LTS-3861JF LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.3-इंच (7.62mm) डिजिट ऊंचाई - AlInGaP पीला नारंगी - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-3861JF एक एकल-अंकीय, 7-सेगमेंट प्लस दाएं हाथ का दशमलव बिंदु वाला LED डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, अत्यधिक दृश्यमान संख्यात्मक और सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण आउटपुट प्रदान करना है। मूल तकनीक LED चिप्स के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है, जो स्पेक्ट्रम के पीले-नारंगी क्षेत्र में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। डिवाइस में सफेद सेगमेंट के साथ एक ग्रे फेस है, जो कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। इसे कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो कई माइक्रोकंट्रोलर-आधारित अनुप्रयोगों में ड्राइव सर्किटरी को सरल बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्ष्य बाजार

इस डिस्प्ले के प्रमुख लाभ इसकी AlInGaP संरचना और डिज़ाइन से उत्पन्न होते हैं। यह उच्च चमक और उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करता है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विभिन्न प्रकाश स्थितियों में दृश्यता महत्वपूर्ण है। चौड़ा व्यूइंग एंगल यह सुनिश्चित करता है कि डिस्प्ले ऑफ-एक्सिस स्थितियों से भी पठनीय बना रहे। इसकी कम बिजली आवश्यकता और सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता इसे उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में दीर्घकालिक उपयोग के लिए आदर्श बनाती है। प्राथमिक लक्षित बाजारों में इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल, पॉइंट-ऑफ-सेल उपकरण, घरेलू उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण इकाइयाँ और संचार उपकरण शामिल हैं जहाँ एक सरल, विश्वसनीय संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट विद्युत और प्रकाशीय विशेषताओं की एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 फोटोमेट्रिक और ऑप्टिकल विशेषताएँ

दीप्त तीव्रता को वर्गीकृत किया गया है, जिसका 1mA के अग्र धारा पर 600 माइक्रोकैंडेला (ucd) का एक विशिष्ट मान है। इस पैरामीटर को CIE फोटोपिक आई-रिस्पॉन्स कर्व से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि मान मानवीय चमक की धारणा से संबंधित है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य 605 नैनोमीटर (nm) है, जो आउटपुट को पीले-नारंगी रंग सीमा में स्थापित करता है। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई 17 nm है, जो न्यूनतम स्पेक्ट्रल प्रसार के साथ एक अपेक्षाकृत शुद्ध, संतृप्त रंग को इंगित करती है। खंडों के बीच दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात 2:1 पर निर्दिष्ट है, जो अंक भर में एक समान रूप सुनिश्चित करता है।

2.2 Electrical Parameters

प्रत्येक LED चिप का अग्र वोल्टेज 20mA पर आम तौर पर 2.60 वोल्ट होता है। डिजाइनरों को करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करते समय अग्र वोल्टेज रेंज (2.05V से 2.60V) को ध्यान में रखना चाहिए ताकि उत्पादन बैचों में समान चमक सुनिश्चित हो सके। रिवर्स करंट 5V रिवर्स बायस पर अधिकतम 100 माइक्रोएम्पियर निर्दिष्ट है। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि ध्यान दें कि यह रिवर्स वोल्टेज स्थिति केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; डिवाइस को रिवर्स बायस के तहत निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स परिचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं: प्रति सेगमेंट 70mW पावर डिसिपेशन, पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी, 0.1ms पल्स) के तहत 90mA का पीक अग्र करंट, और 25°C पर 25mA का निरंतर अग्र करंट, जो उस तापमान से ऊपर 0.33 mA/°C से रैखिक रूप से कम होता है।

2.3 Thermal and Environmental Ratings

डिवाइस -35°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के लिए रेटेड है, जिसमें भंडारण तापमान रेंज भी समान है। यह विस्तृत रेंज महत्वपूर्ण तापमान परिवर्तन वाले वातावरण में तैनाती का समर्थन करती है। असेंबली के लिए सोल्डर तापमान रेटिंग महत्वपूर्ण है: सोल्डरिंग के दौरान घटक के शरीर का तापमान इसकी अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए, जिसके लिए सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे लीड्स के लिए 5 सेकंड के लिए 260°C का दिशानिर्देश है।

