LTD-6740JD LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56 इंच अक्षर ऊंचाई - सुपर रेड रंग - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर खपत - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह उपकरण एक ड्यूल-डिजिट सेवन-सेगमेंट LED डिस्प्ले मॉड्यूल है, जो विशेष रूप से डिजिटल सूचना प्रस्तुति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, चमकीली और विश्वसनीय डिजिटल रीडिंग प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य ऐसे उपकरण, नियंत्रण पैनल और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स हैं जिन्हें दो अंकों के डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।

यह डिस्प्ले अपने प्रकाश उत्सर्जक इकाइयों के निर्माण के लिए उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है। इस सामग्री प्रणाली का चयन लाल/नारंगी/एम्बर स्पेक्ट्रम में इसकी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण किया गया है। चिप को अपारदर्शी GaAs (गैलियम आर्सेनाइड) सब्सट्रेट पर निर्मित किया गया है, जो आंतरिक प्रकाश प्रकीर्णन और परावर्तन को कम करके कंट्रास्ट में सुधार करने में मदद करता है। पैकेजिंग में सफेद सेगमेंट मार्करों के साथ ग्रे पैनल का उपयोग किया गया है, जो प्रकाशित और गैर-प्रकाशित अवस्थाओं के बीच दृश्य कंट्रास्ट को अनुकूलित करता है, जिससे विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता बढ़ जाती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 प्रकाशमिति एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

प्रकाशीय प्रदर्शन को 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर मानक परीक्षण स्थितियों में परिभाषित किया गया है। मुख्य पैरामीटर - औसत प्रकाश तीव्रता (Iv) - प्रति सेगमेंट 1 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर, विशिष्ट रूप से 700 µcd है। निर्दिष्ट न्यूनतम मान 320 µcd है, और मानक रेटिंग में अधिकतम मान निर्दिष्ट नहीं है, जो न्यूनतम चमक सुनिश्चित करने पर ध्यान केंद्रित करने का संकेत देता है। सेगमेंट्स के बीच प्रकाश तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 निर्दिष्ट है, जो पूरे डिस्प्ले की एक समान उपस्थिति सुनिश्चित करता है।

रंग विशेषताओं को तरंगदैर्ध्य पैरामीटर्स द्वारा परिभाषित किया गया है। पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) विशिष्ट रूप से 650 nm है, जो इस उपकरण को दृश्य स्पेक्ट्रम के अति-लाल क्षेत्र में रखता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 639 nm निर्दिष्ट है। पीक तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के बीच का अंतर, साथ ही विशिष्ट रूप से 20 nm का स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ), उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता और विशिष्ट लाल रंग का वर्णन करते हैं। प्रकाश तीव्रता माप CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने वाले सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि माप मानवीय दृश्य धारणा के अनुरूप हैं।

2.2 विद्युत एवं तापीय रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं की जाने वाली परिचालन सीमाओं को परिभाषित करती है। प्रति सेगमेंट निरंतर अग्र धारा रेटिंग 25 mA है। हालांकि, 25°C से ऊपर, 0.33 mA/°C के रैखिक डीरेटिंग कारक के अनुसार धारा को कम करने की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि अधिकतम अनुमत निरंतर धारा तापमान बढ़ने के साथ घटती जाती है। पल्स ऑपरेशन के लिए, विशिष्ट शर्तों (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1 ms) के तहत 90 mA की पीक फॉरवर्ड करंट की अनुमति है। प्रति सेगमेंट अधिकतम पावर डिसिपेशन 70 mW है।

प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) सर्किट डिजाइन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो 20 mA टेस्ट करंट पर 2.1V (न्यूनतम) से 2.6V (अधिकतम) तक होता है। रिवर्स वोल्टेज (VR) सहनशीलता 5V है, जिस पर रिवर्स करंट (IR) अधिकतम 100 µA तक सीमित है। डिवाइस का ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान रेंज -35°C से +85°C तक रेट किया गया है, जो दर्शाता है कि यह औद्योगिक और विस्तारित वाणिज्यिक वातावरण के लिए उपयुक्त है।

