LTC-5753JD-01 एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56-इंच डिजिट ऊंचाई - हाइपर रेड (650nm) - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर डिसिपेशन - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

LTC-5753JD-01 एक उच्च-प्रदर्शन, चार-अंकीय, सात-खंड अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट्स की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य चार अलग-अलग अंकों में संख्यात्मक डेटा का दृश्य प्रतिनिधित्व करना है, जिनमें से प्रत्येक सात स्वतंत्र रूप से एड्रेस करने योग्य एलईडी खंडों और एक दशमलव बिंदु से बना है। यह उपकरण इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल, औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों, परीक्षण उपकरण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और किसी भी इंटरफ़ेस में एकीकरण के लिए इंजीनियर किया गया है जहां विश्वसनीय, बहु-अंकीय संख्यात्मक डिस्प्ले आवश्यक है।

इस डिस्प्ले का मुख्य लाभ हाइपर रेड एलईडी चिप्स के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक प्रौद्योगिकी के उपयोग में निहित है। यह सामग्री प्रणाली लाल-नारंगी स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमकदार तीव्रता के लिए प्रसिद्ध है। डिस्प्ले में सफेद खंडों के साथ हल्के भूरे रंग का चेहरा है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को काफी बढ़ाता है, जिससे इसकी "उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति" में योगदान होता है। उपकरण को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो बहु-इकाई स्थापनाओं में एक समान दृश्य प्रदर्शन के लिए उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करता है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

यह खंड डाटाशीट में परिभाषित प्रमुख तकनीकी मापदंडों का एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है, जो डिजाइन और अनुप्रयोग के लिए उनके महत्व की व्याख्या करता है।

2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएँ

डिस्प्ले की कार्यक्षमता के लिए ऑप्टिकल प्रदर्शन केंद्रीय है। मुख्य मापदंडों को मानकीकृत परीक्षण स्थितियों (आमतौर पर Ta=25°C) के तहत मापा जाता है।

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): Ranges from a minimum of 200 µcd to a typical value of 650 µcd at a forward current (I_F) of 1mA. This parameter quantifies the perceived brightness of the lit segment by the human eye, using a filter that approximates the CIE photopic response curve. The high typical value ensures good visibility.
• Peak Emission Wavelength (λ_p): 650 nanometers (nm). This is the wavelength at which the optical power output of the LED is at its maximum. It defines the "Hyper Red" color characteristic.
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 639 nm. यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो एलईडी प्रकाश के मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए रंग से सर्वोत्तम मेल खाती है। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण एलईडी के लिए शिखर और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के बीच का अंतर विशिष्ट है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): 20 nm. यह उत्सर्जित प्रकाश की बैंडविड्थ निर्दिष्ट करता है, जिसे स्पेक्ट्रल पावर वितरण के फुल विड्थ ऐट हाफ मैक्सिमम (FWHM) के रूप में मापा जाता है। 20 nm का मान अपेक्षाकृत शुद्ध, संतृप्त लाल रंग को इंगित करता है।
• Luminous Intensity Matching Ratio (I_V-m): 2:1 maximum. This is a critical parameter for display uniformity. It specifies that the luminous intensity of any one segment shall not be more than twice that of any other segment within the same device when driven under identical conditions (I_F=1mA). This ensures balanced brightness across all segments of a digit.

2.2 विद्युत और तापीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर विश्वसनीय और सुरक्षित उपयोग के लिए विद्युत संचालन सीमाओं और शर्तों को परिभाषित करते हैं।

• Forward Voltage per Segment (V_F): आमतौर पर 2.6V, अधिकतम 2.6V I_F=20mA पर। यह एक LED सेगमेंट पर वोल्टेज ड्रॉप है जब यह करंट संचालित कर रहा होता है। यह ड्राइवर स्टेज में करंट-लिमिटिंग सर्किट्री डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F): 25°C पर अधिकतम 25 mA। यह अधिकतम DC करंट है जिसे बिना क्षति के जोखिम के एकल सेगमेंट पर लगातार लगाया जा सकता है। डेटाशीट 25°C से ऊपर 0.33 mA/°C के डीरेटिंग फैक्टर को निर्दिष्ट करती है, जिसका अर्थ है कि जंक्शन तापमान को प्रबंधित करने के लिए अधिकतम अनुमेय करंट परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ घट जाता है।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: अधिकतम 90 एमए। यह केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 एमएस पल्स चौड़ाई वाली पल्स्ड स्थितियों में अनुमति है। यह मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम को सक्षम बनाता है जहां औसत बिजली अपव्यय को सीमा के भीतर रखते हुए मानी गई चमक प्राप्त करने के लिए उच्च तात्कालिक करंट का उपयोग किया जाता है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज (V_R): अधिकतम 5 वी। इससे अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से एलईडी जंक्शन की तत्काल और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (I_R): V पर अधिकतम 100 µA_R=5V. यह वह छोटी लीकेज करंट है जो LED के रिवर्स-बायस्ड होने पर उसकी अधिकतम रेटिंग के भीतर प्रवाहित होती है।
• प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन (P_D): अधिकतम 70 mW. यह अधिकतम शक्ति है जो एकल सेगमेंट में ऊष्मा के रूप में व्यय हो सकती है। इस सीमा को पार करना, जो मुख्य रूप से I द्वारा निर्धारित होती है,_F * V_F, अधिक गर्मी और जीवनकाल में कमी का कारण बन सकता है।

