LSHD-7501 एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.3-इंच डिजिट ऊंचाई - AlInGaP लाल - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर डिसिपेशन - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LSHD-7501 एक सिंगल-डिजिट, सात-सेगमेंट प्लस दशमलव बिंदु वाला एलईडी डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसमें 0.3 इंच (7.62 मिमी) की डिजिट ऊंचाई है, जो इसे स्पष्ट, मध्यम आकार के संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। यह डिवाइस GaAs सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियली ग्रोन उन्नत AlInGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) लाल एलईडी चिप्स का उपयोग करता है। यह सामग्री प्रौद्योगिकी लाल स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमकदार प्रदर्शन के लिए जानी जाती है। डिस्प्ले हल्के ग्रे चेहरे के साथ सफेद सेगमेंट प्रस्तुत करता है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता बढ़ाने वाली उच्च-कंट्रास्ट उपस्थिति प्रदान करता है।

1.1 प्रमुख विशेषताएं

• 0.3-इंच डिजिट ऊंचाई:अत्यधिक स्थान खपत के बिना अच्छी दृश्यता के लिए एक संतुलित आकार प्रदान करती है।
• निरंतर समान सेगमेंट:प्रत्येक सेगमेंट में एक पेशेवर, साफ वर्ण उपस्थिति के लिए सुसंगत प्रकाश उत्सर्जन सुनिश्चित करता है।
• कम बिजली आवश्यकता:ऊर्जा-कुशल संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, बैटरी-संचालित या कम-शक्ति वाली प्रणालियों के लिए उपयुक्त।
• उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट:AlInGaP प्रौद्योगिकी तीव्र लाल प्रकाश आउटपुट प्रदान करती है, और हल्के ग्रे/सफेद रंग योजना श्रेष्ठ पठनीयता के लिए कंट्रास्ट को अधिकतम करती है।
• विस्तृत व्यूइंग एंगल:व्यापक कोणों की एक श्रृंखला से स्पष्ट दृश्यता प्रदान करता है, पैनल मीटर और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आदर्श।
• सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता:अन्य डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की तुलना में एलईडी लंबा परिचालन जीवन, शॉक प्रतिरोध और तेज़ स्विचिंग समय प्रदान करते हैं।
• चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत:इकाइयों को तीव्रता के लिए बिन किया जाता है, जो बहु-अंकीय अनुप्रयोगों में सुसंगत चमक मिलान की अनुमति देता है।
• लीड-फ्री पैकेज (RoHS अनुपालन):खतरनाक पदार्थों को प्रतिबंधित करने वाले पर्यावरणीय नियमों के अनुसार निर्मित।

1.2 डिवाइस पहचान

पार्ट नंबर LSHD-7501 दाएं हाथ के दशमलव बिंदु के साथ एक कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन निर्दिष्ट करता है। कॉमन एनोड डिज़ाइन कई माइक्रोकंट्रोलर-आधारित अनुप्रयोगों में ड्राइविंग सर्किट्री को सरल बनाता है, जहां सिंकिंग करंट अक्सर अधिक सीधा होता है।

