LTS-3861JG LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.3-इंच डिजिट ऊंचाई - हरा (AlInGaP) - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर डिसिपेशन - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-3861JG एक कॉम्पैक्ट, सिंगल-डिजिट, सेवन-सेगमेंट अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है, जिसे कम बिजली खपत के साथ स्पष्ट, चमकीली संख्यात्मक सूचना की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य अत्यधिक पठनीय डिजिटल रीडआउट प्रदान करना है। मूल तकनीक प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) चिप्स के लिए एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। AlInGaP एम्बर से हरे तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट प्रकाशमान प्रदर्शन के लिए प्रसिद्ध है। यह विशिष्ट उपकरण हरा प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो दृश्यता और आंखों के आराम के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट चिह्नों के साथ एक ग्रे फेसप्लेट है, जो सेगमेंट के जलने या बुझने पर कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। इसे प्रकाशमान तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में चमक की स्थिरता और बिनिंग की अनुमति देता है। उपकरण को कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन के रूप में निर्मित किया गया है, जो मल्टीप्लेक्सिंग अनुप्रयोगों के लिए सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

प्रकाशीय प्रदर्शन डिस्प्ले की कार्यक्षमता का केंद्र है। औसत प्रकाशमान तीव्रता (Iv) को 1 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर 800 µcd के विशिष्ट मान के साथ निर्दिष्ट किया गया है, जिसका न्यूनतम मान 320 µcd है। यह पैरामीटर अनुभव की जाने वाली चमक को परिभाषित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 572 nm है, जो उत्सर्जन को दृश्य स्पेक्ट्रम के हरे क्षेत्र में स्थापित करता है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 571 nm है, और स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ) 15 nm है, जो न्यूनतम स्पेक्ट्रल फैलाव के साथ अपेक्षाकृत शुद्ध रंग को इंगित करता है। सेगमेंट्स के बीच प्रकाशमान तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 पर निर्दिष्ट है, जो एक सुसंगत उपस्थिति के लिए डिजिट भर में समान चमक सुनिश्चित करता है।

2.2 विद्युत और तापीय विशेषताएं

विद्युत पैरामीटर संचालन की सीमाएं और बिजली की आवश्यकताएं परिभाषित करते हैं। विश्वसनीय संचालन के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग महत्वपूर्ण हैं: प्रति सेगमेंट बिजली अपव्यय 70 mW से अधिक नहीं होना चाहिए। प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट 25°C पर 25 mA रेटेड है, जिसमें 25°C से ऊपर के परिवेश तापमान के लिए 0.33 mA/°C का डीरेटिंग फैक्टर है। पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1 ms पल्स चौड़ाई) के तहत 60 mA का पीक फॉरवर्ड करंट अनुमत है। प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) का IF=20 mA पर विशिष्ट मान 2.6 V है, जिसका अधिकतम मान 2.6 V है। रिवर्स वोल्टेज रेटिंग 5 V है, और रिवर्स करंट (IR) VR=5V पर अधिकतम 100 µA है। उपकरण -35°C से +85°C के संचालन और भंडारण तापमान सीमा के लिए रेटेड है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि उपकरण "प्रकाशमान तीव्रता के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य निर्माण के बाद बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। अर्धचालक एपिटैक्सी में सूक्ष्म अंतरों के कारण एलईडी में स्वाभाविक रूप से आउटपुट में भिन्नताएं होती हैं। अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, निर्माता प्रत्येक इकाई की प्रकाशमान तीव्रता को मापते हैं और उन्हें पूर्वनिर्धारित तीव्रता सीमाओं (जैसे, उच्च-चमक बिन, मानक बिन) के आधार पर विभिन्न बिन या श्रेणियों में छांटते हैं। यह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए गारंटीकृत न्यूनतम चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है, जब कई डिस्प्ले एक साथ उपयोग किए जाते हैं तो ध्यान देने योग्य चमक बेमेल को रोकता है। हालांकि इस दस्तावेज़ में विशिष्ट बिन कोड विस्तृत नहीं हैं, लेकिन यह अभ्यास पूर्वानुमेय प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि प्रदान की गई डेटाशीट अंश "विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्रों" का संदर्भ देती है, लेकिन विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में शामिल नहीं हैं। आम तौर पर, एक एलईडी डिस्प्ले के लिए ऐसे वक्रों में कई महत्वपूर्ण प्लॉट शामिल होंगे। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) वक्र गैर-रेखीय संबंध दिखाता है, जो करंट-सीमित सर्किटरी डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। सापेक्ष प्रकाशमान तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट करंट के साथ कैसे बढ़ता है, अक्सर दक्षता गिरावट से पहले रैखिकता का एक क्षेत्र दिखाता है। सापेक्ष प्रकाशमान तीव्रता बनाम परिवेश तापमान वक्र उच्च तापमान पर चमक में कमी को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जो तापीय प्रबंधन निर्णयों को सूचित करता है। स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन वक्र दृश्य रूप से प्रमुख और शिखर तरंगदैर्ध्य की पुष्टि करेगा, जो AlInGaP एलईडी की संकीर्ण उत्सर्जन बैंड विशेषता दिखाएगा।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

