Fiche technique de l'afficheur LED LTC-4624JF - Hauteur de chiffre 0,4 pouce - AlInGaP jaune-orange - Tension directe 2,6V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4624JF est un module d'afficheur LED sept segments triple chiffre haute performance, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire. Sa fonction principale est de représenter visuellement des données numériques avec une grande clarté et fiabilité. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de la technologie semi-conductrice avancée AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour les puces LED, ce qui procure une efficacité lumineuse et une pureté de couleur supérieures par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP standard. Le marché cible comprend l'instrumentation industrielle, les équipements de test et de mesure, les systèmes de point de vente, les tableaux de bord automobiles (pour les affichages secondaires ou de rechange), et tout système embarqué nécessitant un affichage numérique compact, lumineux et facile à interfacer.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. Le dispositif utilise des puces AlInGaP sur un substrat GaAs non transparent, émettant dans le spectre jaune-orange. L'Intensité lumineuse moyenne (Iv)est spécifiée d'un minimum de 200 µcd à une valeur typique de 650 µcd pour un courant de test standard de 1mA. Cette luminosité élevée, combinée à un fond gris et des segments blancs, assure un excellent contraste et une apparence des caractères optimale. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λp)est typiquement de 611 nm, avec uneLongueur d'onde dominante (λd)de 605 nm, plaçant fermement la sortie dans la région jaune-orange. LaLargeur à mi-hauteur de la raie spectrale (Δλ)est d'environ 17 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. UnRapport d'homogénéité de l'intensité lumineusede 2:1 (max) assure une uniformité raisonnable de la luminosité des segments sur l'afficheur.

2.2 Paramètres électriques

Les spécifications électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement pour une utilisation fiable. LaTension directe par segment (VF)a une valeur typique de 2,6V pour un courant direct (IF) de 20mA, avec un maximum de 2,6V. LaTension inverse par segmentest nominalement de 5V maximum. LeCourant direct continu par segmentest de 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C pour des températures ambiantes supérieures à 25°C. Pour un fonctionnement en impulsions, unCourant direct de crêtede 90 mA est autorisé sous conditions spécifiques (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). LeCourant inverse par segment (IR)est d'un maximum de 100 µA à la tension inverse maximale de 5V.

2.3 Caractéristiques thermiques et limites absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LaDissipation de puissance par segmentne doit pas dépasser 70 mW. Le dispositif est conçu pour unePlage de température de fonctionnementde -35°C à +85°C, avec unePlage de température de stockageidentique. Pour le montage, la température maximale de soudure est de 260°C pour une durée maximale de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm sous le plan d'assise du composant. Le respect de ces limites est crucial pour la fiabilité à long terme.3. Système de tri et de catégorisationLa fiche technique indique explicitement que le dispositif est

Catégorisé selon l'intensité lumineuse

. Cela signifie que les LED sont triées (binned) en fonction de leur flux lumineux mesuré dans des conditions de test standard (probablement IF=1mA). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec des niveaux de luminosité cohérents pour leur application, évitant des variations notables d'intensité d'affichage entre différentes unités ou lots de production. Bien que le document ne détaille pas de codes de tri spécifiques, cette pratique garantit qu'une intensité lumineuse minimale de 200 µcd est respectée.4. Analyse des courbes de performanceLa fiche technique comprend une section pour les

Courbes caractéristiques électriques / optiques typiques

. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, de tels graphiques illustrent généralement la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF), la relation entre l'intensité lumineuse (Iv) et le courant direct (IF), et comment l'intensité lumineuse varie avec la température ambiante. Ces courbes sont inestimables pour les concepteurs afin d'optimiser le courant de commande pour la luminosité souhaitée tout en gérant la dissipation de puissance et en comprenant les performances dans des conditions de température non standard.5. Informations mécaniques et de boîtier5.1 Dimensions physiques

Le dispositif présente une hauteur de chiffre de 0,4 pouce (10,0 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin détaillé avec toutes les mesures en millimètres. Les tolérances sont généralement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Ces informations sont essentielles pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un bon ajustement dans le boîtier du produit final.

