LTS-3861JE LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.3 इंच अक्षर ऊंचाई - AlInGaP रेड लाइट - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-3861JE एक उच्च-प्रदर्शन, एकल-अंक, सात-खंड डिस्प्ले मॉड्यूल है, जो स्पष्ट डिजिटल रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके मुख्य घटक में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग किया गया है, जो इसे अपनी विशिष्ट चमकदार लाल प्रकाश उत्सर्जन विशेषता प्रदान करती है। इस उपकरण में हल्के भूरे रंग का पैनल और सफेद खंड चिह्न हैं, जो उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करते हैं, जिससे पठनीयता बढ़ जाती है। इसकी अक्षर ऊंचाई 0.3 इंच (7.62 मिमी) है, जो व्यापक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक कॉम्पैक्ट और आसानी से पहचाने जाने योग्य डिस्प्ले समाधान प्रदान करती है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

यह डिस्प्ले विश्वसनीयता और दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके मुख्य लाभों में कम बिजली की खपत, उच्च चमक उत्पादन और चौड़ा देखने का कोण शामिल है, जो विभिन्न कोणों से देखने पर सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। यह ठोस-राज्य LED तकनीक का उपयोग करता है, जो गरमागरम या वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले जैसी पुरानी प्रदर्शन तकनीकों की तुलना में लंबी सेवा जीवन और बेहतर सदमे प्रतिरोध प्रदान करता है। डिवाइस को ल्यूमिनस तीव्रता के आधार पर ग्रेड किया गया है, जो बहु-अंकीय अनुप्रयोगों में सुसंगत चमक मिलान की सुविधा प्रदान करता है। इसके प्रमुख लक्षित बाजारों में औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, उपभोक्ता उपकरण और ऐसे उपकरण शामिल हैं जिन्हें स्पष्ट, विश्वसनीय डिजिटल संकेत की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण

LTS-3861JE का प्रदर्शन मानक स्थितियों (Ta=25°C) में मापे गए विद्युत और प्रकाशीय मापदंडों के एक सेट द्वारा परिभाषित किया जाता है। सही सर्किट डिज़ाइन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग डिवाइस की तनाव सीमा को परिभाषित करती हैं, जिसके अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।

• प्रति सेगमेंट पावर खपत:70 mW। यह एकल प्रकाश उत्सर्जक सेगमेंट द्वारा सुरक्षित रूप से अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:90 mA। यह अधिकतम अनुमत पल्स धारा है, जो आमतौर पर 1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1 मिलीसेकंड पल्स चौड़ाई आदि शर्तों के तहत निर्दिष्ट की जाती है, और मल्टीप्लेक्सिंग या अल्पकालिक ओवरड्राइव के लिए उपयोग की जाती है।
• प्रति सेगमेंट निरंतर अग्र धारा:25°C पर 25 mA। जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो यह धारा 0.28 mA/°C की दर से रैखिक रूप से डीरेट होती है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज:5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में LED जंक्शन को नुकसान पहुंचा सकता है।
• कार्यशील एवं भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +105°C।
• वेल्डिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, माप बिंदु घटक स्थापना तल से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे।

2.2 Electrical and Optical Characteristics

ये सामान्य कार्य स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।

• औसत चमकदार तीव्रता (I_V):फॉरवर्ड करंट (I_Fजब धारा 1 mA है, तो यह 320 μcd (न्यूनतम) से 800 μcd (विशिष्ट) तक होता है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की गई चमक को मापता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p):I_F=20mA पर, विशिष्ट मान 632 nm है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ प्रकाश शक्ति आउटपुट अधिकतम होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):I_F20mA पर, विशिष्ट मान 624 nm है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला एकवर्णी तरंगदैर्घ्य है, जो रंग को परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):विशिष्ट मान 20 nm है। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रमी शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F20mA पर, विशिष्ट मान 2.6 V (अधिकतम 2.6V) है। यह LED के चालू होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है।
• प्रत्येक खंड की रिवर्स करंट (I_R):रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V होने पर, अधिकतम 100 μA है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (I_V-m):अधिकतम 2:1। यह I_F=1mA पर, एक ही डिवाइस के भीतर विभिन्न सेगमेंट के बीच अनुमत चमक भिन्नता की अधिकतम सीमा निर्धारित करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

