la vague. Pour la soudure par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de crête ne dépassant pas 260°C doit être utilisé, en veillant à ce que le temps au-dessus du liquidus soit contrôlé. Une exposition prolongée à des températures élevées peut provoquer la rupture des fils de liaison internes, la fissuration de l'époxy ou la dégradation des propriétés optiques de la puce LED. Il est recommandé d'éviter les contraintes mécaniques sur les broches lors de l'insertion. Le dispositif doit être stocké dans son sac d'origine barrière à l'humidité jusqu'à son utilisation pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" pendant la soudure.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour toute application nécessitant une lecture numérique compacte, lumineuse et fiable. Les utilisations courantes incluent : les multimètres numériques et équipements de test, les contrôleurs et minuteries de processus industriels, les afficheurs de dispositifs médicaux, les indicateurs de tableau de bord automobile (pour des informations non critiques), les appareils électroménagers (fours, micro-ondes, machines à laver) et les équipements commerciaux comme les caisses enregistreuses ou les balances.

7.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Une résistance de limitation de courant en série doit être utilisée pour chaque anode ou un circuit pilote à courant constant doit être mis en œuvre. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe (utiliser la valeur max pour le calcul du pire cas de courant) et IF est le courant direct souhaité.

Multiplexage :La conception duplex à cathode commune est destinée à un fonctionnement multiplexé. En activant séquentiellement une cathode (chiffre) à la fois et en présentant les données de segment pour ce chiffre sur les lignes d'anode, plusieurs chiffres peuvent être contrôlés avec un nombre réduit de broches d'E/S d'un microcontrôleur. Le courant de crête nominal permet des courants pulsés plus élevés pour compenser le cycle de service réduit, maintenant ainsi la luminosité perçue.

Angle de vision :La caractéristique de large angle de vision garantit que l'afficheur reste lisible depuis diverses positions, ce qui est important pour les dispositifs montés sur panneau.

8. Comparaison technique

Le principal facteur de différenciation du LTD-322JG est son utilisation de la technologieAlInGaPpour l'émission verte. Comparée aux technologies plus anciennes comme le Phosphure de Gallium (GaP), l'AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage. La conception fond noir/segments blancs offre un contraste supérieur par rapport aux afficheurs avec des fonds diffus ou gris. La hauteur de chiffre de 0,3 pouce est une taille standard, mais sa combinaison spécifique de haute luminosité, de contraste et d'efficacité AlInGaP peut offrir un avantage par rapport aux afficheurs de taille similaire utilisant des matériaux semi-conducteurs moins avancés.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quel est le but de la connexion "Pas de broche" ?

R : La broche 2 est physiquement présente mais électriquement déconnectée. Elle sert probablement de clé mécanique pour assurer une orientation correcte lors de l'insertion automatisée ou pour fournir une symétrie structurelle.

Q : Comment puis-je obtenir différents niveaux de luminosité ?

R : La luminosité est principalement contrôlée par le courant direct (IF). Vous pouvez ajuster la valeur de la résistance de limitation de courant ou utiliser un signal MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) sur l'anode ou la cathode. La MLI est très efficace car elle maintient la relation optimale tension/courant directe tout en modulant le cycle de service.

Q : Puis-je connecter les deux cathodes communes ensemble ?

R : Non, elles doivent être contrôlées séparément pour un multiplexage correct. Les connecter ensemble ferait afficher simultanément le même motif de segment sur les deux chiffres, ce qui irait à l'encontre de l'objectif d'un afficheur duplex.

Q : Que signifie le Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse de 2:1 pour ma conception ?

R : Il garantit que tous les segments d'un dispositif auront une luminosité raisonnablement uniforme. Vous n'avez pas besoin de concevoir des ajustements de courant individuels pour chaque segment pour compenser de grandes variations intrinsèques.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Imaginez la conception d'un simple compteur à deux chiffres utilisant un microcontrôleur. Le microcontrôleur aurait 7 broches d'E/S connectées aux anodes de segment (A-G) et 2 broches d'E/S connectées aux cathodes de chiffre (via des transistors NPN ou des MOSFET pour l'absorption de courant). Le micrologiciel implémenterait une routine de multiplexage : activer le transistor pour le Chiffre 1, envoyer le motif de segment pour le premier chiffre sur les broches d'anode, attendre un court intervalle (par exemple, 5 ms), puis désactiver le Chiffre 1, activer le Chiffre 2, envoyer le motif pour le deuxième chiffre, et répéter. Le courant pour chaque segment serait défini par une seule résistance de limitation de courant sur la ligne d'anode commune (si une alimentation positive commune est utilisée) ou par des résistances individuelles sur chaque broche du microcontrôleur, calculées en fonction du courant moyen souhaité et en tenant compte du cycle de service de 1/2 dans cet exemple à deux chiffres.

11. Introduction au principe

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescencedans une jonction p-n semi-conductrice. Le matériau AlInGaP est un semi-conducteur à bande interdite directe. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la région n et les trous de la région p sont injectés à travers la jonction. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des atomes d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce cas, la composition est ajustée pour émettre des photons avec une longueur d'onde d'environ 571-572 nm, perçue comme de la lumière verte. Le substrat non transparent en GaAs aide à diriger davantage de la lumière générée vers le haut du dispositif, améliorant ainsi l'efficacité externe.

12. Tendances de développement

Dans le domaine des LED d'indication et d'affichage, les tendances actuelles incluent :Augmentation de l'efficacité :Améliorations continues de la science des matériaux (par exemple, des structures épitaxiales plus avancées) pour extraire plus de lumière par unité de puissance électrique d'entrée.Miniaturisation :Développement d'afficheurs avec des hauteurs de chiffre plus petites ou des densités de pixels plus élevées pour les appareils portables.Intégration :Combinaison de l'afficheur LED avec des circuits intégrés pilotes et des contrôleurs dans des solutions de modules plus complètes pour simplifier la conception de l'utilisateur final.Expansion des couleurs :Bien qu'il s'agisse d'un dispositif monochrome vert, il existe une tendance générale vers les matrices et afficheurs LED adressables en couleur complète. Pour les afficheurs sept segments standard, l'accent reste sur la fiabilité, la réduction des coûts et l'obtention de luminosités et de rapports de contraste encore plus élevés pour les applications lisibles en plein soleil.