3. बिनिंग और वर्गीकरण प्रणाली

डेटाशीट इंगित करता है कि उपकरणों को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है। इसका मतलब है कि इकाइयों का परीक्षण किया जाता है और एक मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर 1mA या 20mA) पर उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर उन्हें अलग-अलग बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सुसंगत चमक वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड का विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, 2:1 तीव्रता मिलान अनुपात विनिर्देशन यह सुनिश्चित करता है कि एक ही उपकरण के भीतर सेगमेंट की चमक काफी हद तक एकसमान होगी। यदि कई डिस्प्ले में कड़ी चमक एकरूपता की आवश्यकता है, तो डिजाइनरों को विस्तृत बिनिंग जानकारी के लिए निर्माता से परामर्श करना चाहिए।

4. Performance Curve Analysis

डेटाशीट में Typical performance curves का संदर्भ दिया गया है। ये ग्राफ़ 25°C पर एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे उपकरण के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। इनमें आमतौर पर शामिल हैं:

• IV वक्र (धारा बनाम वोल्टेज): अग्र वोल्टेज और अग्र धारा के बीच संबंध दर्शाता है। यह वक्र अरेखीय है और सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा: यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है। यह शक्ति क्षय और जीवनकाल पर विचार करते हुए, वांछित चमक स्तर के लिए इष्टतम ड्राइव धारा निर्धारित करने में सहायता करता है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह दर्शाता है कि कैसे जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो उच्च परिवेशी तापमान या उच्च ड्राइव धारा पर संचालित होते हैं।
• स्पेक्ट्रल वितरण: सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आरेख, जो 611nm पर शिखर और स्पेक्ट्रल चौड़ाई दर्शाता है।

ये वक्र इंजीनियरों को वास्तविक, गैर-आदर्श परिस्थितियों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने की अनुमति देते हैं।

5. Mechanical and Package Information

डिस्प्ले का अंक ऊंचाई 0.3 इंच (7.62 मिमी) है। पैकेज आयाम चित्र PCB फुटप्रिंट डिज़ाइन और एन्क्लोजर फिटिंग के लिए महत्वपूर्ण यांत्रिक डेटा प्रदान करता है। मुख्य सहनशीलताएं नोट की गई हैं: अधिकांश आयामों के लिए ±0.25 मिमी और पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता ±0.4 मिमी। पिनों के लिए अनुशंसित PCB होल व्यास 1.40 मिमी है। डेटाशीट में विदेशी पदार्थ, सेगमेंट में बुलबुले, रिफ्लेक्टर के झुकाव और सतह स्याही संदूषण के स्वीकार्य स्तरों से संबंधित गुणवत्ता नियंत्रण नोट्स भी शामिल हैं।

5.1 Pinout and Circuit Diagram

डिवाइस में 10-पिन सिंगल-रो कॉन्फ़िगरेशन है। आंतरिक सर्किट डायग्राम एक कॉमन एनोड डिज़ाइन दिखाता है, जहां किसी दिए गए अंक के सभी एलईडी के एनोड एक साथ जुड़े होते हैं। सही वायरिंग के लिए पिन कनेक्शन तालिका आवश्यक है:
Pin 1: Common Anode
Pin 2: Cathode F (segment)
Pin 3: Cathode G (segment)
Pin 4: Cathode E (segment)
Pin 5: Cathode D (segment)
Pin 6: Common Anode (connected internally to Pin 1)
Pin 7: Cathode D.P. (Decimal Point)
Pin 8: Cathode C (segment)
Pin 9: Cathode B (segment)
Pin 10: Cathode A (segment)
दोहरे एनोड पिन (1 और 6) करंट वितरण में सहायता करते हैं और PCB पर एक साथ जोड़े जा सकते हैं।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 रीफ्लो और मैन्युअल सोल्डरिंग

स्वचालित सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए, शर्त 260°C पर 5 सेकंड के रूप में निर्दिष्ट है, जिसे सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे मापा जाता है। मैन्युअल सोल्डरिंग के लिए, 350°C ±30°C का उच्च आयरन तापमान अनुमत है, लेकिन संपर्क समय 5 सेकंड के भीतर सीमित होना चाहिए। इन समय-तापमान प्रोफाइलों से अधिक होने पर आंतरिक एपॉक्सी, LED चिप्स, या वायर बॉन्ड्स को नुकसान पहुंच सकता है।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग

हालांकि अंश में स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं है, मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियां LED उपकरणों पर लागू होती हैं। नमी अवशोषण और अन्य ह्रास को रोकने के लिए, उन्हें निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा (-35°C से +85°C) के भीतर एक नियंत्रित वातावरण में एंटी-स्टैटिक पैकेजिंग में संग्रहित किया जाना चाहिए।

7. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

7.1 Typical Application Circuits

यह एक कॉमन एनोड डिस्प्ले है, इसलिए एनोड आमतौर पर एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से एक पॉजिटिव सप्लाई वोल्टेज (Vcc) से जुड़े होते हैं, या बेहतर होगा कि उन्हें एक कॉन्स्टेंट-करंट सोर्स या करंट सोर्स के रूप में कॉन्फ़िगर किए गए माइक्रोकंट्रोलर पिन (यदि उसकी क्षमता के भीतर हो) द्वारा संचालित किया जाए। कैथोड पिन ग्राउंड (सिंक करंट) से जुड़े होते हैं ताकि एक सेगमेंट चालू हो सके। यह कॉमन कैथोड डिस्प्ले के विपरीत है। कई डिजिट को मल्टीप्लेक्स करना I/O पिन बचाने की एक सामान्य तकनीक है, जहां एनोड को तेजी से स्विच किया जाता है जबकि संबंधित कैथोड पैटर्न प्रस्तुत किए जाते हैं।

7.2 Critical Design Warnings

"Cautions" अनुभाग कई महत्वपूर्ण बिंदुओं पर प्रकाश डालता है:
1. Current Limiting is Mandatory: एलईडी करंट-चालित उपकरण हैं। थर्मल रनअवे और विनाश को रोकने के लिए हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या सक्रिय स्थिर-धारा सर्किट की आवश्यकता होती है।
2. फॉरवर्ड वोल्टेज भिन्नता पर विचार करें: सर्किट को पूर्ण VF रेंज (2.05V-2.60V) पर इच्छित ड्राइव करंट प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
3. रिवर्स बायस से बचें: ड्राइविंग सर्किट में रिवर्स वोल्टेज स्पाइक्स से बचने के लिए सुरक्षा उपाय (जैसे समानांतर में डायोड) शामिल होने चाहिए।
4. थर्मल प्रबंधन: उच्च परिवेशी तापमान के लिए ड्राइव करंट को कम करना होगा। अत्यधिक करंट या उच्च कार्यशील तापमान प्रकाश उत्पादन में गिरावट को तेज करता है और समय से पहले विफलता का कारण बनता है।
5. अनुप्रयोग दायरा: यह उपकरण मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है। सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (विमानन, चिकित्सा, आदि) के लिए, विशिष्ट परामर्श और योग्यता आवश्यक है।

8. विश्वसनीयता और परीक्षण

यह उपकरण सैन्य (MIL-STD), जापानी (JIS), और आंतरिक मानकों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है। इनमें शामिल हैं:
- Operating Life Test (RTOL): अधिकतम रेटेड करंट पर 1000 घंटे।
- Environmental Stress Tests: High Temperature/Humidity Storage, High/Low Temperature Storage, Temperature Cycling, and Thermal Shock.
- Process Robustness Tests: Solder Resistance and Solderability tests.
These tests validate the device's ability to withstand the rigors of manufacturing, storage, and long-term operation.

9. तुलना और विभेदन

LTS-3861JF की प्राथमिक विशिष्टता पीले-नारंगी उत्सर्जन के लिए AlInGaP प्रौद्योगिकी के उपयोग में निहित है। GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च दीप्त दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक चमकदार, अधिक सुसंगत आउटपुट प्राप्त होता है। ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिज़ाइन, ऑल-डिफ्यूज़्ड पैकेजों की तुलना में श्रेष्ठ कंट्रास्ट प्रदान करता है। इसका 0.3-इंच डिजिट आकार छोटे, कम पठनीय डिस्प्ले और बड़े, उच्च-शक्ति वाले डिस्प्ले के बीच एक विशिष्ट आला को लक्षित करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: कॉमन एनोड और कॉमन कैथोड में क्या अंतर है?
उ: कॉमन एनोड डिस्प्ले में, सभी LED एनोड Vcc से जुड़े होते हैं, और सेगमेंट करंट सिंक करके (कैथोड को लो करके) ON किए जाते हैं। कॉमन कैथोड में, सभी कैथोड ग्राउंड से जुड़े होते हैं, और सेगमेंट करंट सोर्स करके (एनोड को हाई ड्राइव करके) ON किए जाते हैं। ड्राइविंग सर्किट प्रकार से मेल खाना चाहिए।