LTS-3861JE एक ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग सिस्टम का उपयोग करता है। इसका मतलब है कि डिवाइस को मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर 1mA या 20mA) पर मापे गए उसके प्रकाश उत्पादन के आधार पर परीक्षण किया जाता है और एक विशिष्ट ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को एक समान चमक स्तर वाले डिस्प्ले का चयन करने में सक्षम बनाता है, जो बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि असमान चमक दृश्य ध्यान भंग कर सकती है। हालांकि यह स्पेसिफिकेशन शीट विशिष्ट ग्रेडिंग कोड का विस्तार से वर्णन नहीं करती है, लेकिन यह अभ्यास सुनिश्चित करता है कि डिस्प्ले के भीतर सभी सेगमेंट और सिस्टम में कई डिस्प्ले के बीच प्रदर्शन कसकर मेल खाता है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्रों का संदर्भ दिया गया है। ये ग्राफ़ टेबल के एकल-बिंदु डेटा से परे डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

यह वक्र LED से प्रवाहित धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह अरेखीय है और एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज (AlInGaP लाल LED के लिए लगभग 2V) होता है, जिसके नीचे नगण्य धारा प्रवाहित होती है। इस थ्रेशोल्ड के ऊपर, वोल्टेज में मामूली वृद्धि के साथ धारा तेजी से बढ़ती है। इस विशेषता के कारण थर्मल रनवे और क्षति को रोकने के लिए LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला या नियत धारा ड्राइवर का उपयोग करना आवश्यक है।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह आरेख दर्शाता है कि चालक धारा में परिवर्तन के साथ प्रकाश उत्पादन (मिलिकैन्डेला या माइक्रोकैन्डेला में) कैसे बदलता है। आम तौर पर, दीप्त तीव्रता धारा बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं हो सकता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, जहां ऊष्मीय प्रभावों के कारण दक्षता कम हो सकती है।

4.3 तापमान निर्भरता

हालांकि यहाँ स्पष्ट रूप से कोई ग्राफ़ नहीं दिया गया है, लेकिन निरंतर फॉरवर्ड करंट का डेरेटिंग (0.28 mA/°C) एक मजबूत तापमान निर्भरता को दर्शाता है। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है, और प्रकाश उत्सर्जन दक्षता भी गिरती है। प्रदर्शन और आयु को बनाए रखने के लिए अनुप्रयोग में उचित थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है।

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Package Dimensions

LTS-3861JE एक मानक 10-पिन सिंगल-डिजिट पैकेज का उपयोग करता है। सभी महत्वपूर्ण आयाम, जैसे कुल ऊंचाई, चौड़ाई, अंकीय विंडो आकार और पिन पिच, विस्तृत चित्र में प्रदान किए गए हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, इन आयामों की सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिलीमीटर (0.01 इंच) होती है। यह जानकारी PCB पैड डिजाइन और अंतिम उत्पाद आवास में सही स्थापना सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 पिन कनेक्शन और ध्रुवीयता

यह डिवाइस कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। इसका मतलब है कि सभी LED सेगमेंट के एनोड (पॉजिटिव टर्मिनल) आंतरिक रूप से कॉमन पिन (पिन 1 और पिन 6) से जुड़े होते हैं। प्रत्येक सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G और दशमलव बिंदु DP) के कैथोड (नेगेटिव टर्मिनल) अलग-अलग पिन (पिन 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10) पर निकाले जाते हैं। किसी सेगमेंट को चमकाने के लिए, कॉमन एनोड पिन को LED फॉरवर्ड वोल्टेज से अधिक बिजली स्रोत से जोड़ना होगा, और संबंधित कैथोड पिन को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंड (या कम वोल्टेज) से जोड़ना होगा।