2. तकनीकी पैरामीटर: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

LSHD-7501 का प्रदर्शन 25°C के परिवेश के तापमान (Ta) पर मानक परीक्षण स्थितियों के तहत परिभाषित किया गया है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• औसत चमकदार तीव्रता (I_V):1mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) पर न्यूनतम 320 µcd से लेकर I_F=10mA पर 5400-12000 µcd के विशिष्ट मान तक होती है। यह एक अत्यधिक कुशल डिवाइस को इंगित करता है जहां चमक करंट के साथ महत्वपूर्ण रूप से बढ़ती है।
• पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p):आमतौर पर 632 nm, जो इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के चमकीले लाल भाग में रखता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):आमतौर पर 624 nm, जो मानव आंख द्वारा अनुभव किया जाने वाला तरंगदैर्ध्य है और उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण पीक उत्सर्जन से थोड़ा छोटा है।
• प्रति चिप फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F=20mA पर 2.10V से 2.60V तक होता है। यह पैरामीटर ड्राइवर डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है; सर्किट को वांछित करंट प्राप्त करने के लिए अधिकतम V_Fको पार करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज की आपूर्ति करनी चाहिए।
• रिवर्स करंट (I_R):5V के रिवर्स वोल्टेज (V_R) पर अधिकतम 100 µA। यह विशिष्टता एप्लीकेशन सर्किट में रिवर्स बायस से बचने के महत्व को उजागर करती है।
• चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात:समान प्रकाश क्षेत्र वाले सेगमेंट के लिए अधिकतम 2:1 के रूप में निर्दिष्ट। इसका मतलब है कि सबसे चमकीला सेगमेंट सबसे मंद सेगमेंट से दोगुने से अधिक चमकीला नहीं होना चाहिए, जो एक समान उपस्थिति सुनिश्चित करता है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये तनाव सीमाएं हैं जिन्हें स्थायी क्षति को रोकने के लिए, क्षण भर के लिए भी पार नहीं किया जाना चाहिए।

• प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन:अधिकतम 70 mW।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत 90 mA।
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट:25°C पर 25 mA, तापमान बढ़ने पर 0.28 mA/°C पर रैखिक रूप से डीरेटिंग। यह डीरेटिंग थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज:अधिकतम 5 V (केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए, निरंतर संचालन के लिए नहीं)।
• संचालन और भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +105°C, जो विस्तृत वातावरण की श्रृंखला के लिए मजबूती का संकेत देता है।
• सोल्डर तापमान:सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (1.6mm) नीचे 5 सेकंड के लिए अधिकतम 260°C।

2.3 बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस \"चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत है।\" इसका तात्पर्य एक बिनिंग प्रक्रिया से है जहां डिस्प्ले को एक मानक परीक्षण करंट पर मापे गए प्रकाश आउटपुट के आधार पर छांटा जाता है। बिन किए गए पार्ट्स का उपयोग बहु-अंकीय डिस्प्ले में स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो कुछ अंकों को दूसरों की तुलना में चमकीला या मंद दिखने से रोकता है। समान उपस्थिति की आवश्यकता वाले महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए ऑर्डर करते समय डिजाइनरों को तीव्रता बिन निर्दिष्ट या सत्यापित करना चाहिए।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि विशिष्ट ग्राफिकल डेटा पीडीएफ (\"विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्र\") में संदर्भित है, पाठ्य डेटा प्रमुख संबंधों के विश्लेषण की अनुमति देता है:

• करंट बनाम ल्यूमिनेंस (I-V वक्र निहित):1mA से 10mA (320 µcd से 5400+ µcd) तक चमकदार तीव्रता में महत्वपूर्ण वृद्धि एक गैर-रैखिक, अत्यधिक कुशल संबंध को इंगित करती है। सीमा के भीतर उच्च करंट पर संचालन असमान रूप से उच्च चमक उत्पन्न करता है।
• तापमान विशेषताएं:निरंतर फॉरवर्ड करंट (0.28 mA/°C) की डीरेटिंग थर्मल प्रदर्शन का एक प्रत्यक्ष संकेतक है। जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, क्षति से बचने के लिए अधिकतम स्वीकार्य करंट कम हो जाता है। यदि उच्च परिवेश के तापमान में अधिकतम करंट रेटिंग के पास संचालन किया जा रहा है, तो उचित हीट सिंकिंग या एयरफ्लो आवश्यक है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:पीक तरंगदैर्ध्य (632 nm) और स्पेक्ट्रल हाफ-विड्थ (20 nm) रंग शुद्धता को परिभाषित करते हैं। 20 nm हाफ-विड्थ अपेक्षाकृत संकीर्ण है, जिसके परिणामस्वरूप एक संतृप्त, शुद्ध लाल रंग होता है।

4. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

डिस्प्ले की भौतिक रूपरेखा और पिन स्पेसिंग एक आयामी चित्र में परिभाषित की गई है। प्रमुख नोट्स में शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में ±0.25mm की मानक सहनशीलता के साथ, पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता ±0.40 mm, और लीड्स के लिए 1.0 mm की अनुशंसित पीसीबी होल व्यास। गुणवत्ता नियंत्रण बिंदु सेगमेंट अखंडता (विदेशी सामग्री, बुलबुले), रिफ्लेक्टर सीधापन, और सतह संदूषण को संबोधित करते हैं।

4.2 पिन कनेक्शन और सर्किट आरेख

डिवाइस में 10-पिन सिंगल-रो कॉन्फ़िगरेशन है। आंतरिक सर्किट आरेख एक कॉमन एनोड संरचना दिखाता है, जहां सभी एलईडी सेगमेंट के एनोड आंतरिक रूप से दो पिन (1 और 6) से जुड़े होते हैं। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड (A-G और DP) का अपना समर्पित पिन होता है। यह कॉन्फ़िगरेशन पिन कनेक्शन तालिका द्वारा सत्यापित है:
1: कॉमन एनोड, 2: कैथोड F, 3: कैथोड G, 4: कैथोड E, 5: कैथोड D, 6: कॉमन एनोड, 7: कैथोड DP, 8: कैथोड C, 9: कैथोड B, 10: कैथोड A।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

5.1 सोल्डरिंग प्रोफाइल

दो विधियां निर्दिष्ट हैं:
ऑटो सोल्डरिंग (वेव/रीफ्लो):सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (1.6mm) नीचे 5 सेकंड के लिए 260°C।
मैनुअल सोल्डरिंग:अधिकतम 5 सेकंड के लिए 350°C ± 30°C।
एलईडी चिप्स, एपॉक्सी पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड्स को थर्मल क्षति से बचाने के लिए इन समय-तापमान प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।

5.2 एप्लीकेशन सावधानियां और डिजाइन विचार

डेटाशीट आवश्यक डिजाइन और उपयोग चेतावनियां प्रदान करती है:
सर्किट डिजाइन:सुसंगत चमक और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए कॉन्स्टेंट वोल्टेज पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइविंग की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। ड्राइवर सर्किट को फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F= 2.10V से 2.60V) की पूरी श्रृंखला को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। गिरावट को रोकने के लिए रिवर्स वोल्टेज और पावर साइकिलिंग के दौरान ट्रांजिएंट स्पाइक्स के खिलाफ सुरक्षा अनिवार्य है।
थर्मल प्रबंधन:सुरक्षित परिचालन करंट को अधिकतम परिवेश के तापमान के आधार पर डीरेट किया जाना चाहिए। करंट या तापमान रेटिंग्स से अधिक होने से गंभीर प्रकाश आउटपुट गिरावट या विनाशकारी विफलता हो सकती है।
एप्लीकेशन दायरा:डिस्प्ले मानक वाणिज्यिक/उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए है। यह पूर्व परामर्श और अतिरिक्त योग्यता के बिना सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (विमानन, चिकित्सा जीवन-समर्थन, आदि) के लिए डिज़ाइन या योग्य नहीं है।

6. विश्वसनीयता परीक्षण

डिवाइस सैन्य (MIL-STD), जापानी (JIS), और आंतरिक मानकों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सूट से गुजरता है। प्रमुख परीक्षणों में शामिल हैं:
ऑपरेशन लाइफ (RTOL):अधिकतम रेटेड करंट पर 1000 घंटे।
पर्यावरणीय तनाव:उच्च तापमान/आर्द्रता भंडारण (65°C/90-95% RH पर 500 घंटे), उच्च/निम्न तापमान भंडारण (105°C और -35°C पर 1000 घंटे), तापमान चक्रण, और थर्मल शॉक।
प्रक्रिया मजबूती:सोल्डर प्रतिरोध और सोल्डरबिलिटी परीक्षण। ये परीक्षण विभिन्न वातावरणों में असेंबली प्रक्रियाओं और दीर्घकालिक परिचालन तनावों को सहन करने की उत्पाद की क्षमता को मान्य करते हैं।

