LTD-5223AJF LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56-इंच डिजिट ऊंचाई - AlInGaP पीला नारंगी - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-5223AJF एक उच्च-प्रदर्शन, सात-खंड अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट्स और कम बिजली खपत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक दृश्य संख्यात्मक आउटपुट प्रदान करना है। मुख्य तकनीक एक विशिष्ट पीले-नारंगी प्रकाश उत्सर्जन के लिए Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। यह सामग्री प्रणाली अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट दृश्यता के लिए जानी जाती है। डिस्प्ले में हल्के भूरे रंग का चेहरा और सफेद खंड रंग है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में इष्टतम पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है।

यह उपकरण दाएं हाथ के दशमलव बिंदु विन्यास के साथ एक सामान्य कैथोड प्रकार के रूप में वर्गीकृत है। यह ठोस-अवस्था विश्वसनीयता के लिए इंजीनियर किया गया है, जो लंबे परिचालन जीवन और सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। लक्षित बाजार में औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, उपभोक्ता उपकरण और कोई भी एम्बेडेड सिस्टम शामिल है जहां एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और ऊर्जा-कुशल संख्यात्मक डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ

प्रदर्शन की कार्यक्षमता के लिए प्रकाशीय प्रदर्शन केंद्रीय है। 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर मापे गए प्रमुख पैरामीटर निम्नलिखित हैं:

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): प्रत्येक खंड के लिए 1mA की अग्र धारा (I) पर संचालित होने पर यह न्यूनतम 320 µcd से लेकर 700 µcd के सामान्य मान तक होती है।_Fयह उच्च चमक स्तर अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p): आमतौर पर 611 नैनोमीटर (nm)। यह दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले-नारंगी क्षेत्र में स्पेक्ट्रमी शक्ति उत्पादन के उच्चतम विशिष्ट बिंदु को परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): लगभग 17 nm. यह पैरामीटर उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है; एक संकीर्ण चौड़ाई अधिक संतृप्त, शुद्ध रंग का सुझाव देती है।
• डॉमिनेंट वेवलेंथ (λ_d): आमतौर पर 605 nm. यह मानव आँख द्वारा रंग की एकल-तरंगदैर्ध्य धारणा है, जो माने गए पीले-नारंगी रंग से निकटता से मेल खाती है।
• Luminous Intensity Matching Ratio (I_V-m): Maximum 2:1. This specifies the allowable variation in brightness between different segments of the same digit when driven under identical conditions (I_F=1mA), ensuring uniform appearance.

सभी दीप्त तीव्रता माप एक सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके किए जाते हैं जिसे CIE फोटोपिक आई-रिस्पॉन्स कर्व का अनुमान लगाने के लिए कैलिब्रेट किया गया है, जिससे मानव दृष्टि के लिए डेटा की प्रासंगिकता सुनिश्चित होती है।

2.2 विद्युत विशेषताएँ

विद्युत पैरामीटर डिवाइस के लिए संचालन की स्थितियों और सीमाओं को परिभाषित करते हैं:

• प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F): आमतौर पर 2.6V, I पर अधिकतम 2.6V के साथ_F=20mA. यह एक प्रकाशित सेगमेंट के पार वोल्टेज ड्रॉप है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (I_R): अधिकतम 100 µA जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (V_R) लगाया जाता है। यह LED के रिवर्स-बायस्ड होने पर लीकेज करंट के स्तर को दर्शाता है।

2.3 Absolute Maximum Ratings

ये तनाव सीमाएँ हैं जिन्हें किसी भी परिस्थिति में स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए:

• प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन: 70 mW.
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA (1/10 ड्यूटी साइकल पर, 0.1ms पल्स चौड़ाई).
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट: 25 mA. यह रेटिंग 25\u00b0C से 0.33 mA/\u00b0C की दर से रैखिक रूप से कम होती है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज: 5 V.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C से +85°C.
• सोल्डर तापमान: 260°C पर 3 सेकंड, सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6mm) नीचे मापा गया।

3. Binning System Explanation

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य मापित ऑप्टिकल आउटपुट के आधार पर एक बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विवरण प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे डिस्प्ले के लिए सामान्य वर्गीकरण में मानक परीक्षण धारा (जैसे 1mA या 20mA) पर उनके मापित दीप्त तीव्रता के आधार पर इकाइयों को समूहित करना शामिल है। यह सुनिश्चित करता है कि डिजाइनरों को एक समान उत्पाद उपस्थिति के लिए सुसंगत चमक स्तर वाले डिस्प्ले प्राप्त हों। खरीदारों को तीव्रता और संभावित रूप से फॉरवर्ड वोल्टेज (V_f) से संबंधित विस्तृत कोड परिभाषाओं के लिए निर्माता की पूर्ण बिनिंग विशिष्टताओं से परामर्श करना चाहिए ताकि उनके डिजाइन में विद्युत अनुकूलता सुनिश्चित हो सके।

