LTS-4812CKR-PM LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.39-इंच डिजिट हाइट - सुपर रेड कलर - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-4812CKR-PM एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) है जिसे सिंगल-डिजिट न्यूमेरिक डिस्प्ले के रूप में डिज़ाइन किया गया है। यह GaAs सब्सट्रेट पर उगाई गई उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर तकनीक का उपयोग करता है ताकि सुपर रेड कलर आउटपुट उत्पन्न किया जा सके। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट के साथ ग्रे फेस है, जो इष्टतम पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक इंस्ट्रुमेंटेशन और कंट्रोल पैनल में है जहाँ एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और चमकीले संख्यात्मक संकेतक की आवश्यकता होती है।

1.1 प्रमुख विशेषताएँ

• अंक ऊँचाई: 0.39 इंच (10.0 मिमी), जो एक स्पष्ट और दृश्यमान वर्ण आकार प्रदान करती है।
• सेगमेंट एकरूपता: एक समान रूप के लिए सभी सेगमेंट्स में निरंतर और एकसमान प्रकाश उत्सर्जन।
• Power Efficiency: Low power requirement, making it suitable for battery-powered devices.
• Optical Performance: उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट अनुपात विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट दृश्यता सुनिश्चित करते हैं।
• देखने का कोण: चौड़ा देखने का कोण विभिन्न दृष्टिकोणों से पठनीयता की अनुमति देता है।
• विश्वसनीयता: ठोस-अवस्था निर्माण लंबे परिचालन जीवन और झटके और कंपन के प्रतिरोध की गारंटी देता है।
• बिनिंग: दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत, बहु-अंकीय अनुप्रयोगों में सुसंगत चमाचम मिलान की अनुमति देता है।
• पर्यावरण अनुपालन: RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देशों के अनुरूप लीड-मुक्त पैकेज।

1.2 Device Configuration

यह डिवाइस एक कॉमन एनोड डिस्प्ले के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। विशिष्ट पार्ट नंबर LTS-4812CKR-PM एक दाएं हाथ के दशमलव बिंदु कॉन्फ़िगरेशन को इंगित करता है। कॉमन एनोड डिज़ाइन सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाता है जब माइक्रोकंट्रोलर या ड्राइवर IC के साथ इंटरफेस किया जाता है जो करंट सोर्स करते हैं।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके बाहर डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। संचालन हमेशा इन सीमाओं के भीतर बनाए रखा जाना चाहिए।

• Power Dissipation per Segment: 70 mW अधिकतम।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA (पल्स्ड स्थितियों में: 1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)।
• प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA. यह रेटिंग 0.28 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होती है क्योंकि परिवेश का तापमान 25°C से ऊपर बढ़ता है।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -35°C से +105°C.
• भंडारण तापमान सीमा: -35°C से +105°C.
• सोल्डरिंग तापमान: सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच नीचे मापे जाने पर, 260°C पर 3 सेकंड के लिए आयरन सोल्डरिंग को सहन करता है।

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Typical performance is measured at an ambient temperature (Ta) of 25°C.

• Average Luminous Intensity (Iv): 1 mA के अग्र धारा (IF) पर न्यूनतम 201 µcd से लेकर आम तौर पर 650 µcd तक होती है। 10 mA पर, सामान्य तीव्रता 8250 µcd है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp): 639 nm, सुपर रेड स्पेक्ट्रम में प्राथमिक रंग बिंदु को परिभाषित करता है।
• Spectral Line Half-Width (Δλ): 20 nm, जो उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है।
• Dominant Wavelength (λd): 631 nm.
• प्रति चिप फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): आम तौर पर IF=20mA पर अधिकतम 2.6V के साथ 2.6V। न्यूनतम 2.0V है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR): Maximum 100 µA at a reverse voltage (VR) of 5V. Note: This condition is for test purposes only; the device is not intended for continuous reverse bias operation.
• Luminous Intensity Matching Ratio: Maximum 2:1 for segments within a similar light area at IF=1mA, ensuring uniform brightness.
• क्रॉस टॉक: ≤ 2.5% के रूप में निर्दिष्ट, आसन्न खंडों के अवांछित प्रकाशन को कम करना।

