LTC-2621JD-01 एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.28-इंच डिजिट ऊंचाई - हाइपर रेड 650nm - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTC-2621JD-01 एक कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन वाला तीन-अंकीय संख्यात्मक डिस्प्ले मॉड्यूल है। यह छोटे आकार में स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। मूल तकनीक हाइपर रेड उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है, जो पारंपरिक लाल एलईडी की तुलना में श्रेष्ठ चमक और दक्षता प्रदान करती है। डिवाइस में उच्च कंट्रास्ट और विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट पठनीयता के लिए ग्रे फेस और सफेद सेगमेंट रंग की विशेषताएं हैं।

1.1 मुख्य लाभ

• उच्च दृश्यता:0.28-इंच (7 मिमी) डिजिट ऊंचाई निरंतर समान सेगमेंट के साथ स्पष्ट वर्ण परिभाषा सुनिश्चित करती है।
• ऑप्टिकल प्रदर्शन:AlGaInP हाइपर रेड एलईडी चिप्स के माध्यम से उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट अनुपात प्राप्त किया जाता है।
• व्यापक दृश्य कोण:एक विस्तृत दृश्य सीमा में सुसंगत चमक और रंग प्रदान करता है।
• कम बिजली की खपत:कुशल डिजाइन के लिए संचालन के लिए न्यूनतम ड्राइव करंट की आवश्यकता होती है।
• विश्वसनीयता:सॉलिड-स्टेट निर्माण लंबे संचालन जीवन और झटके और कंपन के प्रतिरोध को सुनिश्चित करता है।
• मानकीकरण:डिवाइस को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत (बिन किया गया) किया जाता है, जिससे बहु-इकाई अनुप्रयोगों में सुसंगत चमक मिलान की अनुमति मिलती है।
• पर्यावरण अनुपालन:पैकेज लीड-मुक्त है और RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह डिस्प्ले संख्यात्मक संकेत की आवश्यकता वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, औद्योगिक नियंत्रक और उपभोक्ता उपकरण शामिल हैं। इसकी विश्वसनीयता इसे सामान्य-उद्देश्य उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है जहां स्पष्ट संख्यात्मक डेटा प्रस्तुति आवश्यक है।

2. तकनीकी विशिष्टताएं और उद्देश्य व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के तहत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है।

• प्रति सेगमेंट बिजली अपव्यय:70 mW। यह एक सेगमेंट में फॉरवर्ड करंट और वोल्टेज ड्रॉप के संयुक्त प्रभाव को सीमित करता है।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:90 mA (1/10 ड्यूटी साइकल पर, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। केवल पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, डीसी के लिए नहीं।
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट:25°C पर 25 mA, 25°C से ऊपर 0.28 mA/°C पर रैखिक रूप से डेरेटिंग। यह डीसी या औसत करंट डिजाइन के लिए मुख्य पैरामीटर है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज:5 V। इसे पार करने से तत्काल और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• संचालन और भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +105°C। डिवाइस औद्योगिक तापमान सीमाओं के लिए रेटेड है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

ये Ta=25°C पर मापे गए विशिष्ट संचालन पैरामीटर हैं, जो सामान्य परिस्थितियों में अपेक्षित प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• औसत चमकदार तीव्रता (I_V):I_F=1mA पर 320 से 850 µcd। यह विस्तृत सीमा इंगित करती है कि डिवाइस विभिन्न चमक बिन (धारा 2.3 देखें) में उपलब्ध है।
• पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p):650 nm (हाइपर रेड)।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):636 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा एलईडी के रंग से मेल खाते हुए माना जाता है।
• प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F=20mA पर 2.1V से 2.6V। सर्किट डिजाइन को उचित करंट विनियमन सुनिश्चित करने के लिए इस सीमा को समायोजित करना चाहिए।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (I_R):V_R=5V पर अधिकतम 100 µA।