4. Performance Curve Analysis

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का संदर्भ देती है। ये ग्राफिकल प्रतिनिधित्व सिंगल-पॉइंट स्पेसिफिकेशन से परे डिवाइस व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि विशिष्ट कर्व्स प्रदान किए गए टेक्स्ट में प्रदर्शित नहीं हैं, वे आम तौर पर शामिल करते हैं:

• I-V (करंट-वोल्टेज) कर्व: फॉरवर्ड करंट (I_F) और फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F). यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट: यह दर्शाता है कि ड्राइव करंट बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है, जो चमक और बिजली खपत के बीच संतुलन को अनुकूलित करने में मदद करता है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर चमक कैसे कम होती है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• Spectral Distribution: सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आरेख, जो शिखर (\u03bb) दिखाता है।_p) और उत्सर्जित प्रकाश स्पेक्ट्रम का आकार।

डिज़ाइनरों को गैर-मानक परिस्थितियों में प्रदर्शन का अनुमान लगाने और निर्दिष्ट तापमान सीमा में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इन वक्रों का संदर्भ लेना चाहिए।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Physical Dimensions

डिवाइस में अंक की ऊंचाई 0.56 इंच (14.22 मिमी) है। पैकेज आयाम चित्र (संदर्भित लेकिन दिखाया नहीं गया) विस्तृत यांत्रिक रूपरेखा प्रदान करता है, जिसमें समग्र लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, सेगमेंट आयाम और लीड (पिन) अंतर शामिल हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में निर्दिष्ट हैं जिनकी मानक सहनशीलता \u00b10.25mm है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। यह जानकारी पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन और अंतिम उत्पाद के आवरण के भीतर उचित फिट सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 Pin Connection and Polarity Identification

LTD-5223AJF 18 पिनों वाला एक दो-अंकीय, कॉमन कैथोड डिस्प्ले है। पिनआउट इस प्रकार है:

• Common Cathode (CC): पिन 13 और 14 क्रमशः डिजिट 2 और डिजिट 1 के लिए कॉमन कैथोड टर्मिनल हैं। कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में, किसी दिए गए डिजिट के सभी LED सेगमेंट कैथोड आंतरिक रूप से इस एकल पिन से जुड़े होते हैं। किसी सेगमेंट को प्रकाशित करने के लिए, उसके संबंधित एनोड पिन को हाई (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से पॉजिटिव वोल्टेज) ड्राइव किया जाना चाहिए, जबकि उसके डिजिट का कॉमन कैथोड लो (ग्राउंड) पर खींचा जाता है।
• सेगमेंट एनोड: पिन 1-12 और 15-18 दोनों डिजिट के व्यक्तिगत सेगमेंट (A-G और DP) के लिए एनोड कनेक्शन हैं। मैपिंग पिन कनेक्शन टेबल में स्पष्ट रूप से परिभाषित है (उदाहरण के लिए, पिन 1: डिजिट 1 के लिए एनोड E)।
• दाईं ओर दशमलव बिंदु: दशमलव बिंदु एनोड्स प्रत्येक अंक (Pins 4 और 9) के लिए निर्दिष्ट हैं, जो अंक के दाईं ओर इसकी स्थिति की पुष्टि करते हैं।

आंतरिक सर्किट आरेख (referenced) दृश्य रूप से इस कॉमन कैथोड आर्किटेक्चर और प्रत्येक अंक के भीतर सेगमेंट्स के अंतर्संयोजन की पुष्टि करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

The absolute maximum ratings specify a critical soldering parameter: the leads can be subjected to a temperature of 260°C for a maximum of 3 seconds, measured at a point 1/16 inch (1.6mm) below the seating plane (where the package body meets the PCB). This is a standard reflow soldering profile constraint. To ensure reliability:

• Adhere strictly to this time-temperature profile during reflow soldering processes.
• पैकेज बॉडी पर सीधे हैंड सोल्डरिंग से बचें; गर्मी केवल लीड्स पर लगाएं।
• सोल्डरिंग के बाद डिवाइस को स्वाभाविक रूप से ठंडा होने दें; थर्मल शॉक से बचें।
• हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन करें।
• उपयोग से पहले डिवाइसों को निर्दिष्ट तापमान सीमा (-35°C से +85°C) के भीतर एक शुष्क वातावरण में संग्रहित करें।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LTD-5223AJF जैसे कॉमन कैथोड डिस्प्ले के लिए, दो प्राथमिक ड्राइविंग विधियों का उपयोग किया जाता है:

