Fiche technique de l'afficheur LED LTS-3403JS - Hauteur de chiffre 0,8 pouce - Jaune AlInGaP - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 40mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-3403JS est un module d'affichage alphanumérique monochrome sept segments conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire et lumineuse. Sa fonction principale est de représenter visuellement les chiffres (0-9) et certains caractères limités par l'illumination sélective de ses segments LED individuels. La technologie de base repose sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP), conçu pour émettre de la lumière dans la région des longueurs d'onde jaunes. Ce choix de matériau spécifique offre un équilibre entre efficacité, luminosité et pureté de couleur. L'appareil est classé comme étant de type à cathode commune, ce qui signifie que les cathodes (bornes négatives) des segments LED sont connectées ensemble en interne, simplifiant le circuit de pilotage lors de l'utilisation de pilotes à courant de puits. La conception physique présente un cadran gris clair avec des contours de segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité lorsque les segments sont allumés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance de l'appareil dans des conditions spécifiées.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces paramètres définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents à l'appareil peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une performance fiable.

• Dissipation de puissance par segment :40 mW. C'est la quantité maximale de puissance électrique pouvant être convertie en chaleur et en lumière par un seul segment sans risque d'endommagement.
• Courant direct de crête par segment :60 mA. Ce courant n'est autorisé qu'en conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est utilisé pour des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Cette valeur diminue linéairement à un taux de 0,33 mA/°C lorsque la température ambiante (Ta) dépasse 25°C, un processus appelé déclassement thermique.
• Tension inverse par segment :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +85°C. L'appareil est conçu pour fonctionner et être stocké dans cette plage de température environnementale.
• Température de soudure :Maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du composant pendant la soudure à la vague ou par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C dans les conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :Varie de 320 μcd (min) à 700 μcd (max), avec une valeur typique implicite, lorsqu'il est piloté par un courant direct (I_F) de 1 mA par segment. C'est une mesure de la luminosité perçue de la sortie lumineuse.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :588 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est la plus grande, définissant la couleur jaune.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une couleur jaune plus monochromatique (pure).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :587 nm (typique). C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain, correspondant étroitement à la longueur d'onde de crête.
• Tension directe par segment (V_F) :Varie de 2,05 V (min) à 2,6 V (max) à I_F= 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 μA (max) lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5 V est appliquée.
• Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse (I_V-m) :2:1 (max). Ceci spécifie la variation de luminosité maximale admissible entre différents segments d'un même chiffre ou entre chiffres, assurant une apparence uniforme.

Note sur la mesure :L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui approxime la sensibilité spectrale photopique (adaptée à la lumière du jour) de l'œil humain, telle que définie par la CIE (Commission Internationale de l'Éclairage).

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que l'appareil est "Classé pour l'intensité lumineuse." Cela fait référence à un processus de tri post-production appelé "binning". Lors de la fabrication, de légères variations dans la croissance épitaxiale et le traitement du matériau AlInGaP peuvent entraîner des différences dans des paramètres clés comme la tension directe (V_F) et l'intensité lumineuse (I_V). Pour garantir une cohérence pour l'utilisateur final, les unités fabriquées sont testées et triées dans des "bacs" ou groupes spécifiques basés sur ces valeurs mesurées. Pour le LTS-3403JS, le critère principal de classement est l'intensité lumineuse à 1 mA, comme en témoignent les valeurs min (320 μcd) et max (700 μcd) spécifiées. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces d'un bac d'intensité spécifique si leur application nécessite des niveaux de luminosité parfaitement assortis sur plusieurs afficheurs.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des "Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques". Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour de tels appareils incluent généralement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation exponentielle. La courbe indiquera la V_Ftypique à des courants de pilotage courants comme 1 mA et 20 mA.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement, avant de potentiellement saturer à des courants très élevés.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Illustre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un facteur critique pour la gestion thermique dans les applications à haute luminosité ou haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~588 nm et la demi-largeur, confirmant l'émission de couleur jaune.

Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs modélisent le comportement de l'afficheur dans différentes conditions de fonctionnement non explicitement couvertes dans le tableau.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'appareil a un contour physique défini. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres (mm) avec une tolérance standard de ±0,25 mm (0,01 pouce) sauf indication contraire sur le dessin dimensionnel. La caractéristique clé est la hauteur de chiffre de 0,8 pouce, ce qui correspond à 20,32 mm, définissant la taille des caractères.