2.3 बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

चमकदार तीव्रता को सुसंगतता सुनिश्चित करने के लिए श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। प्रदान की गई बिन तालिका ग्रेड F से K तक दिखाती है, जब 10mA के उच्च ड्राइव करंट पर मापा जाता है, तो तीव्रता सीमा 321-500 µcd (F) से लेकर 2101-3400 µcd (K) तक होती है। प्रत्येक बिन के भीतर ±15% की सहनशीलता लागू होती है। बहु-डिस्प्ले अनुप्रयोगों में, चमक (रंग असमानता) में ध्यान देने योग्य अंतर से बचने के लिए एक ही बिन ग्रेड निर्दिष्ट करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।

3. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

3.1 पैकेज आयाम

डिस्प्ले एक मानक ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) फुटप्रिंट के अनुरूप है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं: सभी प्राथमिक आयाम मिलीमीटर में हैं जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिमी है, और पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता +0.4 मिमी है। डिजाइनरों को पीसीबी लेआउट के लिए सटीक माप के लिए डेटाशीट के पृष्ठ 3 पर विस्तृत आयामी चित्र का संदर्भ लेना चाहिए, जिसमें सीटिंग प्लेन, समग्र ऊंचाई, चौड़ाई और पिन स्पेसिंग शामिल हैं।

3.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और आंतरिक सर्किट

डिवाइस में 16-पिन कॉन्फ़िगरेशन है, हालांकि सभी स्थान भरे नहीं हैं (पिन 10, 11, 14 "NO PIN" हैं)। यह एक मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन एनोड डिस्प्ले है। आंतरिक सर्किट आरेख तीन कॉमन एनोड पिन (डिजिट 1, डिजिट 2, डिजिट 3 के लिए) और प्रत्येक सेगमेंट (A-G, DP) और कोलन सेगमेंट (L1, L2, L3) के लिए अलग-अलग कैथोड पिन दिखाता है। पिन 13 कोलन बिंदुओं के लिए कॉमन एनोड के रूप में कार्य करता है। इस संरचना के लिए एक मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग योजना की आवश्यकता होती है जहां एनोड को क्रमिक रूप से सक्रिय किया जाता है जबकि संबंधित सेगमेंट कैथोड को निम्न खींचा जाता है।

4. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिजाइन विचार

4.1 ड्राइविंग सर्किट डिजाइन

• करंट ड्राइव:निरंतर चमकदार तीव्रता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए निरंतर वोल्टेज की तुलना में निरंतर करंट ड्राइविंग की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, क्योंकि फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) की एक सीमा होती है।
• करंट लिमिटिंग:सर्किट को कभी भी पूर्ण अधिकतम निरंतर करंट से अधिक नहीं होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, परिवेश के तापमान डेरेटिंग पर विचार करते हुए।
• रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा:ड्राइविंग सर्किट में सुरक्षा (जैसे, श्रृंखला प्रतिरोधक, क्लैंपिंग डायोड) शामिल होनी चाहिए ताकि पावर साइक्लिंग के दौरान एलईडी सेगमेंट पर रिवर्स वोल्टेज या वोल्टेज स्पाइक्स लागू होने से रोका जा सके।
• मल्टीप्लेक्सिंग:दृश्यमान फ्लिकर से बचने के लिए एक उपयुक्त मल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति (आमतौर पर >100Hz) का उपयोग किया जाना चाहिए। एक मल्टीप्लेक्स्ड योजना में पीक करंट औसत डीसी करंट से अधिक हो सकता है लेकिन पीक करंट रेटिंग के भीतर रहना चाहिए।

4.2 थर्मल और पर्यावरण प्रबंधन

• ऊष्मा अपव्यय:अनुशंसित संचालन करंट या परिवेश के तापमान से अधिक होने पर प्रकाश उत्पादन गिरावट तेज हो जाएगी और समय से पहले विफलता हो सकती है। उच्च तापमान वाले वातावरण में पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या अन्य हीटसिंकिंग आवश्यक हो सकती है।
• संघनन:आर्द्र वातावरण में तापमान में तेजी से बदलाव से बचना चाहिए, क्योंकि डिस्प्ले सतह पर संघनन ऑप्टिकल समस्याओं या विद्युत रिसाव का कारण बन सकता है।
• यांत्रिक तनाव:डिस्प्ले बॉडी पर असेंबली के दौरान कोई असामान्य बल नहीं लगाया जाना चाहिए। उपयुक्त उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए।