1. स्टैटिक ड्राइव: प्रत्येक सेगमेंट एनोड में एक समर्पित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर और ड्राइवर पिन होता है। कॉमन कैथोड स्थायी रूप से ग्राउंड से जुड़े होते हैं। यह विधि सरल है लेकिन कई I/O पिन्स (7 सेगमेंट + प्रति डिजिट DP) की आवश्यकता होती है।
2. मल्टीप्लेक्स्ड (डायनामिक) ड्राइव: यह बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए सबसे आम विधि है। सभी अंकों में समान सेगमेंट स्थिति के लिए सभी सेगमेंट एनोड एक साथ जुड़े होते हैं। प्रत्येक अंक का कॉमन कैथोड एक ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC द्वारा स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर कॉमन एनोड लाइनों पर उस अंक के लिए सेगमेंट डेटा प्रस्तुत करते हुए, एक समय में एक अंक के कैथोड को चालू करने के माध्यम से तेजी से चक्र करता है। इससे आवश्यक I/O पिनों में काफी कमी आती है और यह अत्यधिक कुशल है। AlInGaP एलईडी की उच्च चमक और अच्छी प्रतिक्रिया समय उन्हें मल्टीप्लेक्सिंग के लिए उपयुक्त बनाती है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग: प्रत्येक सेगमेंट एनोड (या मल्टीप्लेक्सिंग में कॉमन एनोड लाइन) के लिए हमेशा एक सीरीज़ रेसिस्टर का उपयोग करें ताकि फॉरवर्ड करंट को एक सुरक्षित मान तक सीमित किया जा सके, जो आमतौर पर वांछित चमक और पावर बजट के आधार पर 1mA से 20mA के बीच होता है। रेसिस्टर मान की गणना R = (V_supply - V_F) / I का उपयोग करके करें।_F.
• लो-करंट ऑपरेशन: डेटाशीट प्रति सेगमेंट 1mA जितनी कम धाराओं पर भी उत्कृष्ट प्रदर्शन को उजागर करती है। यह बैटरी-संचालित या ऊर्जा-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख लाभ है।
• व्यूइंग एंगल: विस्तृत दृश्य कोण विभिन्न स्थितियों से पठनीयता सुनिश्चित करता है, जो पैनल-माउंटेड उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।
• ऊष्मा प्रबंधन: हालांकि विद्युत क्षय कम है, सुनिश्चित करें कि कार्यशील परिवेश का तापमान 85°C से अधिक न हो। बंद स्थानों या उच्च तापमान वाले वातावरण में, वेंटिलेशन पर विचार करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTD-5223AJF के प्राथमिक विभेदक इसकी सामग्री प्रौद्योगिकी और कम-धारा अनुकूलन हैं:

• AlInGaP बनाम पारंपरिक सामग्री: पुरानी GaAsP या GaP LED तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर अधिक चमक या कम शक्ति पर समान चमक मिलती है। यह तापमान और जीवनकाल में श्रेष्ठ रंग संतृप्ति और स्थिरता भी प्रदान करता है।
• कम-धारा डिज़ाइन: कई डिस्प्ले को उच्च धाराओं (जैसे 20mA) पर चरित्रित किया जाता है। LTD-5223AJF को स्पष्ट रूप से 1mA पर उत्कृष्ट विशेषताओं के लिए परीक्षण और चयनित किया गया है, जो इसे अति-कम-शक्ति डिज़ाइनों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बनाता है जहाँ हर मिलीएम्पियर मायने रखता है।
• एकरूपता: "सतत एकसमान खंड" और एक कसी हुई चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात (2:1) जैसी विशेषताएं सभी अंकों और खंडों में एक पेशेवर, सुसंगत उपस्थिति सुनिश्चित करती हैं, जो कम लागत वाले डिस्प्ले में हमेशा गारंटी नहीं होती है।

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

Q: What is the minimum current needed to see the segments illuminate?
A: हालांकि डिवाइस का परीक्षण 1mA तक किया गया है, सेगमेंट्स और भी कम करंट पर दिखाई दे सकते हैं, लेकिन चमक बहुत कम होगी। विश्वसनीय संचालन के लिए, निर्दिष्ट 1mA न्यूनतम के लिए डिज़ाइन करें।

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
A: हाँ, लेकिन आपको हमेशा करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। एक सामान्य V_F 2.6V के फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए, 20mA ड्राइव के लिए 5V आपूर्ति में लगभग (5V - 2.6V) / 0.020A = 120Ω रोकनेवाला मान की आवश्यकता होगी। 3.3V लॉजिक के लिए, हेडरूम कम है: (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35Ω। वास्तविक फॉरवर्ड करंट की हमेशा पुष्टि करें।

प्रश्न: मेरे सर्किट डिज़ाइन के लिए "कॉमन कैथोड" का क्या अर्थ है?
A> It means you sink current to ground to turn on a digit. In practice, you connect the common cathode pin to a microcontroller I/O pin (set as output low) or to the collector of an NPN transistor whose emitter is grounded. The microcontroller then switches the transistor on to enable the digit.

