LTD-5023AJD LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56-इंच डिजिट ऊंचाई - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हाइपर रेड कलर - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-5023AJD एक दो-अंकीय, सात-खंड प्लस दशमलव बिंदु LED डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसमें 0.56 इंच (14.22 मिमी) की अंक ऊंचाई है, जो विभिन्न उपकरण और डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त स्पष्ट और पठनीय संख्यात्मक आउटपुट प्रदान करती है। यह डिवाइस उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) हाइपर रेड LED चिप्स का उपयोग करता है, जो एक GaAs सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियली विकसित की जाती हैं। यह तकनीक अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमकदार प्रदर्शन के लिए जानी जाती है। डिस्प्ले सफेद खंडों के साथ एक हल्के भूरे रंग का चेहरा प्रस्तुत करता है, जो एक क्लासिक और उच्च-कंट्रास्ट उपस्थिति प्रदान करता है जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता को बढ़ाता है।

1.1 मुख्य लाभ

• High Brightness & Contrast: AlInGaP तकनीक उत्कृष्ट चमकदार तीव्रता प्रदान करती है, जिससे डिस्प्ले आसानी से दिखाई देता है।
• व्यापक दृश्य कोण: व्यापक दृश्य स्थितियों में सुसंगत चमक और रंग प्रदान करता है।
• कम बिजली की आवश्यकता: कुशल संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे बैटरी से चलने वाले या ऊर्जा-सचेत उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• उत्कृष्ट अक्षर प्रदर्शन: Features continuous, uniform segments for a clean and professional numeric display.
• Solid-State Reliability: LEDs offer long operational life and robustness against shock and vibration compared to other display technologies.
• Categorized for Luminous Intensity: डिवाइसों को समान चमक स्तरों के लिए बिन किया जाता है, जो डिज़ाइन एकरूपता में सहायता करता है।
• लीड-मुक्त पैकेज: पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन में (जैसे, RoHS)।

1.2 लक्ष्य बाजार

यह डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें विश्वसनीय, चमकीले और पढ़ने में आसान संख्यात्मक संकेतकों की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोग के मामलों में परीक्षण और माप उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, चिकित्सा उपकरण, उपभोक्ता उपकरण, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड (द्वितीयक डिस्प्ले) और पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल शामिल हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन: अधिकतम 70 mW.
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA (1 kHz पर, 10% ड्यूटी साइकिल पर)। यह रेटिंग उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए बिना ओवरहीटिंग के पल्स्ड ऑपरेशन के लिए है।
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA। परिवेश के तापमान के 25°C से ऊपर बढ़ने पर यह करंट 0.33 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट लगभग होगा: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज: 5 V maximum. Exceeding this can break down the LED junction.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C to +85°C.
• सोल्डर तापमान: रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण, सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे मापे जाने पर, अधिकतम 260°C तक 3 सेकंड तक सहन करता है।

2.2 Electrical & Optical Characteristics (Ta=25°C)

ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): फॉरवर्ड करंट (I) पर 320 μcd (न्यूनतम) से 700 μcd (अधिकतम) तक होती है।_F) of 1 mA. At 10 mA, the typical intensity is 16250 μcd (16.25 mcd). This high efficiency is a hallmark of AlInGaP technology.
• Peak Emission Wavelength (λ_p): 650 nm (typical). This defines the spectral peak of the light output, placing it in the hyper-red region of the spectrum.
• Spectral Line Half-Width (Δλ): 20 nm (typical). यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; संकीर्ण चौड़ाई का अर्थ है अधिक एकवर्णी रंग।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 639 nm (typical). यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली तरंगदैर्ध्य है और रंग विनिर्देशन के लिए महत्वपूर्ण है।
• प्रति खंड अग्र वोल्टेज (V_F): 2.1 V (min), 2.6 V (typical) at I_F=20 mA. यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग सर्किट्री डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।
• रिवर्स करंट प्रति सेगमेंट (I_R): 100 μA (अधिकतम) रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V पर।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (I_V-m): 2:1 (max) at I_F=1 mA. यह एक डिवाइस के भीतर सेगमेंट्स के बीच अधिकतम स्वीकार्य चमक भिन्नता निर्दिष्ट करता है, जो दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है।

Note: Luminous intensity measurements use a sensor and filter approximating the CIE photopic eye-response curve for accuracy relevant to human vision.