प्र: करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का मान कैसे निकालूं?
A: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired। VF रेंज के निचले सिरे पर पर्याप्त करंट सुनिश्चित करने के लिए डेटाशीट (2.60V) से अधिकतम VF का उपयोग करें। 5V सप्लाई और 20mA वांछित करंट के लिए: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 ओम। हमेशा रेसिस्टर पावर रेटिंग जांचें: P = I^2 * R।

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूं?
A: यह MCU की पिन करंट सोर्सिंग/सिंकिंग क्षमता पर निर्भर करता है। कई MCUs सोर्स करने की तुलना में अधिक करंट सिंक कर सकते हैं। कॉमन एनोड डिस्प्ले (सिंक करंट) के लिए, यदि सेगमेंट करंट (जैसे, 10-20mA) प्रति पिन और कुल पैकेज लिमिट के लिए MCU की सिंक करंट स्पेसिफिकेशन के भीतर है, तो आप इसे सीधे ड्राइव कर सकते हैं। मल्टीप्लेक्सिंग और उच्च करंट प्रदान करने के लिए अक्सर एक ड्राइवर IC (जैसे, TPIC6B595 सिंक ड्राइवर वाला 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर, या एक समर्पित LED ड्राइवर) का उपयोग किया जाता है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: एक साधारण डिजिटल टाइमर डिस्प्ले डिजाइन करना।
मिनट और सेकंड (MM:SS) दिखाने के लिए चार LTS-3861JF डिजिट का उपयोग किया जाता है। सीमित I/O पिन वाला एक माइक्रोकंट्रोलर चुना जाता है। कार्यान्वयन: Use multiplexing. Connect all corresponding segment cathodes (A, B, C, D, E, F, G, DP) of the four digits together. These eight lines connect to eight microcontroller pins configured as outputs (to sink current). Each digit's common anode pin is connected to a separate microcontroller pin via a small NPN transistor (e.g., 2N3904) that can handle the total digit current (up to 8 segments * 20mA = 160mA). The microcontroller rapidly cycles through turning on one transistor (enabling one digit) while outputting the segment pattern for that digit on the cathode lines. A refresh rate of >100Hz prevents visible flicker. Current-limiting resistors are placed on either the cathode lines or the anode paths.

12. Technology Principle

AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) एक III-V कंपाउंड सेमीकंडक्टर है। फॉरवर्ड-बायस्ड होने पर, इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। क्रिस्टल जालक में Al, In, Ga और P का विशिष्ट अनुपात बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करता है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करता है। पीले-नारंगी प्रकाश (~605nm) के लिए, एक विशिष्ट संरचना का उपयोग किया जाता है। AlInGaP एक GaAs सब्सट्रेट पर विकसित किया जाता है। यह लाल-पीले रंगों के लिए अन्य सामग्री प्रणालियों की तुलना में उच्च आंतरिक क्वांटम दक्षता और उच्च तापमान पर अच्छे प्रदर्शन के लिए जाना जाता है।

13. Industry Trends

डिस्क्रीट LED डिस्प्ले में प्रवृत्ति उच्च दक्षता, व्यापक रंग सीमा और सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) के साथ एकीकरण की ओर है। हालांकि उच्च प्रदर्शन एम्बर और लाल के लिए AlInGaP प्रमुख बना हुआ है, AllnGaN-आधारित उपकरण हरे और पीले स्पेक्ट्रम में और आगे बढ़ रहे हैं। बड़े डिस्प्ले के लिए फाइनर-पिच, डायरेक्ट-व्यू LED मॉड्यूल की ओर भी एक सामान्य उद्योग परिवर्तन हो रहा है, जिससे कुछ अनुप्रयोगों में डिस्क्रीट सेगमेंटेड डिजिट की मांग कम हो रही है। हालांकि, औद्योगिक और उपभोक्ता उपकरणों में सरल, कम लागत, अत्यधिक विश्वसनीय संख्यात्मक रीडआउट के लिए, LTS-3861JF जैसे सेगमेंटेड LED डिस्प्ले अपनी सरलता, स्थायित्व और इंटरफेस में आसानी के कारण एक मजबूत और व्यावहारिक समाधान बने हुए हैं।