5.2 Brochage et schéma de connexion

Le LTC-4624JF est un afficheur à

anode commune multiplexée

. Il possède 15 broches, bien que toutes ne soient pas utilisées. Le schéma de circuit interne et la table de connexion des broches montrent comment les trois broches d'anode commune (pour le Chiffre 1, le Chiffre 2 et le Chiffre 3) et les 14 cathodes de segment (A, B, C, D, E, F, G, DP, et trois LED séparées L1, L2, L3) sont agencées. Une broche d'anode commune dédiée (broche 14) existe pour les LED séparées (L1, L2, L3). Cette conception multiplexée permet de contrôler 3 chiffres et des indicateurs supplémentaires avec un nombre réduit de broches d'E/S de microcontrôleur.6. Recommandations de soudure et de montageLa recommandation principale fournie est la limite de température de soudure : un maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm sous le plan d'assise. Il s'agit d'un paramètre standard de soudage par refusion. Il est crucial de suivre le profil de refusion recommandé pour les procédés de soudage sans plomb afin d'éviter tout dommage thermique aux puces LED ou au boîtier plastique. Le dispositif doit être stocké dans sa plage de température spécifiée (-35°C à +85°C) dans un environnement sec avant utilisation.

7. Suggestions d'application

7.1 Circuits d'application typiques

En tant qu'afficheur à anode commune multiplexé, il nécessite un circuit de pilotage externe. Typiquement, les broches d'anode commune sont connectées au collecteur (ou drain) de transistors PNP (ou MOSFET à canal P) qui sont commutés par un microcontrôleur. Les broches de cathode de segment sont connectées à des résistances de limitation de courant, puis aux sorties d'un circuit intégré pilote (comme un registre à décalage 74HC595 ou un pilote LED dédié) ou directement aux broches d'un microcontrôleur ayant une capacité de puits de courant suffisante. Le multiplexage est réalisé en activant séquentiellement l'anode commune d'un chiffre à la fois tout en présentant les données de segment pour ce chiffre, en parcourant tous les chiffres suffisamment rapidement pour créer une image persistante (typiquement >60 Hz).

7.2 Considérations de conception

Limitation de courant :

Essentielle pour éviter de dépasser le courant direct continu maximum (25mA/segment). Les résistances doivent être calculées en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (VF) et du courant souhaité.

• Fréquence de multiplexage :Doit être suffisamment élevée pour éviter un scintillement visible. Une fréquence de rafraîchissement de 100-200 Hz par chiffre est courante.
• Courant de crête :Dans une configuration multiplexée, le courant instantané par segment pendant son bref temps d'allumage sera plus élevé que le courant moyen. Assurez-vous que le courant de crête ne dépasse pas la valeur nominale de 90mA pour le cycle de service choisi.
• Angle de vision :Le large angle de vision est bénéfique pour les applications où l'afficheur peut être vu depuis des positions décentrées.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Manipulez-les avec les précautions ESD appropriées pendant l'assemblage.
• 8. Comparaison et différenciation techniqueLe principal facteur de différenciation du LTC-4624JF est son utilisation de la technologie

AlInGaP

. Comparée aux LED rouges GaAsP traditionnelles, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, ce qui signifie une sortie plus lumineuse pour le même courant de commande, ou la même luminosité à puissance inférieure. Elle offre également une meilleure saturation des couleurs et une meilleure stabilité en fonction de la température et de la durée de vie. La conception fond gris/segments blancs améliore le contraste. Sa hauteur de chiffre de 0,4 pouce offre un bon équilibre entre taille et lisibilité, se situant entre les afficheurs plus petits de 0,3 pouce et les plus grands de 0,5 ou 0,56 pouce.9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)Q : À quoi servent les LED séparées L1, L2, L3 ?