3. बिनिंग एवं वर्गीकरण प्रणाली

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार वर्गीकृत" है। यह इंगित करता है कि एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया मौजूद है, जहां मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर विशेषता तालिका में 1 mA) पर मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर यूनिटों को छांटा जाता है। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए एक समान चमक स्तर वाले डिवाइस का चयन करने में सक्षम बनाता है, जो बहु-डिस्प्ले प्रणालियों या विशिष्ट चमक ग्रेड की आवश्यकता वाले उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि इस अंश में विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, लेकिन इस तरह के वर्गीकरण में आमतौर पर डिवाइसों को विभिन्न तीव्रता रेंज (जैसे, उच्च चमक बिन, मानक बिन) में बांटना शामिल होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल/ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का उल्लेख करती है। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ यहां प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन इस प्रकार के डिवाइस के लिए मानक वक्रों में आमतौर पर शामिल हैं:

• रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (I-V कर्व):यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, आमतौर पर एक उप-रैखिक संबंध में, जो आवश्यक चमक और दक्षता प्राप्त करने के लिए इष्टतम ड्राइव करंट निर्धारित करने में सहायक होता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट:करंट-सीमित सर्किट डिजाइन करने और बिजली की खपत की गणना करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जो उच्च तापमान या उच्च करंट अनुप्रयोगों में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष तीव्रता का ग्राफ, जो पीक वेवलेंथ, डोमिनेंट वेवलेंथ और स्पेक्ट्रल चौड़ाई को दर्शाता है।

गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने और मजबूत सिस्टम डिजाइन करने के लिए ये कर्व महत्वपूर्ण हैं।

5. यांत्रिक संरचना, पैकेजिंग एवं पिन परिभाषा जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और संरचना

यह डिवाइस एक मानक दो-अंकीय LED डिजिटल डिस्प्ले पैकेज में निर्मित है। सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25 mm है। "ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट" विवरण इंगित करता है कि यह एक डिफ्यूज़ प्लास्टिक पैकेज है, जिसमें कंट्रास्ट बढ़ाने के लिए ग्रे बैकग्राउंड परिवेशी प्रकाश को अवशोषित करता है, और सफेद सेगमेंट मार्किंग LED प्रकाश के समान रूप से फैलाव में सहायता करती है।

5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट

यह डिस्प्ले 18-पिन विन्यास का उपयोग करता है। इसकी विशेषता हैकॉमन कैथोडआर्किटेक्चर, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक अंक के LED के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। डिजिट 1 और डिजिट 2 के अलग-अलग कॉमन कैथोड पिन हैं (क्रमशः पिन 14 और 13)। यह मल्टीप्लेक्सिंग को सक्षम बनाता है, जहां दोनों अंक उच्च आवृत्ति पर बारी-बारी से चालू होते हैं, जिससे दोनों को एक साथ चालू होने का दृश्य प्रभाव पैदा होता है और इस प्रकार आवश्यक ड्राइव पिनों की संख्या कम हो जाती है।

प्रत्येक सेगमेंट (A से G, और दशमलव बिंदु) के एनोड (सकारात्मक टर्मिनल) प्रत्येक अंक के लिए अलग-अलग पिन पर लाए गए हैं। पिन परिभाषा तालिका सटीक मैपिंग प्रदान करती है। डेटाशीट में संदर्भित आंतरिक सर्किट आरेख दोनों अंकों के लिए इस कॉमन कैथोड, मल्टीप्लेक्स करने योग्य व्यवस्था को दृष्टिगत रूप से प्रदर्शित करेगा।

6. सोल्डरिंग, असेंबली और संचालन मार्गदर्शिका

एक महत्वपूर्ण निर्धारित असेंबली पैरामीटर अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान है: पैकेज माउंटिंग सतह से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे मापा गया, अधिकतम 260°C, अधिकतम अवधि 3 सेकंड। यह प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाने के लिए एक मानक रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल सीमा है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, कम तापमान और कम संपर्क समय का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। चौड़ा भंडारण तापमान रेंज (-35°C से +85°C) इंगित करता है कि सामान्य परिस्थितियों में विशेष भंडारण आवश्यकताओं की आवश्यकता नहीं है, लेकिन सेमीकंडक्टर उपकरणों के लिए, नमी और स्थैतिक बिजली से सुरक्षा की हमेशा सिफारिश की जाती है।

7. अनुप्रयोग डिजाइन सुझाव और विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