3. Binning System Explanation

LTS-4812CKR-PM की चमकदार तीव्रता को स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिन में वर्गीकृत किया गया है। बिन कोड (E, F, G, H, J) माइक्रोकैंडेलस (µcd) में मापी गई चमकदार तीव्रता की एक विशिष्ट सीमा से मेल खाता है। प्रत्येक बिन के लिए सहनशीलता +/-15% है।

• बिन E: 201 - 320 µcd
• Bin F: 321 - 500 µcd
• Bin G: 501 - 800 µcd
• Bin H: 801 - 1300 µcd
• Bin J: 1301 - 2100 µcd

यह प्रणाली डिजाइनरों को बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए निकट से मेल खाती चमक वाले भागों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे असमान प्रकाश व्यवस्था को रोका जा सके।

4. Performance Curve Analysis

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है, डिजाइन के लिए अंतर्निहित संबंध महत्वपूर्ण हैं।

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व): AlInGaP प्रौद्योगिकी 20mA पर आमतौर पर लगभग 2.6V का विशिष्ट अग्र वोल्टेज प्रदर्शित करती है। डिजाइनरों को संभावित वोल्टेज ड्रॉप को ध्यान में रखते हुए यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइविंग सर्किट पर्याप्त वोल्टेज प्रदान कर सके।
• दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा: तीव्रता धारा के साथ बढ़ती है लेकिन रैखिक रूप से नहीं। अनुशंसित 10-20mA सीमा पर संचालन से इष्टतम चमक और दक्षता प्राप्त होती है।
• तापमान निर्भरता: सभी एलईडी की तरह, जंक्शन तापमान बढ़ने पर चमकदार आउटपुट कम हो जाता है। निरंतर धारा का डीरेटिंग (25°C से ऊपर 0.28 mA/°C) उच्च-तापमान वातावरण में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रम वितरण: 639nm के आसपास संकीर्ण आधा-चौड़ाई (20nm) एक संतृप्त, शुद्ध लाल रंग को इंगित करती है, जो कुछ अन्य एलईडी प्रौद्योगिकियों की तुलना में धारा या तापमान के साथ बदलाव के प्रति कम संवेदनशील है।

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

The device conforms to a standard SMD footprint. Critical dimensional notes include tolerances of ±0.25mm unless specified otherwise. Quality control criteria are defined for foreign material, ink contamination, bubbles within segments, bending of the reflector, and plastic pin burrs (max 0.1 mm).

5.2 पिन कनेक्शन और सर्किट डायग्राम

डिस्प्ले में 10-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। आंतरिक सर्किट डायग्राम सभी खंडों के लिए एक कॉमन एनोड कनेक्शन दर्शाता है। पिनआउट इस प्रकार है: पिन 3 और पिन 8 कॉमन एनोड हैं। शेष पिन (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) क्रमशः खंड E, D, C, DP (दशमलव बिंदु), B, A, F, और G के लिए कैथोड हैं। पिन 5 विशेष रूप से दाएं हाथ के दशमलव बिंदु (DP) के लिए है।

5.3 अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न

एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है ताकि रीफ्लो प्रक्रियाओं के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बन सके, जो उचित स्व-संरेखण और तापीय व विद्युत कनेक्शन को बढ़ावा दे।

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 एसएमटी सोल्डरिंग निर्देश

डिवाइस अधिकतम दो रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों के लिए रेटेड है। पहले और दूसरे चक्र के बीच सामान्य तापमान तक पूर्ण शीतलन अनिवार्य है।

• रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल:
  • प्री-हीट: 120-150°C
  • प्री-हीट टाइम: अधिकतम 120 सेकंड
  • शिखर तापमान: अधिकतम 260°C
  • लिक्विडस से ऊपर समय: अधिकतम 5 सेकंड
• Hand Soldering (Iron): प्रति जोड़ के लिए अधिकतम 3 सेकंड के लिए 300°C का अधिकतम टिप तापमान।

