LTC-3698KF एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.39-इंच डिजिट ऊंचाई - पीला नारंगी रंग - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTC-3698KF एक सॉलिड-स्टेट, सिंगल-डिजिट अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, अत्यधिक दृश्यमान संख्यात्मक और सीमित वर्णमाला वर्ण आउटपुट प्रदान करना है। मूल तकनीक एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जो पीले-नारंगी से लाल स्पेक्ट्रम में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्सर्जन के लिए प्रसिद्ध है। यह विशिष्ट डिवाइस गैर-पारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर निर्मित पीले-नारंगी एलईडी चिप्स का उपयोग करती है। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट के साथ हल्के भूरे रंग का फेसप्लेट है, यह संयोजन विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी कॉम्पैक्ट 0.39-इंच डिजिट ऊंचाई इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां स्थान सीमित है लेकिन पठनीयता महत्वपूर्ण है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

डिवाइस कई प्रमुख लाभ प्रदान करती है जो बाजार में इसकी स्थिति को परिभाषित करते हैं। यह उच्च चमक और उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करती है, जो तेज रोशनी वाले वातावरण में भी दृश्यता सुनिश्चित करती है। व्यापक व्यूइंग एंगल एक महत्वपूर्ण लाभ है, जो डिस्प्ले को स्पष्टता में महत्वपूर्ण हानि के बिना विभिन्न स्थितियों से पढ़ने की अनुमति देता है। एक सॉलिड-स्टेट डिवाइस के रूप में, यह फिलामेंट-आधारित डिस्प्ले जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में बेहतर विश्वसनीयता और दीर्घायु प्रदान करती है, जिसमें घिसने के लिए कोई चलने वाले भाग नहीं हैं। इसकी कम बिजली आवश्यकता इसे बैटरी-चालित या ऊर्जा-सचेत अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है। डिवाइस को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है और RoHS निर्देशों के अनुरूप लीड-मुक्त पैकेज में पेश किया जाता है, जो पर्यावरणीय नियमों को संबोधित करता है। विशिष्ट लक्षित बाजारों में औद्योगिक इंस्ट्रुमेंटेशन (जैसे, पैनल मीटर, परीक्षण उपकरण), उपभोक्ता उपकरण (जैसे, माइक्रोवेव ओवन, कॉफी मेकर), ऑटोमोटिव सहायक डिस्प्ले और विभिन्न एम्बेडेड सिस्टम शामिल हैं जिन्हें विश्वसनीय संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

विद्युत और प्रकाशीय पैरामीटर डिस्प्ले की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं। उचित सर्किट डिजाइन और एकीकरण के लिए पूरी समझ आवश्यक है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को निर्दिष्ट करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये निरंतर संचालन के लिए नहीं हैं।

• प्रति चिप शक्ति अपव्यय:70 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एक व्यक्तिगत एलईडी सेगमेंट चिप द्वारा गर्मी के रूप में सुरक्षित रूप से अपव्ययित किया जा सकता है।
• प्रति चिप पीक फॉरवर्ड करंट:60 mA। यह करंट केवल पल्स्ड स्थितियों में 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 ms पल्स चौड़ाई के साथ अनुमति दी जाती है। यह मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम या क्षणिक उच्च चमक प्राप्त करने के लिए उपयोगी है।
• प्रति चिप निरंतर फॉरवर्ड करंट:रेटिंग 25°C पर 25 mA है। महत्वपूर्ण रूप से, यह रेटिंग 0.28 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम हो जाती है क्योंकि परिवेश का तापमान (Ta) 25°C से ऊपर बढ़ता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट लगभग होगा: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA। यह डीरेटिंग थर्मल प्रबंधन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
• संचालन और भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +105°C। डिवाइस इस व्यापक तापमान सीमा के भीतर सहन और संचालित हो सकती है।
• सोल्डर तापमान:अधिकतम 260°C अधिकतम 3 सेकंड के लिए, सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे मापा गया। यह रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल बाधाओं को परिभाषित करता है।

2.2 प्रकाशीय और विद्युत विशेषताएं (विशिष्ट @ 25°C)

ये पैरामीटर सामान्य संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन का वर्णन करते हैं।