इस तरह के एक सामान्य कैथोड दोहरे-अंकीय डिस्प्ले के लिए, सबसे आम ड्राइविंग विधि हैमल्टीप्लेक्सिंग। एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित ड्राइवर IC निम्नलिखित कार्य करेगा:

1. एनोड पिन पर अंक 1 के लिए सेगमेंट पैटर्न सेट करें।
2. अंक 1 के कॉमन कैथोड को ग्राउंड (लो लेवल) पर ले जाकर अंक 1 को चमकाएं।
3. थोड़े समय के लिए प्रतीक्षा करें (उदाहरण के लिए, 1-10 ms)।
4. अंक 1 के कैथोड को हाई लेवल पर सेट करके इसे बंद करें।
5. एनोड पिन पर अंक 2 के सेगमेंट कोड पैटर्न सेट करें (आमतौर पर समान पिन का उपयोग करके)।
6. अंक 2 के कॉमन कैथोड को ग्राउंड पर ले जाकर अंक 2 को चमकाएं।
7. दृश्यमान फ्लिकर से बचने के लिए 60 Hz से अधिक आवृत्ति पर इस चक्र को दोहराएं।

करंट लिमिटिंग रेसिस्टरबिल्कुल आवश्यकप्रत्येक एनोड पिन (या प्रत्येक सेगमेंट ड्राइव आउटपुट) के साथ श्रृंखला में जोड़ें, ताकि फॉरवर्ड करंट को एक सुरक्षित मान पर सेट किया जा सके, आमतौर पर 5-20 mA के बीच, जो वांछित चमक और पावर बजट पर निर्भर करता है। प्रतिरोध मान की गणना सूत्र R = (Vcc - Vf) / If का उपयोग करके की जा सकती है, जहां Vf डेटाशीट से लिया गया है (सबसे खराब स्थिति के डिजाइन के लिए अधिकतम मान का उपयोग करें)।

7.2 डिज़ाइन विचार

• चमक नियंत्रण:चमक को फॉरवर्ड करंट (करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) को समायोजित करके या मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान कैथोड ड्राइवर के लिए पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।
• थर्मल प्रबंधन:अधिकतम धारा या उच्च परिवेश तापमान के निकट कार्य करते समय, पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें। फॉरवर्ड करंट के डेरेटिंग कर्व का पालन करना आवश्यक है।
• देखने का कोण:"वाइड व्यूइंग एंगल" विशेषता उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत फायदेमंद है जहां डिस्प्ले को ऑफ-एक्सिस स्थिति से देखा जा सकता है।
• कंट्रास्ट एन्हांसमेंट:ग्रे पैनल अच्छा अंतर्निहित कंट्रास्ट प्रदान करता है। शीर्ष प्रदर्शन के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश प्रकाश स्थितियों में, डिस्प्ले के ऊपर एक न्यूट्रल डेंसिटी या कंट्रास्ट एन्हांसमेंट फिल्टर का उपयोग करने पर विचार करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

मानक GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) लाल LED जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, यहां उपयोग की गई AlInGaP तकनीक काफी अधिक ल्यूमिनस एफिशिएंसी प्रदान करती है, जिससे समान ड्राइव करंट पर उच्च चमक प्राप्त होती है। यह बेहतर तापमान स्थिरता और लंबा जीवनकाल भी प्रदान करती है। एकल-अंक डिस्प्ले की तुलना में, यह एकीकृत दोहरा-अंक डिस्प्ले PCB स्थान बचाता है, घटकों की संख्या कम करता है और असेंबली को सरल बनाता है। कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर-आधारित मल्टीप्लेक्सिंग सिस्टम के लिए पसंद किया जाता है क्योंकि यह आमतौर पर कैथोड साइड पर सिंक करंट ड्राइव को लागू करने का एक सरल तरीका प्रदान करता है।

9. तकनीकी मापदंडों पर आधारित सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: पीक वेवलेंथ (650 nm) और डोमिनेंट वेवलेंथ (639 nm) में क्या अंतर है?
उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाती है। यह अंतर LED उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार से उत्पन्न होता है। रंग विनिर्देश के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स किए बिना चला सकता हूं ताकि दोनों अंक लगातार जलते रहें?
उत्तर: हां, लेकिन इसके लिए ड्राइव पिन की संख्या दोगुनी (प्रत्येक अंक के प्रत्येक सेगमेंट के लिए अलग एनोड) करनी होगी और लगभग दोगुनी चरम धारा की खपत होगी। मल्टीप्लेक्सिंग मानक, कुशल तरीका है।