R : Ce sont des indicateurs LED individuels, distincts des chiffres sept segments. Ils peuvent être utilisés comme indicateurs d'état, comme deux-points dans un affichage d'horloge, ou pour d'autres fonctions symboliques, offrant une fonctionnalité supplémentaire au-delà des simples chiffres.

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

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF) / I_souhaitée. Pour une alimentation de 5V, une VF de 2,6V et un courant souhaité de 15mA : R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 Ohms. Utilisez la valeur standard la plus proche (par exemple, 150 ou 180 Ohms).

Q : Puis-je piloter cet afficheur sans multiplexage ?

R : Techniquement oui, en connectant toutes les anodes communes ensemble et en pilotant chaque cathode de segment indépendamment. Cependant, cela nécessiterait 11 lignes de commande (8 segments + DP + 3 LED) au lieu du nombre réduit du schéma multiplexé, ce qui serait inefficace pour l'utilisation des broches du microcontrôleur.

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

R : Cela garantit la cohérence de la luminosité. Pour les applications critiques où l'apparence uniforme est vitale, vous pouvez spécifier un code de tri plus serré auprès du fabricant si disponible. Pour la plupart des applications, la catégorisation standard est suffisante.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un affichage voltmètre simple à 3 chiffres.

Un microcontrôleur avec un CAN mesure une tension. Le firmware convertit la lecture en trois chiffres BCD. Une interruption de timer déclenche une routine de multiplexage à 150 Hz. La routine : 1) Désactive tous les pilotes d'anode de chiffre. 2) Envoie le motif de segment pour le Chiffre 1 au circuit intégré pilote de cathode. 3) Active le transistor pour l'anode du Chiffre 1. 4) Attend un court instant. 5) Répète pour les Chiffres 2 et 3. Les LED séparées (L1, L2, L3) pourraient être utilisées pour indiquer la gamme de mesure (par exemple, mV, V, gamme automatique). La luminosité et le contraste élevés assurent une lisibilité sous diverses conditions d'éclairage en laboratoire ou sur le terrain.

11. Introduction au principe technologiqueLa technologie de base est la

LED AlInGaP

. L'AlInGaP est un composé semi-conducteur III-V où l'Aluminium, l'Indium, le Gallium et le Phosphore sont combinés dans des proportions spécifiques pour créer un matériau à bande interdite directe qui émet de la lumière dans le spectre du rouge au jaune-vert. Le "substrat GaAs non transparent" mentionné signifie que le substrat de croissance absorbe une partie de la lumière générée, mais la couche active AlInGaP elle-même est très efficace. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui dans ce cas est jaune-orange.12. Tendances et contexte technologiquesBien que les nouvelles technologies d'affichage comme l'OLED et les LCD haute résolution dominent l'électronique grand public, les afficheurs LED sept segments restent très pertinents dans les contextes industriels, commerciaux et embarqués en raison de leur extrême simplicité, robustesse, luminosité élevée, large plage de température de fonctionnement et faible coût pour les applications purement numériques. La tendance dans ce segment va vers des matériaux plus efficaces (comme l'AlInGaP remplaçant le GaAsP), des tailles de boîtier plus petites, des tensions de fonctionnement plus basses et l'intégration de circuits de pilotage. Cependant, l'architecture fondamentale multiplexée à anode commune de modules comme le LTC-4624JF s'est avérée durablement efficace pendant des décennies en raison de sa simplicité électrique et conceptuelle.

. Technology Trends and Context

While newer display technologies like OLED and high-resolution LCDs dominate consumer electronics, seven-segment LED displays remain highly relevant in industrial, commercial, and embedded contexts due to their extreme simplicity, robustness, high brightness, wide operating temperature range, and low cost for numeric-only applications. The trend within this segment is towards higher efficiency materials (like AlInGaP replacing GaAsP), smaller package sizes, lower operating voltages, and integration of driver circuitry. However, the fundamental multiplexed, common-anode architecture of modules like the LTC-4624JF has proven enduringly effective for decades due to its electrical and conceptual simplicity.