LTS-3861JG एक विस्तृत पैकेज आयाम चित्र (पाठ में संदर्भित लेकिन पूरी तरह से विस्तृत नहीं) के साथ प्रस्तुत किया गया है। प्रमुख यांत्रिक विशिष्टताओं में 0.3 इंच (7.62 mm) की डिजिट ऊंचाई शामिल है। समग्र पैकेज आयाम, लीड स्पेसिंग और सीटिंग प्लेन को मिलीमीटर में परिभाषित किया गया है, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, तब तक ±0.25 mm की मानक सहनशीलता के साथ। भौतिक संरचना में प्लास्टिक पैकेज के भीतर एक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर AlInGaP एलईडी चिप्स रखे गए हैं। सफेद सेगमेंट्स वाला ग्रे फेस गैर-प्रकाशित उपस्थिति प्रदान करता है। 10-पिन पैकेज के लिए पिन कॉन्फ़िगरेशन स्पष्ट रूप से परिभाषित है।

6. पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट

उपकरण में 10-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। पिन 1 और 6 दोनों कॉमन एनोड से जुड़े हैं। यह दोहरा एनोड डिज़ाइन करंट वितरण में मदद करता है और पीसीबी लेआउट में सहायता कर सकता है। शेष पिन प्रत्येक सेगमेंट के लिए अलग-अलग कैथोड हैं: पिन 2 (कैथोड F), पिन 3 (कैथोड G), पिन 4 (कैथोड E), पिन 5 (कैथोड D), पिन 7 (दशमलव बिंदु के लिए कैथोड D.P.), पिन 8 (कैथोड C), पिन 9 (कैथोड B), और पिन 10 (कैथोड A)। आंतरिक सर्किट आरेख (संदर्भित) इन दस पिनों को आठ एलईडी (सात सेगमेंट प्लस एक दशमलव बिंदु) के एनोड और कैथोड से जुड़ा हुआ दिखाएगा, जो एक कॉमन एनोड मैट्रिक्स में व्यवस्थित हैं। इस लेआउट को समझना सही ड्राइविंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है, जिसमें आम तौर पर सेगमेंट ड्राइवरों या एक समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर शामिल होता है।

7. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

पूर्ण अधिकतम रेटिंग में एक महत्वपूर्ण सोल्डरिंग विशिष्टता शामिल है: उपकरण सीटिंग प्लेन से 1.6 mm (1/16 इंच) नीचे मापे गए अधिकतम 3 सेकंड की अवधि के लिए 260°C के अधिकतम सोल्डर तापमान को सहन कर सकता है। यह एक मानक रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल बाधा है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनकी पीसीबी असेंबली प्रक्रिया, चाहे वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग हो, इस सीमा का पालन करती है ताकि आंतरिक एलईडी चिप्स, वायर बॉन्ड्स या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचाया जा सके। उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने से प्लास्टिक का पीला पड़ना, एपॉक्सी का क्षरण या अर्धचालक जंक्शनों की विफलता हो सकती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से बचने के लिए उचित हैंडलिंग भी निहित है, हालांकि स्पष्ट रूप से नहीं कहा गया है, क्योंकि एलईडी आम तौर पर वोल्टेज स्पाइक्स के प्रति संवेदनशील होते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