• औसत चमकदार तीव्रता (Iv):500 (न्यूनतम), 1300 (विशिष्ट), μcd (माइक्रोकैंडेला) 1 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर। यह अनुभव किए गए प्रकाश आउटपुट का माप है। व्यापक सीमा एक बिनिंग प्रक्रिया को इंगित करती है; डिजाइनरों को सबसे खराब स्थिति की दृश्यता के लिए न्यूनतम मान को ध्यान में रखना चाहिए।
• पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):611 nm (विशिष्ट) IF=20mA पर। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):17 nm (विशिष्ट) IF=20mA पर। यह स्पेक्ट्रल शुद्धता को इंगित करता है; एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का मतलब है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):605 nm (विशिष्ट) IF=20mA पर। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा अनुभव किया जाता है, जो पीले-नारंगी रंग को परिभाषित करता है।
• प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.05 (न्यूनतम), 2.6 (विशिष्ट) वोल्ट IF=20mA पर। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। ड्राइवर को इस ड्रॉप को दूर करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज की आपूर्ति करनी चाहिए।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR):100 μA (अधिकतम) 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) पर। डेटाशीट स्पष्ट रूप से नोट करती है कि यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है, और डिवाइस को रिवर्स बायस के तहत लगातार संचालित नहीं किया जाना चाहिए।
• चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात (Iv-m):1.6:1 (अधिकतम) IF=1mA पर। यह डिस्प्ले एकरूपता के लिए एक महत्वपूर्ण विशिष्टता है। इसका मतलब है कि एक ही डिजिट के भीतर सबसे चमकीला सेगमेंट सबसे मंद सेगमेंट से 1.6 गुना से अधिक चमकीला नहीं होगा, जो एक सुसंगत उपस्थिति सुनिश्चित करता है।
• क्रॉस टॉक:≤ 2.5%। यह एक अनपावर्ड सेगमेंट से अनजाने प्रकाश रिसाव की अधिकतम मात्रा निर्दिष्ट करता है जब एक आसन्न सेगमेंट प्रकाशित होता है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य एक बिनिंग प्रक्रिया से है जहां निर्मित इकाइयों को एक मानक परीक्षण करंट (1mA) पर मापे गए प्रकाश आउटपुट (Iv) के आधार पर छांटा जाता है। 500 से 1300 μcd की निर्दिष्ट सीमा संभवतः विभिन्न उपलब्ध बिन्स में फैलाव का प्रतिनिधित्व करती है। डिजाइनर कई डिस्प्ले के बीच तंग चमक मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक विशिष्ट बिन का चयन कर सकते हैं। एकल इकाई के भीतर 1.6:1 तीव्रता मिलान अनुपात सेगमेंट-टू-सेगमेंट एकरूपता के लिए एक अलग, गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि PDF विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है, प्रदान किया गया पाठ वास्तविक ग्राफ़ शामिल नहीं करता है। मानक एलईडी व्यवहार के आधार पर, ये वक्र आम तौर पर शामिल होंगे:

• करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र):घातीय संबंध दिखाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) करंट के साथ बढ़ता है और इसका एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है (तापमान बढ़ने पर घटता है)।
• चमकदार तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट (L-I वक्र):दिखाता है कि प्रकाश आउटपुट कम करंट पर करंट के साथ लगभग रैखिक है लेकिन थर्मल और दक्षता ड्रूप के कारण उच्च करंट पर संतृप्त हो सकता है।
• चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:प्रदर्शित करता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश आउटपुट कैसे कम होता है। यह करंट डीरेटिंग आवश्यकता से जुड़ा हुआ है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, जो ~611nm पर चोटी और ~17nm की आधी चौड़ाई दिखाता है।

गैर-मानक स्थितियों के तहत प्रदर्शन को सटीक रूप से मॉडल करने के लिए डिजाइनरों को इन ग्राफ़ के लिए पूर्ण डेटाशीट से परामर्श करना चाहिए।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और सहनशीलता