5.3 आंतरिक सर्किट आरेख

डेटाशीट में एक आंतरिक सर्किट आरेख शामिल है जो कॉमन एनोड आर्किटेक्चर की पुष्टि करता है। यह दस पिनों और सात मुख्य सेगमेंट (A-G) तथा दशमलव बिंदु (DP) के एनोड और कैथोड के बीच अंतर्संबंध दर्शाता है। यह आरेख समस्या निवारण और विद्युतीय लेआउट को समझने के लिए एक मूल्यवान संदर्भ है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

वेल्डिंग के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग स्पष्ट रूप से निर्धारित की गई है: शिखर तापमान 260°C, अधिकतम अवधि 3 सेकंड, माप बिंदु पैकेज बॉडी के नीचे 1.6 मिमी पर। यह मानक लीड-मुक्त रिफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल के साथ संगत है। आंतरिक एलईडी चिप, बॉन्डिंग वायर या प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन सामग्री को नुकसान से बचाने के लिए इन सीमाओं का सख्ती से पालन करना महत्वपूर्ण है। लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क में रहने से लेंस पीला पड़ सकता है, परतें अलग हो सकती हैं या फॉरवर्ड वोल्टेज बढ़ सकता है। नमी अवशोषण को रोकने के लिए -35°C से +105°C के निर्दिष्ट तापमान सीमा में और शुष्क वातावरण में भंडारण की सिफारिश की जाती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LTS-3861JE जैसे कॉमन एनोड डिस्प्ले के लिए, सबसे आम ड्राइविंग विधि मल्टीप्लेक्सिंग है, खासकर जब कई डिजिट्स का उपयोग किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक डिजिट के कॉमन एनोड को क्रमिक रूप से सक्रिय करता है, जबकि उस डिजिट के सेगमेंट कोड को कैथोड लाइनों पर आउटपुट करता है। इससे आवश्यक I/O पिनों की संख्या में काफी कमी आती है। प्रत्येक कैथोड लाइन के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर होना चाहिए। रेसिस्टर मान की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_F, जहाँ V_FLED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (उदाहरण के लिए 2.6V), I_Fआवश्यक फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए 10-20 mA).

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटेशन:करंट-सीमित रोकनेवाला या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करना सुनिश्चित करें। LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने से अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा और तत्काल क्षति होगी।
• हीट डिसिपेशन:हालांकि प्रत्येक सेगमेंट की बिजली खपत कम है, लेकिन उच्च पीक करंट वाले मल्टीप्लेक्स एप्लिकेशन में, औसत शक्ति और तापमान डिरेटिंग आवश्यकताओं का पालन सुनिश्चित किया जाना चाहिए।
• Viewing Angle:एक विस्तृत व्यूइंग एंगल फायदेमंद है, लेकिन यांत्रिक डिजाइन करते समय कंट्रास्ट और पठनीयता को अधिकतम करने के लिए मुख्य देखने की दिशा पर विचार करना आवश्यक है।
• ESD सुरक्षा:AlInGaP LED स्थिर विद्युत निर्वहन (ESD) के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं। असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियां बरतनी चाहिए।

8. तकनीकी तुलना

पुरानी लाल एलईडी तकनीकों जैसे गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड (GaAsP) की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान धारा पर चमकदार प्रदर्शन या कम शक्ति पर समान चमक प्राप्त होती है। यह बेहतर रंग शुद्धता (अधिक संतृप्त लाल) और समय एवं तापमान परिवर्तन के साथ स्थिरता भी प्रदान करता है। साइड-एमिटिंग या डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले की तुलना में, सेवन-सेगमेंट प्रारूप संख्याओं और सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों के प्रदर्शन के लिए अनुकूलित है, जिसमें ड्राइव जटिलता न्यूनतम है।

9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: दो कॉमन एनोड पिन (पिन 1 और पिन 6) का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: वे आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं। दो पिन होने से कुल एनोड करंट (संभवतः कई जलते हुए सेगमेंट के करंट का योग) वितरित करने और PCB पर यांत्रिक स्थिरता बढ़ाने में मदद मिलती है।