6.2 Moisture Sensitivity and Storage

एसएमडी पैकेज नमी-संवेदनशील है। उपकरणों को एक सिलिका जेल सहित नमी-रोधी पैकेजिंग में भेजा जाता है। उन्हें ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहित किया जाना चाहिए। एक बार सीलबंद बैग खोल दिए जाने पर, घटक पर्यावरण से नमी अवशोषित करने लगते हैं।

बेकिंग आवश्यकताएँ (यदि उजागर हुआ हो): यदि बैग खोलने के बाद घटकों को एक शुष्क कैबिनेट में संग्रहित नहीं किया जाता है, तो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" या आंतरिक परतों के अलग होने को रोकने के लिए रीफ्लो से पहले उन्हें बेक किया जाना चाहिए।

• रील में: 60°C पर ≥48 घंटे।
• बल्क में: 100°C पर ≥4 घंटे या 125°C पर ≥2 घंटे।

महत्वपूर्ण: प्लास्टिक पैकेज को खराब होने से बचाने के लिए बेकिंग केवल एक बार की जानी चाहिए।

7. Packaging & Ordering Information

7.1 पैकिंग विशिष्टताएँ

यह उपकरण उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति किया जाता है, जो रीलों पर लपेटी जाती है और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत है।

• रील आयाम: घटक वाहक और समग्र रील दोनों के लिए मानक रील आयाम प्रदान किए गए हैं (उदाहरण के लिए, 13" या 22" रील)।
• वाहक टेप: काले चालक पॉलिस्टाइरीन मिश्र धातु से निर्मित। आयाम EIA-481-D मानकों का अनुपालन करते हैं। प्रमुख विनिर्देशों में कैम्बर (250mm पर 1mm के भीतर) और मोटाई (0.40±0.05mm) शामिल हैं।
• पैकिंग मात्राएँ:
  • प्रति 13" रील घटक: 800 टुकड़े।
  • प्रति 22" रील पैकिंग लंबाई: 44.5 मीटर।
  • रेम्नेंट्स के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा: 200 टुकड़े।
• लीडर और ट्रेलर टेप: मशीन हैंडलिंग के लिए रील में एक लीडर (न्यूनतम 400mm) और ट्रेलर (न्यूनतम 40mm) शामिल है।

8. Application Notes & डिज़ाइन संबंधी विचार

8.1 विशिष्ट एप्लिकेशन परिदृश्य

• Consumer Electronics: डिजिटल घड़ियाँ, माइक्रोवेव ओवन डिस्प्ले, ऑडियो उपकरण रीडआउट।
• औद्योगिक नियंत्रण: पैनल मीटर, प्रक्रिया संकेतक, टाइमर डिस्प्ले।
• ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट: गेज और सहायक डिस्प्ले (ऑटोमोटिव वातावरण के लिए अतिरिक्त योग्यता के अधीन).
• मेडिकल डिवाइसेस: गैर-महत्वपूर्ण निगरानी उपकरणों पर साधारण संख्यात्मक रीडआउट।

8.2 डिज़ाइन विचार

• Current Limiting: प्रत्येक सेगमेंट के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या एक समर्पित कॉन्स्टेंट-करंट LED ड्राइवर IC का उपयोग करें। सप्लाई वोल्टेज (Vcc), LED फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf ~2.6V), और वांछित फॉरवर्ड करंट (जैसे, 10-20mA) के आधार पर रेसिस्टर वैल्यू की गणना करें।
• मल्टीप्लेक्सिंग: मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के लिए, मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग स्कीम आम है। कॉमन एनोड डिजाइन इसके लिए उपयुक्त है। सुनिश्चित करें कि मल्टीप्लेक्स्ड ऑपरेशन में पीक करंट एब्सोल्यूट मैक्सिमम रेटिंग से अधिक न हो, और कॉन्टिन्यूअस रेटिंग के भीतर रहने के लिए औसत करंट की गणना करें।
• थर्मल मैनेजमेंट: हालांकि शक्ति अपव्यय कम है, पर्याप्त PCB लेआउट सुनिश्चित करें ताकि गर्मी का अपव्यय हो सके, विशेष रूप से उच्च परिवेशी तापमान वाले अनुप्रयोगों में या उच्च धाराओं पर चलाते समय। 25°C से ऊपर वर्तमान डीरेटिंग वक्र का पालन करें।
• ESD सुरक्षा: सभी अर्धचालक उपकरणों की तरह, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।