डिस्प्ले की डिजिट ऊंचाई 0.39 इंच (9.8 mm) है। सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.25mm हैं जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। प्रमुख यांत्रिक नोट्स में शामिल हैं: पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता ±0.4mm, सेगमेंट सतह पर विदेशी सामग्री और स्याही संदूषण की सीमा, रिफ्लेक्टर बेंडिंग की सीमा (लंबाई का ≤1%), और सेगमेंट सामग्री के भीतर बुलबुले की सीमा। डेटाशीट लीड्स के लिए 1.0 mm के PCB होल व्यास की सिफारिश करती है।

5.2 पिन कनेक्शन और सर्किट आरेख

डिवाइस का 16-पिन फुटप्रिंट है, हालांकि सभी स्थितियों में भौतिक पिन या विद्युत कनेक्शन नहीं हैं। इसे एककॉमन एनोडडिस्प्ले के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। आंतरिक सर्किट आरेख दिखाता है कि प्रत्येक डिजिट (डिजिट 1, 2, 3) के एनोड आंतरिक रूप से प्रति डिजिट एक साथ जुड़े हुए हैं। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड (A, B, C, D, E, F, G, और दशमलव बिंदुओं/संकेतकों के लिए L/L1/L2) एक अलग पिन पर लाया जाता है। यह आर्किटेक्चर मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग के लिए इष्टतम है, जहां एक माइक्रोकंट्रोलर साझा कैथोड लाइनों पर उस डिजिट के पैटर्न को प्रस्तुत करते हुए प्रत्येक डिजिट के कॉमन एनोड को क्रमिक रूप से ऊर्जित करता है।

पिनआउट सारांश:पिन 2: कॉमन एनोड डिजिट 1; पिन 6: कॉमन एनोड डिजिट 2; पिन 8: कॉमन एनोड डिजिट 3। कैथोड: पिन 3 (E), 4 (C), 5 (D), 7 (L/L1/L2), 9 (G), 12 (B), 15 (A), 16 (F)। पिन 1, 10, 11, 13, 14 को "कोई कनेक्शन नहीं और कोई पिन नहीं" के रूप में नोट किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

मुख्य असेंबली विशिष्टता सोल्डर तापमान प्रोफाइल है: अधिकतम 260°C अधिकतम 3 सेकंड के लिए, पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे मापा गया। यह एक मानक लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग आवश्यकता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनकी PCB असेंबली प्रक्रिया आंतरिक एलईडी चिप्स या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचाने के लिए इस सीमा का पालन करती है। अनुशंसित 1.0mm PCB होल व्यास उचित लीड सम्मिलन और सोल्डर विकिंग में सहायता करता है। हैंडलिंग के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। भंडारण के लिए, -35°C से +105°C की निर्दिष्ट तापमान सीमा लागू होती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सबसे आम ड्राइव विधि मल्टीप्लेक्सिंग है। एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC के पास तीन कॉमन एनोड को नियंत्रित करने के लिए तीन आउटपुट लाइनें होंगी (ट्रांजिस्टर के माध्यम से, क्योंकि एक पूरे डिजिट के लिए करंट महत्वपूर्ण हो सकता है) और सेगमेंट कैथोड को नियंत्रित करने के लिए आठ आउटपुट लाइनें (आमतौर पर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स या एक स्थिर-करंट ड्राइवर के माध्यम से)। माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक डिजिट के माध्यम से तेजी से चक्र करता है, उसके एनोड को चालू करता है और उन सेगमेंट के लिए कैथोड को सक्षम करता है जो उस डिजिट के लिए प्रकाशित होने चाहिए। दृष्टि की निरंतरता एक स्थिर, तीन-अंकीय डिस्प्ले का भ्रम पैदा करती है।