LTS-3861JG कम बिजली, पोर्टेबल और मेन्स-संचालित उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है जिन्हें एकल संख्यात्मक डिजिट डिस्प्ले की आवश्यकता होती है। सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं: इंस्ट्रूमेंट पैनल (वोल्टमीटर, एमीटर, टाइमर), घरेलू उपकरण (माइक्रोवेव, ओवन, कॉफी मेकर), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (ऑडियो उपकरण, चार्जर), औद्योगिक नियंत्रण (सेटपॉइंट डिस्प्ले, काउंटर यूनिट), और चिकित्सा उपकरण। इसकी कम करंट आवश्यकता इसे बैटरी-संचालित उपकरणों के लिए आदर्श बनाती है।

8.2 डिजाइन विचार

इस डिस्प्ले को एकीकृत करते समय, कई कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।करंट लिमिटिंग:फॉरवर्ड करंट को सुरक्षित मान (जैसे, पूर्ण चमक के लिए 10-20 mA, कम बिजली के लिए 1-5 mA) पर सेट करने के लिए प्रत्येक सेगमेंट कैथोड के लिए बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स (या एक स्थिर करंट ड्राइवर) अनिवार्य हैं। रेसिस्टर मान R = (सप्लाई वोल्टेज - VF) / IF का उपयोग करके गणना की जाती है।मल्टीप्लेक्सिंग:मल्टी-डिजिट सिस्टम के लिए, यह कॉमन एनोड डिस्प्ले आसानी से मल्टीप्लेक्स किया जा सकता है। एक माइक्रोकंट्रोलर ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से प्रत्येक डिजिट के कॉमन एनोड को क्रमिक रूप से सक्षम करेगा, जबकि उस डिजिट के लिए सेगमेंट पैटर्न को कॉमन कैथोड लाइनों पर आउटपुट करेगा।व्यूइंग एंगल:वाइड व्यूइंग एंगल फायदेमंद है लेकिन अंतिम माउंटिंग ओरिएंटेशन पर विचार करें।तापीय प्रबंधन:हालांकि कम बिजली, सुनिश्चित करें कि परिवेश तापमान विशिष्टता के भीतर रहे, खासकर यदि संलग्न है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTS-3861JG के प्रमुख विभेदक लाभ इसकी AlInGaP तकनीक से आते हैं, जो मानक GaP (गैलियम फॉस्फाइड) हरे एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में है। AlInGaP काफी अधिक प्रकाशमान दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट के लिए अधिक चमक, या कम करंट पर समान चमक मिलती है, जिससे बैटरी जीवन बढ़ता है। रंग शुद्धता (संकीर्ण स्पेक्ट्रल चौड़ाई) भी बेहतर है। बड़े डिजिट डिस्प्ले की तुलना में, 0.3-इंच आकार एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट प्रदान करता है। कॉमन एनोड डिज़ाइन अधिक सामान्य है और अक्सर मानक माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट के साथ इंटरफेस करना आसान होता है जो करंट सिंक के रूप में कॉन्फ़िगर किए गए हैं। प्रकाशमान तीव्रता द्वारा वर्गीकरण गैर-बिन किए गए भागों पर चमक स्थिरता की गारंटी देकर एक लाभ प्रदान करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: 5V सप्लाई और प्रति सेगमेंट 10 mA के लिए मुझे किस रेसिस्टर मान का उपयोग करना चाहिए?

उत्तर: VF के विशिष्ट मान 2.6V का उपयोग करते हुए: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 ओम। एक 220 ओम या 270 ओम मानक रेसिस्टर उपयुक्त होगा।

प्रश्न: क्या मैं इसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूं?

उत्तर: अधिकांश एमसीयू पिन से सीधे पूर्ण सेगमेंट करंट (25 mA तक) को सोर्स/सिंक करने की अनुशंसा नहीं की जाती है, जो अक्सर प्रति पिन 20 mA पूर्ण अधिकतम और निरंतर संचालन के लिए कम तक सीमित होते हैं। एक ट्रांजिस्टर या समर्पित ड्राइवर IC (जैसे, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के साथ 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर, या एक स्थिर करंट एलईडी ड्राइवर) का उपयोग करें।

प्रश्न: दो कॉमन एनोड पिन (1 और 6) क्यों हैं?