9. Technical Comparison & Differentiation

LTS-4812CKR-PM स्वयं को सुपर रेड रंग के लिए AlInGaP प्रौद्योगिकी के उपयोग के माध्यम से अलग करता है।

• vs. Traditional GaAsP/GaP Red LEDs: AlInGaP समान धारा स्तर पर काफी अधिक दीप्ति दक्षता और चमक प्रदान करता है। यह बेहतर तापमान स्थिरता और लंबी आयु भी प्रदान करता है।
• vs. High-Efficiency Red LEDs: हालांकि यह उपलब्ध पूर्णतम उच्चतम दक्षता नहीं है, लेकिन यह मानक संख्यात्मक डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन, लागत और विश्वसनीयता का एक उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करता है।
• मुख्य लाभ: 0.39-इंच अंक आकार में उच्च चमक, अच्छा कंट्रास्ट (ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट), विस्तृत व्यूइंग एंगल और विश्वसनीय SMD पैकेजिंग का संयोजन इसे कई अनुप्रयोगों के लिए एक बहुमुखी विकल्प बनाता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

10.1 बिनिंग सिस्टम का उद्देश्य क्या है?

बिनिंग सिस्टम विभिन्न उत्पादन बैचों और एक बहु-अंकीय डिस्प्ले के भीतर चमक की एकरूपता सुनिश्चित करता है। एक बिन कोड (जैसे, Bin G) निर्दिष्ट करके, आप यह गारंटी देते हैं कि 1mA पर सभी सेगमेंट की चमकदार तीव्रता 501-800 µcd की सीमा के भीतर होगी, जिससे एक अंक दूसरे की तुलना में चमकीला या मंद दिखाई देने से रोका जा सके।

10.2 क्या मैं इस डिस्प्ले को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना चला सकता हूँ?

नहीं। LED करंट-चालित उपकरण हैं। उन्हें सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने से करंट अनियंत्रित रूप से बढ़ेगा, जल्दी से अधिकतम रेटिंग से अधिक हो जाएगा और LED को नष्ट कर देगा। एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर अनिवार्य है।

10.3 रीफ्लो चक्रों की संख्या पर सीमा क्यों है?

प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक सामग्री नमी अवशोषित कर सकते हैं। रीफ्लो के दौरान, यह नमी भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक दरारें या परतों का अलग होना ("पॉपकॉर्निंग") हो सकता है। यह दो-चक्र सीमा, आवश्यकतानुसार उचित बेकिंग के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए निर्धारित की गई है कि पैकेज की अखंडता सुरक्षित सीमा के भीतर बनी रहे।

10.4 मेरे सर्किट डिज़ाइन के लिए "कॉमन एनोड" का क्या अर्थ है?

एक कॉमन एनोड डिस्प्ले में, सभी LED सेगमेंट के एनोड (सकारात्मक पक्ष) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े होते हैं। किसी सेगमेंट को प्रकाशित करने के लिए, आप उसके कैथोड पिन को एक निम्न वोल्टेज (ग्राउंड) से जोड़ते हैं, जबकि कॉमन एनोड पिन पर एक सकारात्मक वोल्टेज लगाते हैं। यह तब सुविधाजनक होता है जब करंट सिंक करने वाले ड्राइवर IC (जैसे कई मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर) का उपयोग किया जाता है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य: LTS-4812CKR-PM का उपयोग करके एक 4-अंकीय घड़ी डिस्प्ले डिजाइन करना, जिसे सीमित I/O पिन वाले 5V माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संचालित किया जाता है।