7.2 महत्वपूर्ण डिजाइन विचार

• करंट लिमिटिंग:सेगमेंट के लिए फॉरवर्ड करंट (IF) सेट करने के लिए प्रत्येक कैथोड लाइन (या एक स्थिर-करंट ड्राइवर) के लिए बाहरी रेसिस्टर्स अनिवार्य हैं। मूल्य की गणना आपूर्ति वोल्टेज (Vcc), एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (VF ~2.6V), और वांछित करंट (जैसे, अच्छी चमक के लिए 10-20 mA, डीरेटिंग वक्र का सम्मान करते हुए) के आधार पर की जाती है।
• थर्मल प्रबंधन:तापमान के साथ करंट डीरेटिंग महत्वपूर्ण है। उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण या खराब वेंटिलेशन वाले आवरणों में, अधिक गर्मी और त्वरित गिरावट को रोकने के लिए अधिकतम निरंतर करंट को तदनुसार कम किया जाना चाहिए।
• मल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति:दृश्यमान झिलमिलाहट से बचने के लिए पर्याप्त उच्च होनी चाहिए (आमतौर पर >60 Hz प्रति डिजिट)। ड्यूटी साइकिल अनुभव की गई चमक को प्रभावित करती है; शक्ति और थर्मल गणना के लिए औसत करंट पर विचार किया जाना चाहिए।
• दृश्य कोण:व्यापक दृश्य कोण एक लाभ है, लेकिन इच्छित उपयोगकर्ता के सापेक्ष माउंटिंग स्थिति पर अभी भी विचार किया जाना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFD) या गरमागरम डिस्प्ले जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP एलईडी काफी कम बिजली की खपत, उच्च विश्वसनीयता और कंपन के प्रति असंवेदनशीलता प्रदान करती है। मानक लाल GaAsP एलईडी की तुलना में, AlInGaP तकनीक बहुत अधिक चमकदार दक्षता (प्रति mA अधिक प्रकाश) और तापमान और समय के साथ बेहतर स्थिरता प्रदान करती है। इस डिवाइस में सफेद सेगमेंट के साथ हल्के भूरे चेहरे का विशिष्ट संयोजन काले चेहरे वाले पूरी तरह से लाल या हरे डिस्प्ले की तुलना में कंट्रास्ट को बढ़ाता है, जो कुछ स्थितियों में पठनीयता में सुधार कर सकता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: "कोई कनेक्शन नहीं और कोई पिन नहीं" स्थितियों का उद्देश्य क्या है?

उत्तर: यह अक्सर एक मानक भौतिक फुटप्रिंट या पिन स्पेसिंग बनाए रखने के लिए किया जाता है जो एक उत्पाद परिवार में अन्य डिस्प्ले वेरिएंट के साथ साझा किया जा सकता है, भले ही इस विशिष्ट मॉडल में कुछ पिन विद्युत रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं। यह यांत्रिक संगतता सुनिश्चित करता है।

प्रश्न: मैं 1.6:1 के चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात की व्याख्या कैसे करूं?

उत्तर: यह दृश्य एकरूपता की गारंटी देता है। यदि आप एक ही करंट पर एक डिजिट के सभी सेगमेंट को मापते हैं, तो सबसे मंद सेगमेंट की तीव्रता "X" होगी, और सबसे चमकीले सेगमेंट की तीव्रता "1.6 * X" से अधिक नहीं होगी। एक कम अनुपात बेहतर एकरूपता को इंगित करता है।

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को 5V माइक्रोकंट्रोलर से सीधे ड्राइव कर सकता हूं?

उत्तर: नहीं। आपको बाहरी घटकों का उपयोग करना चाहिए। माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन एलईडी के लिए पर्याप्त करंट सोर्स/सिंक नहीं कर सकते (विशेष रूप से एक पूरे डिजिट के लिए कॉमन एनोड करंट)। इसके अलावा, आपको प्रत्येक कैथोड के साथ श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की आवश्यकता होती है। सर्किट को कॉमन एनोड के लिए उच्च करंट स्विच करने के लिए ट्रांजिस्टर (जैसे, NPN/PNP या MOSFET) की आवश्यकता होती है।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: एक सरल 3-अंकीय वोल्टमीटर डिस्प्ले डिजाइन करना।एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (ADC) वाला एक माइक्रोकंट्रोलर एक वोल्टेज को मापता है। फर्मवेयर इस रीडिंग को तीन दशमलव अंकों में परिवर्तित करता है। एक मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन का उपयोग करते हुए, माइक्रोकंट्रोलर यह करेगा: 1) सभी डिजिट एनोड ड्राइवर बंद करें। 2) कैथोड लाइनों पर "सैकड़ों" डिजिट के लिए सेगमेंट पैटर्न आउटपुट करें (उदाहरण के लिए, "1" प्रदर्शित करने के लिए)