प्रश्न: अधिकतम निरंतर धारा 25 mA है, लेकिन Vf के लिए परीक्षण की स्थिति 20 mA है। डिजाइन करते समय किस मान का उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए, प्रति सेगमेंट 20 mA या उससे कम धारा पर डिजाइन करें। 25 mA रेटिंग पूर्ण अधिकतम सीमा है; इस सीमा पर काम करने से जीवनकाल कम हो जाता है और सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है। विशिष्ट डिजाइन धारा 10-20 mA होती है।

प्रश्न: "सुपर रेड" का क्या अर्थ है?
उत्तर: "सुपर रेड" एक विपणन शब्द है, जिसका उपयोग आमतौर पर लाल LED के लिए किया जाता है जिनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य लगभग 635 nm से अधिक होती है, जो मानक "लाल" LED की तुलना में गहरा, अधिक संतृप्त लाल रंग उत्पन्न करती है जिनकी तरंगदैर्ध्य 620-630 nm के करीब हो सकती है।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

उदाहरण 1: डिजिटल मल्टीमीटर डिस्प्ले:दो अंक वोल्टेज या प्रतिरोध रीडिंग के दहाई और इकाई स्थान (तीसरा अंक किसी अन्य यूनिट डिस्प्ले द्वारा संभाला जा सकता है) प्रदर्शित करने के लिए आदर्श हैं। उच्च चमक और कंट्रास्ट वर्कशॉप की विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता सुनिश्चित करते हैं।

उदाहरण 2: औद्योगिक टाइमर/काउंटर:यह उत्पादन लाइन पर बीता हुआ समय या वस्तुओं की गिनती प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है। व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज इसे कारखाना वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है। मल्टीप्लेक्स ड्राइव को कम लागत वाले माइक्रोकंट्रोलर द्वारा आसानी से प्रबंधित किया जा सकता है।

उदाहरण 3: उपभोक्ता उपकरण डिस्प्ले:उदाहरण के लिए, हीटर पर दो-अंकीय तापमान सेटिंग डिस्प्ले या पंखे पर गति सेटिंग डिस्प्ले। कम बिजली खपत आवश्यकताएं उपकरण नियंत्रण बोर्ड के साथ संगत हैं।

11. कार्य सिद्धांत परिचय

यह उपकरण अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब डायोड के चालू वोल्टेज (इस AlInGaP सामग्री के लिए लगभग 2.1-2.6V) से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, और AlInGaP का बैंडगैप लाल प्रकाश उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सात सेगमेंट स्वतंत्र LED चिप्स या चिप भाग होते हैं, जिन्हें मानक संख्यात्मक पैटर्न बनाने के लिए वायर्ड किया जाता है और बाहरी पिन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।

12. तकनीकी रुझान और पृष्ठभूमि

हालांकि विविक्त सात-खंड LED डिस्प्ले उन विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण बने हुए हैं जिनमें सरलता, मजबूती और सीधी पठनीयता की आवश्यकता होती है, प्रदर्शन प्रौद्योगिकी का व्यापक रुझान एकीकृत डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले (जैसे OLED या TFT-LCD मॉड्यूल) और प्रोग्रामेबल स्मार्ट डिस्प्ले की ओर है। ये डिस्प्ले अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों, प्रतीकों और ग्राफ़िक्स को प्रदर्शित करने में अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं। हालांकि, सात-खंड डिस्प्ले के फायदे - अत्यंत सरल इंटरफ़ेस, अत्यंत कम लागत, उच्च चमक, उत्कृष्ट दूरी पर पठनीयता - उपकरणों, औद्योगिक नियंत्रण, उपकरणों और स्थिति संकेतकों के रूप में उनके निरंतर उपयोग को सुनिश्चित करते हैं। इस क्षेत्र के भीतर ही रुझान अधिक कुशल सामग्री (जैसे पुराने GaAsP के स्थान पर AlInGaP) को अपनाने, कम बिजली की खपत, छोटे पैकेजिंग और स्वचालित असेंबली के लिए सतह माउंट संस्करणों का है।