प्रश्न: क्या मैं बिना लेवल शिफ्टर के सीधे इस डिस्प्ले को ड्राइव करने के लिए 3.3V माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग कर सकता हूं?
उत्तर: यह संभव है, लेकिन आपको फॉरवर्ड वोल्टेज की जांच करनी होगी। टाइपिकल V_F2.6V की स्थिति में, करंट-सीमित रोकनेवाला पर वोल्टेज ड्रॉप केवल 0.7V (3.3V - 2.6V) है। 10mA के करंट के लिए, इसके लिए एक बहुत छोटे रोकनेवाला (70 ओम) की आवश्यकता होती है। V_Fया बिजली आपूर्ति वोल्टेज में मामूली बदलाव से करंट में बड़ा बदलाव हो सकता है। 5V बिजली आपूर्ति अधिक विशिष्ट है और स्थिर करंट नियंत्रण के लिए बेहतर मार्जिन प्रदान करती है।

प्रश्न: "चमकदार तीव्रता के अनुसार ग्रेडिंग" का मेरे डिजाइन के लिए क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका मतलब है कि आप उसी चमक ग्रेड से उपकरणों का ऑर्डर कर सकते हैं, ताकि उत्पाद में सभी अंकों की चमक एक समान सुनिश्चित हो सके। यदि एकरूपता की आवश्यकता अधिक नहीं है, तो आपको व्यापक ग्रेड रेंज से डिस्प्ले प्राप्त हो सकते हैं।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी

केस स्टडी: डिजिटल मल्टीमीटर डिस्प्ले डिजाइन करना:एक डिजाइनर 3.5-अंकीय मल्टीमीटर बना रहा है। वे चार LTS-3861JE डिस्प्ले (तीन पूर्ण अंक और एक "आधे" अंक के लिए, जो आमतौर पर केवल सेगमेंट '1' और संभवतः अन्य सेगमेंट दिखाता है) का उपयोग करेंगे। माइक्रोकंट्रोलर डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स करेगा। उच्च चमक और कंट्रास्ट विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता सुनिश्चित करते हैं। कम बिजली की खपत पोर्टेबल उपकरणों में बैटरी जीवन को अधिकतम करने के लक्ष्य के अनुरूप है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग यहां महत्वपूर्ण है, ताकि एक अंक दूसरों की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक मंद या चमकीला न दिखे, जो उपकरण की पेशेवर उपस्थिति और पठनीयता को कम कर देगा।

11. कार्य सिद्धांत

LTS-3861JE सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस सिद्धांत पर आधारित है। सक्रिय सामग्री AlInGaP है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और वहां पुनर्संयोजन करते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर में, यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है - इस मामले में, लगभग 624-632 नैनोमीटर की लाल रोशनी। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट प्रकाश को ऊपर की ओर परावर्तित करने में सहायता करता है, जिससे डिवाइस के शीर्ष पर समग्र प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार होता है।

12. तकनीकी रुझान

AlInGaP तकनीक लाल, नारंगी और पीले प्रकाश एलईडी के लिए एक परिपक्व और कुशल समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। इस प्रकार के संकेतक प्रदर्शन तकनीकों के वर्तमान रुझानों में कम बिजली खपत वाली प्रणालियों के लिए उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर निरंतर प्रयास शामिल है। पैकेजिंग तकनीकें भी छोटे फॉर्म फैक्टर या विभिन्न देखने के कोण विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए विकसित हो रही हैं। हालांकि यह सीधे इस तरह के सेगमेंटेड डिस्प्ले पर लागू नहीं होता है, व्यापक एलईडी उद्योग ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे एलईडी चिप के साथ एकीकृत कर रहा है (उदाहरण के लिए, COB - चिप-ऑन-बोर्ड या एकीकृत IC-LED पैकेजिंग में), जो सिस्टम डिजाइन को सरल बनाता है। सात-खंड डिस्प्ले के लिए, मूल AlInGaP तकनीक अपनी सिद्ध विश्वसनीयता और प्रदर्शन के कारण उच्च चमक लाल अनुप्रयोगों के लिए प्रमुख विकल्प बनी हुई है।