4.3 भंडारण और हैंडलिंग

एलईडी डिस्प्ले को उसके मूल पैकेजिंग में दीर्घकालिक भंडारण के लिए, 5°C से 30°C और 60% RH से नीचे की स्थिति की सिफारिश की जाती है। यदि नमी अवरोध बैग के बाहर संग्रहीत किया जाता है या यदि बैग छह महीने से अधिक समय तक खुला रहा है, तो उपयोग से पहले घटकों को 60°C पर 48 घंटे तक बेक करने और पिन के ऑक्सीकरण को रोकने और सोल्डरबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए एक सप्ताह के भीतर असेंबली पूरी करने की सलाह दी जाती है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

डेटाशीट सोल्डर स्थितियों को निर्दिष्ट करती है: घटक को 260°C पर 3 सेकंड के लिए उजागर किया जाना चाहिए, जिसे सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे मापा जाता है। यह एक विशिष्ट रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल संदर्भ है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान घटक बॉडी का तापमान स्वयं अधिकतम भंडारण तापमान 105°C से अधिक नहीं होना चाहिए। लीड-मुक्त सोल्डरिंग के लिए मानक रीफ्लो प्रोफाइल का उपयोग इन मानदंडों को पूरा करने के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रोफाइलिंग के साथ किया जा सकता है।

6. प्रदर्शन वक्र और विश्लेषण

डेटाशीट विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का संदर्भ देती है जिसमें आमतौर पर शामिल होंगे:

• सापेक्ष चमकदार तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट:ड्राइव करंट और प्रकाश उत्पादन के बीच गैर-रैखिक संबंध दिखाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट:डायोड विशेषता वक्र को दर्शाता है।
• सापेक्ष चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को प्रदर्शित करता है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:तरंगदैर्ध्य में उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दिखाने वाला एक ग्राफ, जो 650nm के आसपास केंद्रित है।

ये वक्र डिजाइनरों के लिए एक विशिष्ट चमक आवश्यकता के लिए ड्राइव स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, जबकि इच्छित संचालन तापमान सीमा पर दक्षता और विश्वसनीयता बनाए रखते हैं।

7. तकनीकी तुलना और भेदभाव

LTC-2621JD-01 का प्राथमिक भेदभाव इसके AlGaInP हाइपर रेड तकनीक के उपयोग में है। पुराने GaAsP या मानक लाल GaP एलईडी की तुलना में, AlGaInP काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट के लिए अधिक चमक, या कम बिजली पर समान चमक मिलती है। "हाइपर रेड" पदनाम मानक लाल एलईडी की तुलना में एक गहरे, अधिक संतृप्त लाल रंग (650nm पीक) को इंगित करता है, जिनमें अक्सर लगभग 630-635nm का प्रमुख तरंगदैर्ध्य होता है। 0.28-इंच डिजिट ऊंचाई पठनीयता और बोर्ड स्पेस अर्थव्यवस्था के बीच संतुलन प्रदान करती है।

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

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

उत्तर: नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज केवल 2.1-2.6V है। इसे सीधे 5V से ड्राइव करने से अत्यधिक करंट होगा और सेगमेंट नष्ट हो जाएगा। एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या, अधिमानतः, एक निरंतर करंट ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ (650nm) और डोमिनेंट वेवलेंथ (636nm) में क्या अंतर है?

उत्तर: पीक वेवलेंथ वह है जहां स्पेक्ट्रल आउटपुट भौतिक रूप से सबसे मजबूत होता है। डोमिनेंट वेवलेंथ वह एकल-तरंगदैर्ध्य रंग है जिसे मानव आंख द्वारा एलईडी के रंग से मेल खाते हुए माना जाएगा, जो पूरे स्पेक्ट्रल वक्र से प्रभावित होता है। दोनों मानक विशिष्टताएं हैं।

प्रश्न: बिनिंग महत्वपूर्ण क्यों है?

उत्तर: निर्माण प्रक्रिया चमक में प्राकृतिक भिन्नताएं पैदा करती है। बिनिंग एलईडी को समान प्रदर्शन वाले समूहों में छांटती है। बहु-इकाई अनुप्रयोग में एक ही बिन से डिस्प्ले का उपयोग करने से एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

प्रश्न: आवश्यक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना कैसे करूं?