उत्तर: यह कॉमन एनोड के लिए दो कनेक्शन बिंदु प्रदान करके पीसीबी लेआउट में सहायता करता है, जिससे बेहतर बिजली वितरण और ट्रेस रूटिंग आसान हो जाती है, खासकर जब डिस्प्ले अन्य घटकों के ऊपर रखा जाता है।

प्रश्न: तापमान चमक को कैसे प्रभावित करता है?

उत्तर: एलईडी प्रकाशमान तीव्रता आम तौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटती है। निरंतर करंट का डीरेटिंग (25°C से ऊपर 0.33 mA/°C) एक संकेतक है। तापमान पर सटीक चमक नियंत्रण के लिए, फीडबैक या क्षतिपूर्ति की आवश्यकता हो सकती है।

11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग मामला

माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके एक सरल डिजिटल टाइमर डिजाइन करने पर विचार करें। LTS-3861JG सेकंड डिजिट (0-9) प्रदर्शित करेगा। एमसीयू के I/O पोर्ट कॉन्फ़िगर किए जाएंगे: एक पिन PNP ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए जो कॉमन एनोड को Vcc से स्विच करता है, और 7 अन्य पिन (प्रत्येक के साथ 220-ओम श्रृंखला रेसिस्टर) कैथोड A-G से जुड़े होंगे। फर्मवेयर में एक लुक-अप टेबल होगी जो संख्याओं 0-9 को संबंधित 7-सेगमेंट पैटर्न (जैसे, '0' = 0b00111111) में परिवर्तित करती है। यह एनोड को सक्षम करेगा, पैटर्न आउटपुट करेगा, मल्टीप्लेक्सिंग अंतराल के लिए प्रतीक्षा करेगा, फिर एनोड को अक्षम करेगा। यह दृष्टिकोण पिन उपयोग को कम करता है। कम बिजली खपत टाइमर को छोटी बैटरी पर लंबे समय तक चलने की अनुमति देती है। उच्च कंट्रास्ट और चौड़ा व्यूइंग एंगल विभिन्न स्थितियों से समय को पठनीय सुनिश्चित करता है।

12. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय

LTS-3861JP ठोस-अवस्था प्रकाश प्रौद्योगिकी पर आधारित है। प्रत्येक सेगमेंट में एक या अधिक AlInGaP एलईडी चिप्स होते हैं। एक एलईडी एक अर्धचालक डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड (कैथोड के सापेक्ष एनोड पर सकारात्मक वोल्टेज) होता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP में, यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है जिसकी तरंगदैर्ध्य अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। एल्युमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट मिश्र धातु संरचना लगभग 572 nm पर हरा प्रकाश उत्पन्न करने के लिए इंजीनियर की गई है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट नीचे की ओर उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे कंट्रास्ट में सुधार होता है। प्रकाश तब पैकेज के एपॉक्सी लेंस के माध्यम से आकार दिया जाता है और उत्सर्जित किया जाता है, जिससे पहचानने योग्य सेगमेंट आकार बनता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ

हालांकि AlInGaP लाल, नारंगी, एम्बर और हरे एलईडी के लिए एक महत्वपूर्ण प्रगति थी, हरे एमिटर के लिए परिदृश्य विकसित हुआ है। बहुत उच्च दक्षता वाले हरे प्रकाश के लिए, इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) आधारित एलईडी अब प्रमुख हैं, खासकर शुद्ध हरे से नीले स्पेक्ट्रम में। हालांकि, AlInGaP अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन और स्थिरता के कारण एम्बर-हरे क्षेत्र में अत्यधिक प्रतिस्पर्धी बना हुआ है। डिस्प्ले में रुझान उच्च घनत्व, पूर्ण-रंग क्षमता और एकीकरण की ओर है। LTS-3861JG जैसे सिंगल-डिजिट सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए एक परिपक्व, लागत-प्रभावी समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं जहां केवल संख्यात्मक जानकारी की आवश्यकता होती है। उनके लाभ सरलता, मजबूती, कम लागत और अधिक जटिल डॉट-मैट्रिक्स या ग्राफिकल OLED/LCD मॉड्यूल की तुलना में इंटरफेस करने में अत्यधिक आसानी हैं। वे उन अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते रहते हैं जहां ये गुण ग्राफिकल क्षमता से अधिक महत्वपूर्ण हैं।