2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग और पर्यावरणीय सीमाएँ

ये तनाव सीमाएँ हैं जिन्हें किसी भी परिस्थिति में, क्षण भर के लिए भी पार नहीं किया जाना चाहिए। इन रेटिंग्स से परे संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है।

• ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -35°C से +85°C. यह डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर कार्य करने की गारंटी है, हालांकि फॉरवर्ड करंट जैसे विद्युत पैरामीटर को उच्च तापमान पर डीरेटिंग की आवश्यकता हो सकती है।
• भंडारण तापमान सीमा: -35°C से +85°C। डिवाइस को इस सीमा के भीतर बिना संचालन के संग्रहीत किया जा सकता है।
• सोल्डर तापमान: अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड के लिए, सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापा गया। वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो प्रक्रियाओं के दौरान LED चिप्स या पैकेज को थर्मल क्षति से बचाने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

3. Binning and Categorization System

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि उपकरण "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया का संकेत देता है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे डिस्प्ले के लिए सामान्य वर्गीकरण में मानक परीक्षण धारा (जैसे, I_F=1mA) पर मापी गई ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर इकाइयों को समूहित करना शामिल है। यह सुनिश्चित करता है कि एकल उत्पाद के लिए कई डिस्प्ले सोर्स करने वाले डिजाइनर सभी इकाइयों में एकसमान चमक प्राप्त कर सकते हैं, जो पेशेवर दिखने वाले अंतिम उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है। यह निहित है कि फॉरवर्ड वोल्टेज और डॉमिनेंट वेवलेंथ जैसे अन्य प्रमुख पैरामीटर भी सुसंगत प्रदर्शन की गारंटी के लिए निर्दिष्ट सहनशीलता के भीतर नियंत्रित होते हैं।

4. Performance Curve Analysis

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का संदर्भ देती है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ विस्तृत नहीं हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होते हैं:

• रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी vs. फॉरवर्ड करंट (I_V vs. I_F): दर्शाता है कि कैसे चमक धारा के साथ बढ़ती है, आमतौर पर उच्च धाराओं पर तापन और दक्षता में गिरावट के कारण उप-रैखिक तरीके से।
• Forward Voltage vs. Forward Current (V_F vs. I_F): डायोड की घातांकीय I-V विशेषता को प्रदर्शित करता है, जो स्थिर-धारा ड्राइवरों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
• Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature (I_V vs. T_a): दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर LED आउटपुट कैसे घटता है, जो थर्मल प्रबंधन के महत्व को रेखांकित करता है।
• Spectral Power Distribution: 650nm शिखर के आसपास केंद्रित, तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाने वाला एक ग्राफ।

ये वक्र डिजाइनरों को गैर-मानक परिचालन स्थितियों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने और दक्षता एवं दीर्घायु के लिए अपने ड्राइवर सर्किटों को अनुकूलित करने में सक्षम बनाते हैं।

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Physical Dimensions and Outline

The package drawing is referenced. Key features of a standard 4-digit, 0.56-inch display include an overall module size that houses four side-by-side digits, a pin spacing compatible with standard DIP (Dual In-line Package) sockets or PCB footprints, and a segment height of 14.2 mm. The "continuous uniform segments" feature suggests a seamless appearance between digits, often achieved with a single, molded faceplate. Tolerances on dimensions are typically ±0.25 mm unless otherwise specified.