5.2 Configuration des broches et circuit interne

Le LTS-3403JS est logé dans un boîtier à 18 broches. Le brochage est le suivant : Les broches 4, 6, 12 et 17 sont les Anodes Communes. Les cathodes de segment sont attribuées à des broches spécifiques : A(2), B(15), C(13), D(11), E(5), F(3), G(14). De plus, il dispose à la fois de Points Décimaux Gauche (L.D.P, broche 7) et Droit (R.D.P, broche 10). Les broches 1, 8, 9, 16 et 18 sont notées "Sans broche" (probablement non utilisées ou présentes mécaniquement seulement). Le schéma de circuit interne montre une configuration à cathode commune pour les segments du chiffre principal, ce qui signifie que toutes les cathodes de segment sont séparées, et les anodes sont communes. Les points décimaux sont accessibles individuellement.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Les caractéristiques maximales absolues fournissent le paramètre de soudure clé : l'appareil peut supporter une température maximale de 260°C pendant jusqu'à 3 secondes pendant le processus de soudure. Ceci est typique pour les profils de soudure à la vague ou par refusion infrarouge. Il est crucial de ne pas dépasser cette limite thermique pour éviter d'endommager les fils de liaison internes, la puce LED ou le boîtier plastique. Les concepteurs doivent suivre les directives standard JEDEC ou IPC pour la conception de l'empreinte PCB, en assurant une taille et un espacement de pastilles appropriés pour faciliter une bonne formation du joint de soudure et éviter les ponts. L'appareil doit être stocké dans son sac barrière à l'humidité d'origine jusqu'à son utilisation pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" (fissuration du boîtier) pendant la refusion.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Le LTS-3403JS convient à un large éventail d'applications nécessitant des affichages numériques clairs et fiables, y compris :

• Équipements de test et de mesure :Multimètres, compteurs de fréquence, alimentations.
• Contrôles industriels :Compteurs de tableau, indicateurs de processus, affichages de minuteurs.
• Électronique grand public :Équipements audio (amplificateurs, récepteurs), appareils électroménagers.
• Marché secondaire automobile :Jauges et affichages (lorsque les spécifications environnementales sont respectées).
• Appareils portables basse consommation :Là où ses excellentes performances à faible courant (jusqu'à 1mA/segment) constituent un avantage significatif pour l'autonomie de la batterie.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une résistance de limitation de courant en série est obligatoire pour chaque anode commune ou un pilote à courant constant doit être utilisé pour éviter de dépasser le courant continu maximal, d'autant plus que V_Fpeut varier.
• Multiplexage :Pour les afficheurs multi-chiffres, le multiplexage (cyclage rapide de l'alimentation entre les chiffres) est courant pour réduire le nombre de broches et la consommation. La conception à cathode commune du LTS-3403JS s'y prête bien. Le courant de crête nominal (60mA) permet des courants pulsés plus élevés pendant le multiplexage pour obtenir une luminosité perçue.
• Angle de vision :La caractéristique de "large angle de vision" est bénéfique pour les applications où l'afficheur peut être vu depuis des positions hors axe.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsqu'il est piloté à des courants plus élevés, il convient de prêter attention à la courbe de déclassement pour le courant continu.

8. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux avantages différenciants du LTS-3403JS basés sur sa fiche technique sont :

• Matériau (AlInGaP) :Comparé aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure et une meilleure stabilité thermique, résultant en une sortie plus lumineuse et plus constante.
• Fonctionnement à faible courant :Sa caractérisation et ses tests pour d'excellentes performances à des courants aussi bas que 1 mA par segment le distinguent pour les applications ultra-basse consommation où d'autres afficheurs pourraient être ternes ou instables.
• Homogénéité des segments :L'appareil est testé pour l'homogénéité des segments, assurant une luminosité uniforme sur tous les segments d'un chiffre, ce qui est critique pour une apparence de qualité professionnelle.
• Boîtier à contraste élevé :Le cadran gris clair avec des segments blancs fournit un contraste élevé même hors tension, améliorant la lisibilité globale.

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

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

A : Non. La tension directe typique est de 2,05-2,6V. Le connecter directement à 5V sans résistance de limitation de courant provoquerait un courant excessif, détruisant la LED. Une résistance en série doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation (par ex., 5V), de la V_F de la LED, et du I_F.

souhaité. Q : Quelle est la différence entre "Longueur d'onde de crête" et "Longueur d'onde dominante" ? A : La longueur d'onde de crête est le pic physique du spectre de lumière émis. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la lumière. Pour une source monochromatique comme cette LED jaune, elles sont très proches (587nm vs 588nm).

Q : Le courant continu maximal est de 25mA, mais la condition de test pour V

est de 20mA. Lequel dois-je utiliser pour la conception ? A : 20mA est une condition de test standard et un point de fonctionnement courant pour une bonne luminosité. Vous pouvez concevoir pour 20mA. Le 25mA nominal est le maximum absolu ; concevoir près de cette limite sans considération thermique n'est pas conseillé pour une fiabilité à long terme._FQ : Comment utiliser les points décimaux gauche et droit ?

