Fiche technique de l'afficheur LED LTD-323JD - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Rouge Hyper 650nm - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-323JD est un module d'affichage numérique haute performance d'une hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm). Il est conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs, lumineux et fiables. L'appareil présente un fond noir avec des segments blancs, offrant un excellent contraste pour une apparence optimale des caractères et de larges angles de vision. Sa construction à semi-conducteurs garantit une fiabilité à long terme dans divers environnements de fonctionnement.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cet afficheur incluent sa haute luminosité, son rapport de contraste élevé et sa faible consommation d'énergie. L'utilisation de puces LED Rouge Hyper AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) sur un substrat GaAs non transparent est la clé de ses performances, offrant une efficacité lumineuse et une pureté de couleur supérieures par rapport aux technologies plus anciennes. Cela le rend adapté à un large éventail d'applications, notamment l'instrumentation industrielle, les équipements de test et de mesure, les appareils électroménagers, les tableaux de bord automobiles (affichages secondaires) et les terminaux de point de vente où une indication numérique claire et économe en énergie est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. La longueur d'onde d'émission de crête typique (λp) est de 650 nm, ce qui se situe dans le spectre du rouge hyper. La longueur d'onde dominante (λd) est spécifiée à 639 nm. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant une bande passante spectrale relativement étroite qui contribue à la pureté de la couleur. L'intensité lumineuse moyenne (Iv) varie d'un minimum de 200 μcd à un maximum de 600 μcd dans une condition de test de 1mA de courant direct. Un rapport d'appariement d'intensité lumineuse de 2:1 (max) assure une uniformité raisonnable entre les segments. Il est important de noter que l'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui se rapproche de la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que les valeurs sont pertinentes pour la perception humaine.

2.2 Paramètres électriques

Le paramètre électrique clé est la tension directe (Vf) par segment, qui a une valeur typique de 2,6V à un courant direct (If) de 20mA. La valeur minimale est de 2,1V. Le courant inverse (Ir) par segment est d'un maximum de 100 μA lorsqu'une tension inverse (Vr) de 5V est appliquée. Ces paramètres sont essentiels pour concevoir le circuit de limitation de courant approprié et assurer une polarisation correcte des LED.

3. Valeurs maximales absolues et considérations thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct continu par segment est de 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C. Cela signifie que le courant continu admissible diminue à mesure que la température ambiante augmente. Le courant direct de crête par segment est de 90 mA, mais uniquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). La dissipation de puissance maximale par segment est de 70 mW. L'appareil peut fonctionner et être stocké dans une plage de température de -35°C à +85°C. Pour le montage, la température maximale de soudure est de 260°C pendant un maximum de 3 secondes à 1,6 mm en dessous du plan d'assise, ce qui correspond à un profil de refusion standard.

4. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que l'appareil est catégorisé selon l'intensité lumineuse. Cela implique un système de classement où les unités sont triées et vendues en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard (probablement 1mA). Les classes sont définies par des valeurs d'intensité minimale et maximale (par exemple, 200-300 μcd, 300-400 μcd, etc.). Les concepteurs doivent spécifier la classe requise ou être conscients des variations potentielles d'intensité lors de l'approvisionnement en composants pour des applications nécessitant une luminosité uniforme sur plusieurs afficheurs. La fiche technique ne spécifie pas de classement par tension ou longueur d'onde pour cette référence.

5. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour un tel dispositif incluraient :

• Courbe IV (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La tension de seuil (où le courant commence à augmenter significativement) est typiquement autour de 1,8-2,0V pour les LED rouges AlInGaP.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Une relation généralement linéaire aux courants plus faibles, pouvant saturer aux courants plus élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la diminution du flux lumineux à mesure que la température de jonction augmente. Les LED AlInGaP ont typiquement un coefficient de température négatif pour l'intensité lumineuse.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~650nm et la demi-largeur spectrale.

Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions de fonctionnement non standard et pour optimiser le circuit d'attaque pour l'efficacité et la longévité.

6. Informations mécaniques et de boîtier

L'appareil est fourni dans un boîtier standard d'afficheur LED. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. L'empreinte exacte et l'espacement des broches sont définis dans le dessin du boîtier, ce qui est crucial pour la conception du PCB (Carte de Circuit Imprimé). L'arrangement des segments est continu et uniforme.