5.2 पिन कनेक्शन और सर्किट आरेख

डिवाइस में 12-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। यह एक का उपयोग करता है कॉमन कैथोड मल्टीप्लेक्सिंग आर्किटेक्चर। इसका मतलब है कि एक विशिष्ट अंक के लिए सभी एलईडी के कैथोड (नकारात्मक पक्ष) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं, जबकि प्रत्येक सेगमेंट प्रकार (ए-जी, डीपी) के एनोड (सकारात्मक पक्ष) सभी अंकों में साझा किए जाते हैं।

• पिन 6, 8, 9, 12: ये क्रमशः डिजिट 4, डिजिट 3, डिजिट 2 और डिजिट 1 के कॉमन कैथोड पिन हैं।
• पिन 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11: ये क्रमशः सेगमेंट E, D, DP, C, G, B, F, और A के एनोड पिन हैं।

आंतरिक सर्किट डायग्राम चार सेट सात एलईडी (प्लस DP) दिखाएगा, जिनके एनोड सेगमेंट लाइनों से और कैथोड संबंधित डिजिट लाइनों से जुड़े हुए हैं। यह संरचना मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइव तकनीक के लिए मौलिक है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

विश्वसनीयता के लिए निर्दिष्ट सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल का पालन अनिवार्य है। सोल्डर तापमान की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 3 सेकंड के लिए 260°C है। व्यवहार में, एक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करने के लिए अधिकतम से थोड़ा कम (उदाहरण के लिए, 250°C) शिखर तापमान वाली लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफ़ाइल की सिफारिश की जाती है। मापन बिंदु (सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे) महत्वपूर्ण है क्योंकि यह पैकेज लीड्स पर तापमान का प्रतिनिधित्व करता है, जरूरी नहीं कि रीफ्लो ओवन में गर्म हवा का तापमान हो। उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने से आंतरिक वायर बॉन्ड क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, LED एपॉक्सी खराब हो सकती है, या डीलामिनेशन हो सकता है। आयरन से मैन्युअल सोल्डरिंग जल्दी और PCB पैड पर पर्याप्त थर्मल रिलीफ के साथ की जानी चाहिए। असेंबली के दौरान उचित ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग प्रक्रियाओं का हमेशा पालन किया जाना चाहिए।

7. Application Suggestions

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

The LTC-5753JD-01 को इसके लिए डिज़ाइन किया गया है multiplexed (multiplex) operation. A typical driver circuit involves a microcontroller or dedicated display driver IC (e.g., MAX7219, TM1637). The driver sequentially activates (sinks current to ground) one digit cathode at a time while applying the correct pattern of segment anode voltages (through current-limiting resistors) for that digit. This cycle repeats at a high frequency (typically >100Hz), exploiting persistence of vision to make all four digits appear continuously lit. This method drastically reduces the required number of driver pins from 36 (4 digits * 9 segments) to just 12 (8 segments + 4 digits).

7.2 डिज़ाइन विचार और सर्वोत्तम प्रथाएँ

• Current Limiting Resistors: प्रत्येक सेगमेंट एनोड लाइन के लिए आवश्यक। रेसिस्टर मान की गणना सप्लाई वोल्टेज (V_CC), एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F), और वांछित सेगमेंट करंट (I_F). सूत्र: R = (V_CC - V_F) / I_F. मल्टीप्लेक्सिंग के लिए, I_F है शिखर धारा, औसत नहीं।
• Multiplexing Frequency and Duty Cycle: A frequency high enough to avoid visible flicker (usually >60-100 Hz) is required. The duty cycle for each digit in a 4-digit multiplex is 1/4 (25%). To achieve the same perceived brightness as a statically driven LED at current I, the शिखर current during its active time slot must be approximately 4I. This must be checked against the शिखर current rating (90mA).
• पावर सप्लाई डिकपलिंग: मल्टीप्लेक्सिंग की स्पंदित धारा मांगों को सुचारू करने के लिए डिस्प्ले मॉड्यूल के पावर पिनों के निकट एक 0.1µF सिरेमिक कैपेसिटर लगाएं।
• देखने का कोण: "वाइड व्यूइंग एंगल" सुविधा उन अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है जहां डिस्प्ले को ऑफ-एक्सिस स्थितियों से देखा जा सकता है। पीसीबी माउंटिंग को इच्छित उपयोगकर्ता की दृष्टि रेखाओं पर विचार करना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक GaAsP या GaP लाल एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP हाइपर रेड एलईडी काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करती है, जिससे समान ड्राइव करंट के लिए अधिक चमक या समान चमक के लिए कम बिजली की खपत होती है। 650nm तरंगदैर्ध्य एक जीवंत, गहरा लाल रंग प्रदान करता है। कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में, कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन अक्सर आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर के साथ इंटरफेस करने के लिए अधिक सुविधाजनक होता है, जो करंट सोर्स करने की बजाय इसे सिंक करने (ग्राउंड में) में बेहतर होते हैं। 0.56-इंच अंक ऊंचाई इसे मध्यम दूरी के देखने के लिए उपयुक्त श्रेणी में रखती है, जो मिनिएचर एसएमडी डिस्प्ले से बड़ी लेकिन बड़े पैनल-माउंटेड यूनिट से छोटी है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: क्या मैं इस डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्सिंग के बिना निरंतर डीसी वोल्टेज से चला सकता हूं?
A: तकनीकी रूप से हाँ, लेकिन यह अत्यधिक अक्षम है और बड़ी संख्या में I/O पिनों (प्रति अंक प्रति सेगमेंट एक) की आवश्यकता होती है। मल्टीप्लेक्सिंग ही इच्छित और इष्टतम संचालन विधि है।