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य एक बिनिंग प्रक्रिया से है जहां डिस्प्ले को एक मानक परीक्षण धारा (संभवतः 1 mA या 10 mA) पर मापे गए ऑप्टिकल आउटपुट के आधार पर छांटा जाता है। डिजाइनर उत्पाद में कई इकाइयों में सुसंगत चमक सुनिश्चित करने के लिए बिन का चयन कर सकते हैं, जिससे डिस्प्ले के बीच ध्यान देने योग्य भिन्नताओं से बचा जा सके। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन सामान्य बिन चमकदार तीव्रता की सीमाओं द्वारा परिभाषित होते हैं (उदाहरण के लिए, Bin A: 500-600 μcd, Bin B: 600-700 μcd)।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves" का संदर्भ देती है। यद्यपि प्रदान किए गए पाठ में प्रदर्शित नहीं, ऐसे वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:

• I-V (Current-Voltage) Curve: एक सेगमेंट के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, AlInGaP के लिए टर्न-ऑन वोल्टेज लगभग 1.8-2.0V है, जो 20 mA पर विशिष्ट 2.6V तक बढ़ जाता है।
• Luminous Intensity vs. Forward Current: एक ग्राफ जो दर्शाता है कि करंट बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है। यह आम तौर पर कम करंट पर रैखिक होता है लेकिन उच्च करंट पर थर्मल प्रभावों के कारण संतृप्त हो सकता है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे कम होता है। कुछ अन्य सामग्रियों की तुलना में AlInGaP LEDs का उच्च तापमान प्रदर्शन अच्छा होता है, लेकिन डीरेटिंग अभी भी आवश्यक है।
• Spectral Distribution: तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता का एक प्लॉट, जो ~650 nm पर शिखर और 20 nm अर्ध-चौड़ाई दर्शाता है।

ये वक्र गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने और विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं (जैसे, चमक को अधिकतम करना बनाम दक्षता या आयु को अधिकतम करना) के लिए ड्राइव स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

यह डिवाइस एक मानक ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) में आता है। सभी आयाम मिलीमीटर में निर्दिष्ट हैं, जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिमी (0.01\") है। सटीक आउटलाइन, सेगमेंट स्पेसिंग, लीड स्पेसिंग और समग्र ऊंचाई/चौड़ाई/लंबाई डेटाशीट के पृष्ठ 2 पर दिए गए आयाम चित्र में परिभाषित हैं। यह चित्र PCB फुटप्रिंट डिजाइन और अंतिम उत्पाद में यांत्रिक एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 Pin Connection & Internal Circuit

The LTD-5023AJD is a common cathode प्रकार प्रदर्शन। इसका मतलब है कि प्रत्येक अंक के एलईडी के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। पिनआउट इस प्रकार है:

• पिन 1-4, 15-18: के खंडों (A, B, C, D, E, F, G, DP) को नियंत्रित करते हैं अंक 1.
• पिन 5-13: सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G, DP) और के कॉमन कैथोड को नियंत्रित करें अंक 2.
• पिन 14: के लिए कॉमन कैथोड अंक 1.

आंतरिक सर्किट आरेख 14 एलईडी सेगमेंट्स (प्रति अंक 7, साथ ही दो दशमलव बिंदु) की व्यवस्था और 18 पिनों से उनके कनेक्शन को दर्शाता है। दोनों अंकों को चलाने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग आवश्यक है: सक्रिय अंक के वांछित सेगमेंट्स के लिए एनोड सिग्नल आपूर्ति करते हुए डिजिट 1 और डिजिट 2 के कैथोड को बारी-बारी से सक्षम करके, कम I/O लाइनों के साथ दोनों अंकों को नियंत्रित किया जा सकता है।

