Fiche technique de l'afficheur LED LTC-3743KG - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Vert AlInGaP - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-3743KG est un module d'afficheur numérique LED quadruple conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux. Il présente une hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,4 mm), ce qui le rend adapté aux affichages de taille moyenne dans divers équipements électroniques. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière verte. Ce système de matériaux est reconnu pour son haut rendement et ses bonnes performances dans une gamme de conditions de fonctionnement. L'afficheur possède un fond noir avec des segments blancs, offrant un contraste élevé pour une excellente lisibilité. Il est construit selon une configuration multiplexée à cathode commune, une configuration standard pour les afficheurs multi-chiffres permettant de minimiser le nombre de broches de pilotage requises.

1.1 Caractéristiques principales

• Hauteur de chiffre de 0,3 pouce :Offre une taille de caractère claire et facilement lisible.
• Segments continus et uniformes :Garantit un aspect visuel cohérent et professionnel sur tous les chiffres.
• Faible consommation d'énergie :Conçu pour un fonctionnement économe en énergie, adapté aux appareils alimentés par batterie ou à faible puissance.
• Excellente apparence des caractères :Contraste élevé entre le fond noir et les segments blancs éclairés.
• Luminosité et contraste élevés :Les puces AlInGaP délivrent une forte intensité lumineuse, visible même dans des environnements bien éclairés.
• Angle de vision large :Permet de lire l'afficheur depuis un large éventail d'angles sans perte significative de luminosité ou de clarté.
• Fiabilité de l'état solide :Les LED offrent une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations par rapport à d'autres technologies d'affichage.
• Boîtier sans plomb :Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), le rendant adapté à la fabrication électronique moderne.

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-3743KG désigne spécifiquement un afficheur vert AlInGaP, multiplexé à cathode commune, avec une configuration de point décimal à droite. Cette convention de nommage aide à identifier la technologie exacte, la configuration électrique et la variante mécanique.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW. C'est la puissance maximale pouvant être dissipée en toute sécurité par un segment LED individuel.
• Courant direct de crête par segment :60 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Il est nettement supérieur au courant continu nominal.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant diminue linéairement à un taux de 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante dépasse 25°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal autorisé serait d'environ : 25 mA - (0,28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 8,2 mA.
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +105°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-35°C à +105°C.
• Conditions de soudure :Le dispositif peut supporter un soudage à la vague avec la pointe de soudure à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) sous le plan d'assise pendant 3 secondes à 260°C. La température de l'unité elle-même pendant l'assemblage ne doit pas dépasser sa température maximale nominale.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

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

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :200 - 630 ucd (microcandelas) à un courant direct (IF) de 1 mA. Cette large plage indique un processus de tri pour la luminosité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :571 nm (typique) à IF=20mA. C'est la longueur d'onde à laquelle l'intensité de la lumière émise est la plus élevée.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (typique) à IF=20mA. Cela mesure l'étalement des longueurs d'onde émises ; une valeur plus petite indique une lumière plus monochromatique (couleur pure).
• Longueur d'onde dominante (λd) :572 nm (typique) à IF=20mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond le mieux à la couleur de la lumière.
• Tension directe par puce (VF) :2,05V (Min), 2,6V (Typ), avec une tolérance de ±0,1V à IF=20mA. C'est un paramètre critique pour la conception du circuit de pilotage.
• Courant inverse par segment (IR) :100 µA (Max) à une tension inverse (VR) de 5V. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; le fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :2:1 (Max) pour des zones lumineuses similaires à IF=10mA. Cela spécifie la variation de luminosité maximale autorisée entre les segments pour garantir un aspect uniforme.
• Diaphonie :≤2,5%. Cela mesure l'illumination non désirée d'un segment non sélectionné lorsqu'un autre est piloté, qui doit être minimale.

3. Informations mécaniques et de boîtier

L'afficheur est fourni dans un boîtier traversant DIP (Dual In-line Package) standard. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La tolérance générale est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm.
• Des limites sont imposées sur les corps étrangers (≤10 mil), la flexion (≤1% de la longueur du réflecteur), les bulles dans les segments (≤10 mil) et la contamination par l'encre sur la surface (≤20 mil) pour garantir la qualité optique.