उत्तर: ओम का नियम प्रयोग करें: R = (V_{आपूर्ति}- V_F) / I_F. डेटाशीट से अधिकतम V_F(2.6V) का उपयोग करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सभी परिस्थितियों में वांछित I_Fप्राप्त करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज उपलब्ध है। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और लक्ष्य I_F20mA के साथ: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ω। रेसिस्टर में बिजली अपव्यय की भी हमेशा जांच करें।

9. डिजाइन और उपयोग केस उदाहरण

परिदृश्य:बेंचटॉप पावर सप्लाई के लिए एक सरल 3-अंकीय वोल्टमीटर डिस्प्ले डिजाइन करना।

कार्यान्वयन:पर्याप्त I/O पिन वाले माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जाएगा। तीन पिन को छोटे NPN ट्रांजिस्टर या MOSFET के माध्यम से डिजिट एनोड (पिन 2, 5, 8) को ड्राइव करने के लिए डिजिटल आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाएगा। सात या आठ अन्य पिन करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या निरंतर करंट सिंक आउटपुट करने में सक्षम एक समर्पित एलईडी ड्राइवर IC के माध्यम से सेगमेंट कैथोड (पिन 1, 3, 4, 6, 7, 12, 15, 16) को ड्राइव करेंगे। माइक्रोकंट्रोलर फर्मवेयर मल्टीप्लेक्सिंग लागू करेगा: डिजिट 1 के लिए ट्रांजिस्टर चालू करें, डिजिट 1 पर वांछित संख्या के लिए कैथोड पैटर्न सेट करें, थोड़ा समय प्रतीक्षा करें (उदाहरण के लिए, 2ms), डिजिट 1 बंद करें, और डिजिट 2 और 3 के लिए दोहराएं। यह चक्र लगातार चलेगा। चमक को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के मान या मल्टीप्लेक्सिंग के ड्यूटी साइकल को बदलकर समायोजित किया जा सकता है।

10. संचालन सिद्धांत परिचय

एक एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब डायोड की थ्रेशोल्ड से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार सामग्री से इलेक्ट्रॉन डिप्लेशन क्षेत्र में p-प्रकार सामग्री से होल के साथ पुनर्संयोजन करते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा जारी करता है। प्रकाश का विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित किया जाता है। AlGaInP में लाल/नारंगी/एम्बर प्रकाश के अनुरूप बैंडगैप होता है। इस मल्टीप्लेक्स्ड डिस्प्ले में, व्यक्तिगत सेगमेंट एलईडी होते हैं। एक डिजिट के कॉमन एनोड को चुनिंदा रूप से पावर देकर और विशिष्ट सेगमेंट के कैथोड को ग्राउंड करके, वे सेगमेंट एक अंक बनाने के लिए जलते हैं।

11. प्रौद्योगिकी रुझान

इस तरह की डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों में रुझान उच्च दक्षता, कम बिजली की खपत और बढ़ी हुई एकीकरण की ओर है। जबकि असतत एलईडी डिजिट डिस्प्ले अपनी सरलता, चमक और व्यापक दृश्य कोण के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं, वे कुछ अनुप्रयोगों में अधिक एकीकृत समाधानों जैसे कि OLED (ऑर्गेनिक एलईडी) डिस्प्ले या TFT-LCD द्वारा पूरक या प्रतिस्थापित किए जा रहे हैं, जो ग्राफिकल क्षमताएं प्रदान करते हैं। हालांकि, अत्यधिक चमकीले, मजबूत और सरल संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, विशेष रूप से औद्योगिक या बाहरी सेटिंग्स में, LTC-2621JD-01 जैसे एलईडी डिजिट डिस्प्ले एक विश्वसनीय और लागत-प्रभावी विकल्प बने हुए हैं। भविष्य के विकास में और भी अधिक दक्षता वाली सामग्री और शायद डिस्प्ले पैकेज के भीतर एकीकृत ड्राइवर सर्किटरी देखी जा सकती है।