प्रश्न: मल्टीप्लेक्सिंग करते समय मैं एकसमान चमक कैसे प्राप्त करूं?
A> In multiplexed drive, the instantaneous current per segment is higher than the desired average current because each digit is only on for a fraction of the time (duty cycle). For example, to achieve an average of 5mA per segment in a 2-digit multiplex with equal duty cycle, you would drive each segment with approximately 10mA when its digit is active. The peak current must still stay within the absolute maximum rating of 25mA continuous/90mA pulsed.

10. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक लो-पावर पोर्टेबल मल्टीमीटर डिस्प्ले डिज़ाइन करना
एक डिजाइनर एक हैंडहेल्ड डिजिटल मल्टीमीटर बना रहा है जिसे एक ही 9V बैटरी पर लंबे समय तक काम करना चाहिए। विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता महत्वपूर्ण है। LTD-5223AJF एक आदर्श उम्मीदवार है।

कार्यान्वयन: डिजाइनर एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है जिसमें एकीकृत LCD/सेगमेंट ड्राइवर या एक समर्पित मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर IC होता है। वे बिजली बचाने के लिए प्रत्येक सेगमेंट को औसतन 2mA करंट पर चलाना चुनते हैं। 2-अंकीय मल्टीप्लेक्स के लिए, सक्रिय समय स्लॉट के दौरान शिखर करंट प्रति सेगमेंट 4mA पर सेट किया जाता है, जो डिवाइस की क्षमताओं के भीतर है। कम करंट पर उच्च चमकदार तीव्रता (1mA पर 320-700 µcd) सुनिश्चित करती है कि डिस्प्ले स्पष्ट रूप से दिखाई देता रहे। AlInGaP पीले-नारंगी रंग को हल्के भूरे चेहरे के खिलाफ उसके उच्च कंट्रास्ट और मंद और चमकीले परिवेशी प्रकाश दोनों में इसकी प्रभावशीलता के लिए चुना जाता है। चौड़ा व्यूइंग एंगल उपयोगकर्ता को स्पष्टता खोए बिना विभिन्न कोणों से माप पढ़ने की अनुमति देता है। कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्राइविंग सर्किटरी में बिजली की हानि को कम करता है, जिससे बैटरी जीवन और बढ़ जाता है।

11. तकनीकी सिद्धांत परिचय

The core operating principle is based on electroluminescence in a semiconductor P-N junction. The LTD-5223AJF uses AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) as the active semiconductor material. When a forward voltage exceeding the material's bandgap energy is applied across the junction, electrons from the N-type region recombine with holes from the P-type region. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlInGaP alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, yellow-orange (~605-611 nm). The chips are mounted on a non-transparent GaAs substrate, which helps direct light output upwards through the segment, improving efficiency and contrast. The seven individual segments (A-G) and decimal point (DP) are formed by separate LED chips or chip regions, electrically isolated but physically arranged to form a digit pattern. The common cathode configuration internally connects all the cathodes of the segments within a single digit, simplifying external drive circuitry.

12. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ

जबकि सात-खंड एलईडी डिस्प्ले संख्यात्मक रीडआउट्स के लिए एक मजबूत और लागत-प्रभावी समाधान बने हुए हैं, व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र विकसित हो रहा है। AlInGaP का उपयोग GaAsP जैसी पुरानी III-V अर्धचालक सामग्रियों पर एक प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो उच्च दक्षता और बेहतर रंग शुद्धता प्रदान करता है। अधिक जटिल जानकारी के लिए डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझानों में डॉट-मैट्रिक्स OLED या LCD की ओर बदलाव शामिल है, जो समान आकार के पैकेज में पूर्ण अल्फ़ान्यूमेरिक और ग्राफिक क्षमताएं प्रदान करते हैं। हालाँकि, समर्पित संख्यात्मक अनुप्रयोगों के लिए जिनमें अत्यधिक विश्वसनीयता, विस्तृत तापमान सीमा संचालन, उच्च चमक और सरलता की आवश्यकता होती है, LTD-5223AJF जैसे एलईडी सात-खंड डिस्प्ले पसंदीदा विकल्प बने रहते हैं। भविष्य के विकास और भी अधिक दक्षता वाली सामग्रियों (जैसे अन्य रंगों के लिए सुधारित InGaN या माइक्रो-एलईडी प्रौद्योगिकी) पर केंद्रित हो सकते हैं, बैटरी-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए बिजली की खपत को और कम कर सकते हैं, और सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे डिस्प्ले पैकेज में एकीकृत कर सकते हैं।