4. Brochage et circuit interne

Le dispositif comporte 24 broches. Le circuit interne est une configuration multiplexée à cathode commune. Cela signifie que les cathodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble (formant les lignes de sélection de chiffre), tandis que les anodes pour chaque type de segment (A, B, C, D, E, F, G, DP) sont connectées à travers tous les chiffres. Pour illuminer un segment spécifique sur un chiffre spécifique, la cathode du chiffre correspondant est mise à la masse (mise à la terre) tandis que l'anode du segment correspondant est mise à un potentiel élevé (avec une résistance de limitation de courant). La table de brochage définit clairement la fonction de chaque broche, y compris les anodes pour les segments, les cathodes pour les chiffres, et les connexions pour les fonctionnalités spéciales comme les points décimaux (DP1, DP2, DP3) et autres indicateurs (UDP, LC, L1, L2, L3).

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-Tension) :Montre la relation entre le courant direct et la tension directe, qui est non linéaire. Ceci est essentiel pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• 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.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction de la LED augmente. Cela souligne l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique traçant l'intensité lumineuse en fonction de la longueur d'onde, montrant les longueurs d'onde de crête et dominante ainsi que la demi-largeur spectrale.

6. Directives de soudure, assemblage et stockage

6.1 Précautions d'application

Ce sont des directives critiques pour un fonctionnement fiable :

• Utilisation prévue :Pour les équipements électroniques ordinaires. Consultez le fabricant pour les applications critiques pour la sécurité (aéronautique, médical, etc.).
• Conformité aux caractéristiques :Le respect des Caractéristiques Maximales Absolues est obligatoire pour éviter les dommages.
• Courant et température :Dépasser le courant de pilotage recommandé ou la température de fonctionnement entraîne une dégradation rapide de la lumière ou une défaillance.
• Protection du circuit :Le circuit de pilotage doit protéger contre les tensions inverses et les transitoires de tension pendant les cycles d'alimentation.
• Pilotage à courant constant :Recommandé pour une luminosité et une longévité constantes, car la luminosité de la LED est fonction du courant, et non de la tension.
• Plage de tension directe :Le circuit de pilotage doit s'adapter à toute la plage VF (2,05V à 2,7V) pour garantir que le courant cible est toujours délivré.
• Déclassement thermique :Le courant de fonctionnement doit être choisi en fonction de la température ambiante maximale attendue, en utilisant la courbe de déclassement.
• Éviter la polarisation inverse :Peut provoquer une migration de métal, augmentant les fuites ou causant des courts-circuits.
• Éviter les chocs thermiques :Les changements rapides de température dans des environnements humides peuvent provoquer de la condensation.
• Manutention mécanique :Évitez d'appliquer une force anormale sur le corps de l'afficheur.
• Application de film :Si vous utilisez un film/revêtement sensible à la pression, évitez qu'il soit en contact direct avec un panneau avant pour éviter tout déplacement.
• Tri pour multi-afficheurs :Lors de l'utilisation de plusieurs afficheurs dans un même assemblage, sélectionnez des unités du même lot de luminosité/couleur pour éviter un aspect inégal.

6.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour prévenir l'oxydation des broches et maintenir la soudabilité.

• Condition standard (dans l'emballage d'origine) :5°C à 30°C, en dessous de 60% d'Humidité Relative (HR).
• Conséquences d'un stockage inapproprié :Une oxydation des broches peut survenir, nécessitant un replaquage avant utilisation.
• Gestion des stocks :Consommez les afficheurs rapidement ; évitez le stockage à long terme de grandes quantités.
• Sensibilité à l'humidité :Si le produit n'est pas dans un sac barrière à l'humidité scellé, ou si le sac est ouvert depuis plus de 6 mois, il est recommandé de le cuire à 60°C pendant 48 heures et de terminer l'assemblage dans la semaine.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Le LTC-3743KG est bien adapté pour :

• Les équipements de test et de mesure (multimètres, alimentations).
• Les panneaux de contrôle industriel et les indicateurs de processus.
• L'électronique grand public comme les amplificateurs audio, les radios-réveils ou les appareils électroménagers.
• Les terminaux de point de vente et les afficheurs d'information.
• Tout dispositif nécessitant un affichage numérique multi-chiffres clair et fiable.