6. Soldering & Assembly Guidelines

निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग एक सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट करती है: पैकेज 260°C के शिखर तापमान को अधिकतम 3 सेकंड तक सहन कर सकता है, जिसे सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे एक बिंदु पर मापा जाता है (यानी, लीड के पास पीसीबी पर)। यह लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं (जैसे, SAC305 सोल्डर का उपयोग करके) के लिए एक मानक रेटिंग है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि एलईडी चिप्स या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचाने के लिए उनकी रीफ्लो ओवन प्रोफाइल इन सीमाओं के भीतर रहे। हैंडलिंग के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। भंडारण निर्दिष्ट -35°C से +85°C सीमा के भीतर कम आर्द्रता वाले वातावरण में होना चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

इस डिस्प्ले को चलाने के लिए, एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित ड्राइवर IC की आवश्यकता होती है। कॉमन कैथोड डिस्प्ले के लिए, कैथोड पिन ग्राउंड से जुड़े होते हैं (मल्टीप्लेक्सिंग के लिए एक ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से), और एनोड पिन एक करंट-लिमिटेड वोल्टेज स्रोत से जुड़े होते हैं (जैसे, एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर धारा ड्राइवर के माध्यम से)। फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 2.6V का और वांछित धारा (I_F, उदाहरण के लिए, पूर्ण चमक के लिए 10-20 mA) श्रृंखला प्रतिरोधक मान निर्धारित करता है: R = (V_supply - V_F) / I_Fयदि प्रत्येक 10 mA पर दो अंकों का मल्टीप्लेक्सिंग किया जाता है, तो अंक के ऑन-टाइम के दौरान पीक करंट 10 mA हो सकता है, लेकिन प्रति सेगमेंट औसत करंट कम होता है, जिससे बिजली की खपत कम होती है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग: हमेशा श्रृंखला प्रतिरोधक या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। कभी भी एक LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से न जोड़ें।
• Multiplexing: Essential for multi-digit displays to minimize pin count. Refresh rate should be high enough (>60 Hz) to avoid visible flicker.
• Heat Management: While LEDs are efficient, power dissipation (P = V_F * I_F) per segment can reach up to 52 mW (2.6V * 20mA). Ensure adequate ventilation, especially if driving at high currents or in high ambient temperatures.
• देखने का कोण: चौड़ा देखने का कोण लाभदायक है, लेकिन डिस्प्ले लगाते समय प्राथमिक उपयोगकर्ता की दृष्टि रेखा पर विचार करें।

8. Technical Comparison

मानक GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) लाल एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP Hyper Red LED काफी अधिक दीप्त प्रकाश दक्षता (प्रति mA धारा में अधिक प्रकाश उत्पादन) और उच्च तापमान पर बेहतर प्रदर्शन प्रदान करती है। सफेद एलईडी (अक्सर नीली एलईडी + फॉस्फर) की तुलना में, यह श्रेष्ठ रंग शुद्धता और आम तौर पर एकवर्णी लाल प्रकाश के लिए उच्च दक्षता प्रदान करती है। 0.56" अंक ऊंचाई एक सामान्य आकार है, जो छोटे (0.3") या बड़े (0.8") डिस्प्ले की तुलना में पठनीयता और सघनता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

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

प्र: शिखर तरंगदैर्ध्य (650nm) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (639nm) में क्या अंतर है?
उ: शिखर तरंगदैर्ध्य वर्णक्रमीय उत्पादन वक्र पर उच्चतम बिंदु है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य एकवर्णी प्रकाश की वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख को समान रंग की प्रतीत होगी। वे अक्सर थोड़े भिन्न होते हैं।

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
A: हाँ। V_F 2.6V होने पर, 3.3V की आपूर्ति पर्याप्त है। एक श्रृंखला रोकनेवाला होगा: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 ओम। एक मानक 33 या 39 ओम का रोकनेवाला उपयुक्त होगा।

Q: शिखर अग्र धारा (90mA) निरंतर धारा (25mA) से इतनी अधिक क्यों है?
A> The LED can handle short, high-current pulses without overheating, allowing for brighter display multiplexing schemes (where each digit is only on for a fraction of the time) or for creating very bright flashes.