Q: पीक करंट रेटिंग निरंतर करंट रेटिंग से इतनी अधिक क्यों है?
A: यह थर्मल सीमाओं के कारण है। एक छोटी पल्स के दौरान, LED जंक्शन को महत्वपूर्ण रूप से गर्म होने का समय नहीं मिलता, जिससे अधिकतम जंक्शन तापमान को पार किए बिना उच्च तात्कालिक करंट की अनुमति मिलती है। मल्टीप्लेक्सिंग में इस गुण का उपयोग किया जाता है।

Q: चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात का उद्देश्य क्या है?
A: यह दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है। इस विशिष्टता के बिना, एक ही अंक में एक खंड (जैसे, खंड A) दूसरे खंड (जैसे, खंड D) की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक चमकीला या मंद दिखाई दे सकता है, जिससे एक असमान, अव्यवसायिक रूप बनता है।

Q: औसत बिजली खपत की गणना कैसे करें?
A: एक मल्टीप्लेक्सेड डिस्प्ले के लिए, जब एक सेगमेंट जल रहा हो तो उसकी शक्ति (I_{F_peak} * V_F) की गणना करें, फिर एक सामान्य अंक में जले हुए सेगमेंट्स की संख्या (जैसे, "8" के लिए 7) से गुणा करें, और फिर ड्यूटी साइकिल (4-अंकीय मल्टीप्लेक्स के लिए 1/4) से गुणा करें। यह एक अंक की औसत शक्ति देता है। कुल मॉड्यूल शक्ति के लिए 4 से गुणा करें। ड्राइवर IC की स्वयं की खपत को शामिल करना याद रखें।

10. संचालन सिद्धांत

यह उपकरण एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब एक AlInGaP LED सेगमेंट के पार डायोड के टर्न-ऑन वोल्टेज (लगभग 2.1-2.6V) से अधिक का फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया AlInGaP सामग्री के बैंडगैप की विशेषता वाली तरंगदैर्ध्य के फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है, जो हाइपर रेड क्षेत्र (~650nm) में होती है। आंतरिक सर्किट को एक मैट्रिक्स (प्रति अंक कॉमन कैथोड, प्रति सेगमेंट प्रकार कॉमन एनोड) में व्यवस्थित किया गया है ताकि टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग सक्षम हो, जहां किसी भी क्षण में केवल एक अंक विद्युत रूप से सक्रिय होता है, लेकिन तेजी से अनुक्रमिक स्कैनिंग के कारण सभी जलते हुए प्रतीत होते हैं।

11. Industry Context and Trends

LTC-5753JD-01 जैसे डिस्प्ले एक परिपक्व और विश्वसनीय तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि OLED और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डॉट-मैट्रिक्स LCD जैसी नई डिस्प्ले तकनीकें ग्राफिक्स और कस्टम फ़ॉन्ट्स के लिए अधिक लचीलापन प्रदान करती हैं, सात-खंड LED डिस्प्ले अत्यधिक विश्वसनीयता, उच्च चमक, व्यापक दृश्य कोण, कम लागत और सरलता को प्राथमिकता देने वाले अनुप्रयोगों में प्रमुख बने हुए हैं—खासकर औद्योगिक, ऑटोमोटिव और बाहरी वातावरण में। इस खंड के भीतर रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर है, जिससे कम बिजली की खपत और कम ऊष्मा उत्पादन संभव होता है, और स्वचालित असेंबली के लिए सतह-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजों की ओर है, हालांकि इस तरह के थ्रू-होल पैकेज प्रोटोटाइपिंग, मरम्मत और कुछ मजबूत अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं। पुराने GaAsP के बजाय AlInGaP जैसे उन्नत अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग इस दक्षता-संचालित रुझान का प्रत्यक्ष परिणाम है।