7.2 Considérations de conception

• Sélection du circuit intégré de pilotage :Utilisez un pilote d'afficheur LED dédié ou un microcontrôleur avec une capacité de courant puits/source suffisante et un support de multiplexage.
• Limitation de courant :Utilisez toujours des résistances en série ou un pilote à courant constant pour chaque ligne d'anode. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (utilisez VF max pour le pire cas de courant) et du courant direct souhaité.
• Fréquence de multiplexage :Choisissez une fréquence de rafraîchissement suffisamment élevée pour éviter le scintillement visible (typiquement >60 Hz). Assurez-vous que le courant de crête en fonctionnement multiplexé ne dépasse pas la caractéristique maximale absolue.
• Conception du circuit imprimé :Assurez des pistes d'alimentation propres vers le pilote d'afficheur pour éviter le bruit. Suivez l'empreinte recommandée du dessin dimensionnel.
• Gestion thermique :Dans les applications à température ambiante élevée, envisagez de réduire le courant de pilotage ou d'améliorer la ventilation pour rester dans les limites de courant déclassé.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le LTC-3743KG, basé sur la technologie AlInGaP, offre des avantages distincts :

• Par rapport aux LED vertes GaP (Phosphure de Gallium) traditionnelles :L'AlInGaP offre généralement une luminosité et un rendement plus élevés, une meilleure stabilité thermique et une couleur verte plus saturée.
• Par rapport aux LED bleues/blanches avec phosphore :Il s'agit d'une LED verte à émission directe, elle ne souffre donc pas de la dégradation du phosphore dans le temps et offre une sortie spectrale pure sans le large spectre des LED blanches à conversion de phosphore.
• Par rapport aux afficheurs plus grands/plus petits :La hauteur de chiffre de 0,3 pouce offre un équilibre entre lisibilité et compacité, convenant aux applications où l'espace est un facteur mais où la lisibilité à une distance modérée est requise.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est l'intérêt de la conception multiplexée à cathode commune ?

R : Elle réduit considérablement le nombre de broches nécessaires. Un afficheur 4 chiffres, 7 segments non multiplexé nécessiterait 4*7 + 4 = 32 broches. La version multiplexée utilise 7 lignes de segment + 4 lignes de chiffre + quelques extras = 24 broches, simplifiant le circuit imprimé et le circuit de pilotage.

Q : Comment calculer la valeur de la résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaité. Pour une alimentation de 5V, un VF max de 2,7V et un courant souhaité de 10mA : R = (5V - 2,7V) / 0,010A = 230 Ohms. Utilisez la valeur standard suivante (par exemple, 220 Ohms) et vérifiez le courant réel.

Q : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé par rapport au pilotage à tension constante ?

R : L'intensité lumineuse de la LED est principalement fonction du courant direct (IF). La tension directe (VF) peut varier d'une unité à l'autre et avec la température. Une source de courant constant garantit une luminosité constante quelles que soient ces variations de VF, tandis qu'une simple résistance avec une alimentation à tension constante entraîne des variations de luminosité.

Q : Que signifie \"Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse 2:1\" ?

R : Cela signifie que le segment le plus lumineux d'un groupe ne doit pas être plus de deux fois plus lumineux que le segment le moins lumineux dans les mêmes conditions de test. Cela garantit l'uniformité visuelle sur l'afficheur.

10. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTC-3743KG est basé sur l'électroluminescence des semi-conducteurs. Le matériau AlInGaP forme une jonction p-n. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans l'AlInGaP, cette recombinaison libère principalement de l'énergie sous forme de photons (lumière) dans la gamme de longueurs d'onde verte (~572 nm). La composition spécifique de l'alliage d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore détermine l'énergie de la bande interdite et donc la couleur de la lumière émise. Le fond noir et les segments blancs font partie du système optique du boîtier, conçu pour absorber la lumière ambiante (réduisant les réflexions) et guider efficacement la lumière générée en interne à travers les formes de segment souhaitées, créant un contraste élevé.