Q: "GaAs substrate पर AlInGaP epi" का क्या अर्थ है?
A> The light-emitting layers (the epitaxial or \"epi\" layers) are made of Aluminum Indium Gallium Phosphide. These are grown on a Gallium Arsenide (GaAs) wafer which provides structural support but is not the primary light-emitting material.

10. व्यावहारिक उपयोग मामला उदाहरण

परिदृश्य: एक साधारण डिजिटल वोल्टमीटर डिस्प्ले डिजाइन करना।
वोल्टमीटर सर्किट वोल्टेज रीडिंग के अनुरूप एक BCD (Binary-Coded Decimal) आउटपुट उत्पन्न करता है। एक माइक्रोकंट्रोलर इस BCD मान को पढ़ता है। फिर यह संख्या प्रदर्शित करने के लिए प्रत्येक अंक के लिए कौन से सेगमेंट (A-G) जलाने हैं, यह निर्धारित करने के लिए एक लुक-अप टेबल का उपयोग करता है। माइक्रोकंट्रोलर के I/O पिन, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से जुड़े हुए, LTD-5023AJD के एनोड पिन को ड्राइव करते हैं। ट्रांजिस्टर स्विच से जुड़े दो अन्य I/O पिन, कॉमन कैथोड पिन (14 और 13) को नियंत्रित करते हैं। सॉफ्टवेयर तेजी से अलग-अलग (मल्टीप्लेक्स) डिजिट 1 और डिजिट 2 को सक्षम करने के बीच बारी-बारी से काम करता है, जबकि प्रत्येक अंक के लिए सही एनोड पैटर्न भेजता है। 0.56" आकार एक सामान्य बेंच दूरी से स्पष्ट रीडिंग प्रदान करता है, और उच्च कंट्रास्ट वर्कशॉप लाइटिंग के तहत दृश्यता सुनिश्चित करता है। कम बिजली की खपत लाभदायक है यदि मीटर पोर्टेबल है।

11. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय

AlInGaP एक III-V अर्धचालक यौगिक है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहाँ वे पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। क्रिस्टल जालक में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है। हाइपर रेड रंग के लिए, बैंडगैप को लगभग 650 nm पर फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए ट्यून किया जाता है। GaAs सब्सट्रेट इस तरंगदैर्ध्य पर प्रकाशीय रूप से अवशोषक होता है, इसलिए प्रकाश आमतौर पर चिप की शीर्ष सतह से निकाला जाता है। "हाइपर रेड" पदनाम उच्च चमकदार दक्षता वाले गहरे, संतृप्त लाल रंग को दर्शाता है।

12. प्रौद्योगिकी विकास रुझान

LED डिस्प्ले प्रौद्योगिकी निरंतर विकसित हो रही है। जबकि उच्च-दक्षता वाले लाल और एम्बर एलईडी के लिए AlInGaP प्रमुख सामग्री बना हुआ है, रुझानों में शामिल हैं:

• दक्षता में वृद्धि: सामग्री विज्ञान और चिप डिज़ाइन में निरंतर सुधार से प्रति वाट अधिक लुमेन प्राप्त होते हैं, जिससे कम बिजली पर चमकदार डिस्प्ले संभव होते हैं।
• लघुरूपण: छोटे चिप ज्यामिति का विकास उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले या छोटे पैकेज आकार की अनुमति देता है।
• उन्नत थर्मल प्रबंधन: नई पैकेज सामग्री और डिज़ाइन बेहतर ढंग से ऊष्मा का अपव्यय करते हैं, जिससे उच्च ड्राइव धाराएं और निरंतर चमक संभव होती है।
• एकीकरण: सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए एकीकृत ड्राइवर IC ("इंटेलिजेंट डिस्प्ले") वाले डिस्प्ले की ओर बढ़ें।
• कलर गैमट विस्तार: हालांकि यह एक मोनोक्रोमैटिक डिवाइस है, व्यापक रुझानों में फुल-कलर डिस्प्ले में व्यापक रंग सीमा के लिए नए फॉस्फोर और डायरेक्ट-एमिशन सामग्री विकसित करना शामिल है, हालांकि AlInGaP रेड ऐसे RGB सिस्टम में एक प्रमुख घटक है।