7. एप्लीकेशन सुझाव

7.1 विशिष्ट एप्लीकेशन परिदृश्य

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:डिजिटल घड़ियां, उपकरण टाइमर, ऑडियो उपकरण डिस्प्ले।
• इंस्ट्रुमेंटेशन:पैनल मीटर, परीक्षण उपकरण रीडआउट, हैंडहेल्ड माप उपकरण।
• औद्योगिक नियंत्रण:प्रक्रिया संकेतक, काउंटर डिस्प्ले, सरल मानव-मशीन इंटरफ़ेस (HMI) तत्व।
• ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट:गैर-महत्वपूर्ण आंतरिक डिस्प्ले (जैसे, सहायक गेज)।

7.2 डिजाइन विचार और सामान्य प्रश्न

प्रश्न: मैं इस डिस्प्ले को माइक्रोकंट्रोलर के साथ कैसे ड्राइव करूं?
उत्तर: कॉमन एनोड डिस्प्ले के लिए, कॉमन पिन (1 और 6) को एक सकारात्मक आपूर्ति वोल्टेज से कनेक्ट करें (एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या, बेहतर, एक ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से)। प्रत्येक कैथोड पिन (A-G, DP) को एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन से कनेक्ट करें जिसे आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। एक सेगमेंट को रोशन करने के लिए, उसके संबंधित कैथोड पिन को लॉजिक LOW (सिंक करंट) पर सेट करें। यदि माइक्रोकंट्रोलर कुल सेगमेंट करंट को सिंक नहीं कर सकता है तो एक ड्राइवर IC या ट्रांजिस्टर ऐरे का उपयोग करें।

प्रश्न: मुझे किस मूल्य का करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: ओम का नियम उपयोग करें: R = (V_{आपूर्ति}- V_F) / I_F. पर्याप्त करंट सुनिश्चित करने के लिए सबसे खराब स्थिति V_F(2.60V) मान लें। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 10mA के लक्ष्य I_Fके साथ: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω। निकटतम मानक मान (जैसे, 220 Ω या 270 Ω) का उपयोग करें और वास्तविक करंट की गणना करें। सटीकता के लिए एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर को प्राथमिकता दी जाती है।

प्रश्न: क्या मैं कई अंकों को मल्टीप्लेक्स कर सकता हूं?
उत्तर: हां, यह डिस्प्ले मल्टीप्लेक्सिंग के लिए उपयुक्त है। आप सभी अंकों में सेगमेंट कैथोड को समानांतर में कनेक्ट करेंगे और फिर प्रत्येक अंक के कॉमन एनोड को अलग-अलग नियंत्रित करेंगे, एक समय में केवल एक अंक को उच्च आवृत्ति पर चालू करेंगे। इस मोड में प्रति सेगमेंट पीक करंट अधिक हो सकता है (90mA पल्स्ड रेटिंग तक), लेकिन औसत करंट को निरंतर रेटिंग का सम्मान करना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना और रुझान

8.1 अन्य प्रौद्योगिकियों से अंतर

पुराने GaAsP या GaP लाल एलईडी की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च चमकदार दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। लाल उत्पन्न करने के लिए फ़िल्टर किए गए सफेद एलईडी की तुलना में, AlInGaP मोनोक्रोमैटिक लाल अनुप्रयोगों के लिए श्रेष्ठ रंग शुद्धता और दक्षता प्रदान करता है। 0.3-इंच का आकार पोर्टेबल उपकरणों के लिए छोटे (0.2\") डिस्प्ले और लंबी देखने की दूरी के लिए बड़े (0.5\"+) डिस्प्ले के बीच एक आला को भरता है।

8.2 संचालन का सिद्धांत और रुझान

डिवाइस एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय AlInGaP परत में पुनर्संयोजित होते हैं, सामग्री के बैंडगैप के अनुरूप तरंगदैर्ध्य वाले फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। ऐसे डिस्प्ले में रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश), कम परिचालन वोल्टेज, और ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स का सीधे पैकेज में एकीकरण की ओर है। हालांकि, समर्पित संख्यात्मक रीडआउट अनुप्रयोगों में उनकी सरलता, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता के लिए असतत 7-सेगमेंट डिस्प्ले महत्वपूर्ण बने हुए हैं।