समाधान: एक समर्पित LED ड्राइवर IC (जैसे, MAX7219 या इसी तरह का मल्टीप्लेक्सिंग शिफ्ट रजिस्टर) के साथ एक मल्टीप्लेक्सिंग योजना का उपयोग करें।

1. कनेक्शन: Connect the four common anode pins (each digit's pins 3 & 8 tied together) to four separate driver outputs configured as current sources.
2. सेगमेंट लाइनें: सभी संबंधित सेगमेंट कैथोड (A, B, C, D, E, F, G, DP) को चारों अंकों में समानांतर में जोड़कर ड्राइवर के सेगमेंट सिंक आउटपुट से कनेक्ट करें।
3. करंट सेटिंग: ड्राइवर का कॉन्स्टेंट करंट प्रति सेगमेंट लगभग 15mA जैसे मान पर सेट करें। यह निरंतर रेटिंग के भीतर है और अच्छी चमक प्रदान करता है।
4. मल्टीप्लेक्सिंग: The driver will rapidly cycle through illuminating each digit one at a time. Due to persistence of vision, all four digits will appear to be lit simultaneously. Ensure the refresh rate is high enough (typically >100Hz) to avoid visible flicker.
5. प्रतिरोधक: निरंतर-धारा ड्राइवर प्रत्येक खंड पर अलग-अलग श्रृंखला प्रतिरोधकों की आवश्यकता को समाप्त कर देता है।

यह दृष्टिकोण स्थिर, एकसमान प्रकाश प्रदान करते हुए माइक्रोकंट्रोलर I/O उपयोग को न्यूनतम करता है।

12. संचालन सिद्धांत

LTS-4812CKR-PM एक लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) डिस्प्ले है। प्रत्येक सेगमेंट एक या एक से अधिक AlInGaP सेमीकंडक्टर चिप्स से बना होता है। जब एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज (चिप के फॉरवर्ड वोल्टेज, ~2.6V से अधिक) लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlInGaP परतों की विशिष्ट संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, इस मामले में, सुपर रेड स्पेक्ट्रम (~639nm पीक) में। ग्रे फेस और सफेद सेगमेंट क्रमशः एक डिफ्यूज़र और रिफ्लेक्टर के रूप में कार्य करते हैं, ताकि प्रकाश उत्पादन को पहचाने जाने योग्य संख्यात्मक अक्षरों में आकार दिया जा सके।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

लाल/नारंगी/पीले एलईडी के लिए AlInGaP का उपयोग एक परिपक्व और स्थिर तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है जो उच्च दक्षता और विश्वसनीयता प्रदान करती है। प्रदर्शन तकनीक में वर्तमान रुझान निम्नलिखित पर केंद्रित हैं:

• लघुरूपण: उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले के लिए और भी छोटे डिजिट ऊंचाई और पिक्सेल पिच।
• बढ़ी हुई दक्षता: उच्च लुमेन प्रति वाट (lm/W) प्राप्त करने के लिए सामग्री विज्ञान में निरंतर सुधार, जिससे बिजली की खपत कम होती है।
• एकीकरण: एलईडी सरणी, ड्राइवर सर्किटरी, और कभी-कभी एक माइक्रोकंट्रोलर को एक एकल, स्मार्ट डिस्प्ले मॉड्यूल में संयोजित करना।
• लचीले सबस्ट्रेट: नए रूप कारकों के लिए लचीले सर्किट पर एलईडी में अनुसंधान, हालांकि यह पारंपरिक खंडित डिस्प्ले की तुलना में नए ओएलईडी और माइक्रो-एलईडी प्रौद्योगिकियों से अधिक प्रासंगिक है।

मानक, लागत-प्रभावी, एकल-अंकीय संख्यात्मक डिस्प्ले के लिए, LTS-4812CKR-PM जैसे AlInGaP-आधारित SMD घटक एक मुख्यधारा और विश्वसनीय समाधान बने हुए हैं।