A : Ce sont des LED indépendantes. La broche 7 (L.D.P) est la cathode du point décimal gauche, et la broche 10 (R.D.P) est celle du droit. Pour en allumer un, vous devez connecter sa broche de cathode à la masse (via une résistance) et fournir la tension à l'une des anodes communes (broches 4, 6, 12, 17).

10. Exemple pratique de conception

Scénario :

Conception d'un affichage voltmètre à un chiffre alimenté par une source 5V, visant un courant de segment de 10 mA pour une luminosité adéquate.

Configuration du circuit :Utiliser une configuration à cathode commune. Connecter toutes les cathodes de segment (A-G, DP) à des broches d'E/S individuelles d'un microcontrôleur via des résistances de limitation de courant. Connecter les quatre anodes communes (broches 4, 6, 12, 17) ensemble au rail d'alimentation 5V.

1. Calcul de la résistance :En supposant un V
2. au pire cas de 2,6V à 10mA. Valeur de la résistance R = (Valim_F - V_{) / I} = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Une résistance standard de 220 ou 270 Ohm serait appropriée. La dissipation de puissance dans la résistance P = I_F² * R = (0,01)² * 240 = 0,024W, donc une résistance standard 1/4W convient._FInterface microcontrôleur :²Pour afficher un nombre (par ex., '7'), le microcontrôleur mettrait ses broches connectées aux segments A, B et C à un niveau logique BAS (puits de courant), tout en gardant les autres HAUT. Cela complète le circuit depuis le 5V (anode) à travers la LED et la résistance vers la masse du microcontrôleur, allumant les segments A, B et C.²Extension par multiplexage :
3. Pour un affichage à 4 chiffres, vous auriez quatre unités LTS-3403JS. Connectez toutes les cathodes de segment correspondantes ensemble (toutes les broches 'A' ensemble, etc.). Les anodes communes de chaque afficheur seraient contrôlées séparément par un interrupteur à transistor. Le microcontrôleur active rapidement un chiffre à la fois tout en sortant le motif de segment pour ce chiffre. La persistance rétinienne fait apparaître tous les chiffres allumés simultanément.11. Principe de fonctionnement
4. Le LTS-3403JS fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Le matériau actif est l'AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction (environ 2V) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) des photons émis - dans ce cas, la lumière jaune autour de 587-588 nm. Chaque segment du chiffre est une LED séparée avec sa propre jonction p-n. La configuration à cathode commune signifie que le côté n (cathode) de toutes ces jonctions pour le chiffre principal est connecté en interne, tandis que les côtés p (anodes) sont séparés pour un contrôle individuel des segments.12. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs LED sept segments discrets comme le LTS-3403JS restent pertinents pour des applications spécifiques en raison de leur simplicité, haute luminosité et robustesse, les tendances technologiques plus larges en matière d'affichage ont évolué. Pour les informations alphanumériques ou graphiques complexes, les afficheurs LED à matrice de points, les OLED et les LCD sont maintenant prédominants en raison de leur flexibilité. Cependant, dans la niche des indicateurs numériques simples à haute luminosité et basse consommation, les technologies AlInGaP et surtout les nouvelles technologies AllnGaP-sur-GaP (substrat transparent) continuent d'offrir une efficacité et une luminosité supérieures aux matériaux plus anciens. La tendance pour ces afficheurs discrets va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par mA), des tensions de fonctionnement plus basses, et potentiellement des boîtiers uniques multicolores ou compatibles RVB, bien que les afficheurs monochromes comme celui-ci persisteront pour les applications sensibles au coût et critiques en fiabilité où leurs avantages spécifiques sont primordiaux.

The LTS-3403JS operates on the principle of electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The active material is AlInGaP. When a forward voltage exceeding the junction's threshold (approximately 2V) is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. When these charge carriers recombine, they release energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlInGaP alloy determines the bandgap energy, which directly dictates the wavelength (color) of the emitted photons—in this case, yellow light around 587-588 nm. Each segment of the digit is a separate LED with its own p-n junction. The common cathode configuration means the n-side (cathode) of all these junctions for the main digit are connected internally, while the p-sides (anodes) are separate for individual segment control.

. Technology Trends

While discrete seven-segment LED displays like the LTS-3403JS remain relevant for specific applications due to their simplicity, high brightness, and robustness, broader display technology trends have shifted. For complex alphanumeric or graphical information, dot-matrix LED displays, OLEDs, and LCDs are now predominant due to their flexibility. However, in the niche of high-brightness, low-power, simple numeric indicators, AlInGaP and especially newer AllnGaP-on-GaP (transparent substrate) technologies continue to offer superior efficiency and brightness compared to older materials. The trend in such discrete displays is towards higher efficiency (more light per mA), lower operating voltages, and potentially multi-color or RGB-capable single packages, although monochromatic displays like this one will persist for cost-sensitive and reliability-critical applications where their specific advantages are paramount.