6.1 Configuration des broches et identification de la polarité

Le LTD-323JD a une configuration à anode commune duplex. Cela signifie qu'il y a deux broches d'anode commune (une pour chaque chiffre dans un boîtier multi-chiffres ; pour un chiffre unique, une seule peut être utilisée). Le brochage est le suivant : La broche 5 est l'anode commune pour le chiffre 2, et la broche 10 est l'anode commune pour le chiffre 1. Les cathodes des segments sont connectées aux broches : A (broche 3), B (broche 9), C (broche 8), D (broche 6), E (broche 7), F (broche 4) et G (broche 1). La broche 2 est indiquée comme \"Pas de broche\". L'identification correcte des broches anode et cathode est vitale pour éviter la polarisation inverse des LED.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le paramètre de soudure clé fourni est la température maximale admissible de 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1,6 mm en dessous du plan d'assise. Ceci est compatible avec les profils de soudure par refusion sans plomb standard. Les concepteurs doivent s'assurer que le profil thermique pendant l'assemblage ne dépasse pas cette limite pour éviter d'endommager le boîtier en époxy ou les liaisons internes. Les précautions de manipulation standard pour les dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées. Le stockage doit se faire dans la plage spécifiée de -35°C à +85°C dans un environnement sec.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Idéal pour tout appareil nécessitant un affichage numérique lumineux et clair. Exemples : multimètres numériques, fréquencemètres, radios-réveils, minuteries d'appareils électroménagers, contrôleurs CVC, affichages de dispositifs médicaux et moniteurs de processus industriels.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série (ou un pilote à courant constant) pour chaque segment ou anode commune pour définir le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (Vcc), de la tension directe typique (Vf ~2,6V) et du courant souhaité (par exemple, 10-20mA). R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexage :Pour les afficheurs multi-chiffres, un schéma d'attaque multiplexé est courant pour réduire le nombre de broches. Les anodes communes sont commutées séquentiellement tandis que les données de segment correspondantes sont appliquées. Assurez-vous que le courant de crête dans ce schéma ne dépasse pas la valeur maximale absolue.
• Angle de vision :Le large angle de vision est bénéfique, mais considérez la ligne de visée de l'utilisateur prévu lors de la conception mécanique.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une ventilation adéquate dans les espaces clos, surtout lors d'un fonctionnement près des valeurs maximales absolues ou à des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), la LED Rouge Hyper AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, ce qui se traduit par une plus grande luminosité pour le même courant d'attaque. Elle offre également une meilleure saturation des couleurs (rouge plus pur) et a généralement une durée de vie opérationnelle plus longue. Comparée aux LED blanches utilisées avec des filtres pour des affichages rouges, la LED Rouge Hyper est plus efficace car elle émet directement la couleur souhaitée, éliminant les pertes par filtre.

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

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

R : Il s'agit typiquement d'une position de broche inutilisée dans le boîtier, souvent incluse pour la symétrie mécanique ou parce que le moule du boîtier est utilisé pour plusieurs variantes de dispositifs avec des brochages différents. Elle ne doit pas être connectée dans le circuit.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement avec une broche de microcontrôleur 5V ?

R : Non. La tension directe n'est que d'environ 2,6V. Connecter directement 5V provoquerait un courant excessif, détruisant la LED. Une résistance de limitation de courant est obligatoire.

Q : Que signifie \"catégorisé pour l'intensité lumineuse\" pour ma conception ?

R : Cela signifie que les afficheurs de différents lots de production peuvent avoir des niveaux de luminosité légèrement différents. Si l'uniformité visuelle entre plusieurs unités est critique (par exemple, dans un panneau multi-chiffres), vous devez spécifier un code de classe serré ou mettre en œuvre un calibrage logiciel de la luminosité.

Q : Cet afficheur est-il adapté à une utilisation en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement s'étend de -35°C à +85°C, ce qui couvre de nombreux environnements. Cependant, pour une exposition directe au soleil, considérez le potentiel de dégradation UV de l'époxy et assurez-vous que la luminosité est suffisante pour une lisibilité en plein jour. Un revêtement de protection conformal peut être nécessaire pour la protection contre l'humidité.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un simple compteur à deux chiffres utilisant le LTD-323JD, piloté par un microcontrôleur 3,3V.

Mise en œuvre :Utilisez une technique de multiplexage. Connectez les deux broches d'anode commune (Chiffre 1 et Chiffre 2) à deux broches GPIO du microcontrôleur configurées comme sorties à drain/source ouverts. Connectez les sept cathodes de segment (A-G) à sept autres broches GPIO via des résistances de limitation de courant individuelles de 33Ω (calculées pour ~20mA : R = (3,3V - 2,6V) / 0,02A = 35Ω ; 33Ω est une valeur standard). Le logiciel activerait alternativement une anode commune à la fois, tout en définissant les broches de segment pour le chiffre à afficher. La fréquence de rafraîchissement doit être supérieure à 60 Hz pour éviter un scintillement visible.

12. Introduction au principe

L'appareil fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant l'énergie de la bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la structure à puits quantiques multiples AlInGaP), libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphure détermine l'énergie de la bande interdite, et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge hyper à 650 nm. Le substrat GaAs non transparent absorbe la lumière parasite, améliorant le contraste.

13. Tendances de développement

La tendance dans la technologie des afficheurs LED continue vers une efficacité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une intégration accrue. Bien que les afficheurs 7 segments discrets comme le LTD-323JD restent pertinents pour des applications spécifiques, il y a une évolution vers les afficheurs OLED à matrice de points et micro-LED pour des graphiques plus complexes et une plus grande flexibilité. Cependant, pour les affichages numériques simples, à haute fiabilité et haute luminosité, les afficheurs LED à base d'AlInGaP et les plus récents à base d'InGaN continueront d'être largement utilisés en raison de leur robustesse, de leur longue durée de vie et de leur rentabilité en production de volume. Les progrès dans le packaging pourraient conduire à des profils encore plus fins et des angles de vision plus larges.