LTC-2621JE LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.28-इंच डिजिट ऊंचाई - AlInGaP रेड - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

LTC-2621JE एक कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन वाला ट्रिपल-डिजिट न्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, चमकीला संख्यात्मक रीडआउट प्रदान करना है। मूल तकनीक AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) रेड LED चिप्स का उपयोग करती है, जो एक अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर निर्मित होते हैं। यह सामग्री प्रणाली लाल स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता के लिए जानी जाती है। डिवाइस में सफेद सेगमेंट के साथ एक ग्रे फेस होता है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट बढ़ाता है और पठनीयता में सुधार करता है। इसे ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्ष्य बाजार

यह डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां स्थान सीमित है लेकिन उच्च दृश्यता महत्वपूर्ण है। इसके मुख्य लाभ इसके सॉलिड-स्टेट LED निर्माण से आते हैं, जो VFDs या LCDs जैसी अन्य डिस्प्ले तकनीकों की तुलना में बेहतर विश्वसनीयता और दीर्घायु प्रदान करता है। प्राथमिक लक्ष्य बाजारों में औद्योगिक इंस्ट्रुमेंटेशन, परीक्षण और माप उपकरण, प्वाइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, चिकित्सा उपकरण और ऑटोमोटिव डैशबोर्ड डिस्प्ले शामिल हैं। डिवाइस की कम बिजली आवश्यकता इसे लाइन-संचालित और पोर्टेबल बैटरी-संचालित दोनों प्रकार के उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

यह खंड डाटाशीट में सूचीबद्ध प्रमुख तकनीकी पैरामीटरों की एक वस्तुनिष्ठ और विस्तृत व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 फोटोमेट्रिक और ऑप्टिकल विशेषताएँ

दीप्त तीव्रता एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। 1mA की मानक परीक्षण धारा पर, विशिष्ट औसत दीप्त तीव्रता (Iv) 900 µcd है, जिसकी न्यूनतम सीमा 320 µcd है। यह वर्गीकरण एक न्यूनतम चमक स्तर सुनिश्चित करता है। 10mA की उच्चतर चालन धारा पर, विशिष्ट तीव्रता काफी बढ़कर 12,000 µcd हो जाती है, जो उच्च-चमक अनुप्रयोगों के लिए डिवाइस की क्षमता को प्रदर्शित करती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 624 nm निर्दिष्ट है, और 20mA पर शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 632 nm है, जो इसे दृढ़ता से लाल रंग क्षेत्र में स्थापित करता है। 20 nm की स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) अपेक्षाकृत शुद्ध, संतृप्त लाल रंग को इंगित करती है। खंडों के बीच दीप्त तीव्रता मिलान 1mA पर 2:1 अनुपात के भीतर होने की गारंटी है, जिससे डिस्प्ले पर एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) आम तौर पर 2.6V होता है, जिसका अधिकतम मान 20mA की फॉरवर्ड करंट (If) पर 2.6V होता है। यह AlInGaP एलईडी के लिए एक मानक वोल्टेज है। रिवर्स करंट (Ir) को अधिकतम 100 µA निर्दिष्ट किया गया है जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (Vr) लगाया जाता है, जो डायोड की लीकेज विशेषताओं को दर्शाता है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स परिचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं: प्रति सेगमेंट 25 mA की निरंतर फॉरवर्ड करंट (25°C से ऊपर 0.33 mA/°C पर रैखिक रूप से घटाई गई), पल्स्ड ऑपरेशन के लिए 90 mA की पीक फॉरवर्ड करंट (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई), और 5V का अधिकतम रिवर्स वोल्टेज। प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन 70 mW तक सीमित है।

2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विशिष्टताएं

यह डिवाइस -35°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के लिए रेटेड है, जो इसे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है। भंडारण तापमान रेंज भी यही है। एक महत्वपूर्ण असेंबली पैरामीटर सोल्डर तापमान है: डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापे जाने पर अधिकतम 3 सेकंड के लिए 260°C तक का सामना कर सकता है। यह लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक आवश्यकता है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य एक बिनिंग सिस्टम से है जहां इकाइयों को एक विशिष्ट टेस्ट करंट (संभवतः 1mA) पर उनके मापे गए प्रकाश आउटपुट के आधार पर छांटा और लेबल किया जाता है। बिन यह सुनिश्चित करते हैं कि डिजाइनरों को सुसंगत चमक वाले एलईडी प्राप्त हों, जो असमान प्रकाश से बचने के लिए मल्टी-डिजिट डिस्प्ले में महत्वपूर्ण है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड संरचना का विवरण नहीं दिया गया है, लेकिन विशिष्ट बिन ल्यूमिनस इंटेंसिटी मानों की एक रेंज द्वारा परिभाषित होते हैं (उदाहरण के लिए, बिन A: 320-450 µcd, बिन B: 450-600 µcd, आदि)। इस विशिष्ट पार्ट के लिए वोल्टेज या वेवलेंथ बिनिंग का उल्लेख नहीं है, जो निर्माण के दौरान उन पैरामीटर्स पर कड़े नियंत्रण का सुझाव देता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्रों" का संदर्भ देती है। हालांकि पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं, हम डिजाइन के लिए उनकी मानक सामग्री और महत्व का अनुमान लगा सकते हैं।

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

यह कर्व मौलिक है। यह एलईडी सेगमेंट से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके आर-पार के वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। AlInGaP एलईडी के लिए, यह कर्व लगभग 1.8-2.0V पर एक तीव्र टर्न-ऑन प्रदर्शित करता है, जिसके बाद धारा में बड़ी वृद्धि के साथ वोल्टेज केवल थोड़ा सा बढ़ता है। डिजाइनर अपने ड्राइविंग सर्किट्री के लिए उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स का चयन करने के लिए इस कर्व का उपयोग करते हैं ताकि स्थिर संचालन सुनिश्चित हो और थर्मल रनअवे को रोका जा सके।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ दर्शाता है कि ड्राइव करंट के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। आमतौर पर, कम करंट पर यह लगभग रैखिक होता है, लेकिन बहुत अधिक करंट पर तापीय और विद्युत प्रभावों के कारण दक्षता में गिरावट (कम प्रभावकारिता) के संकेत दिखा सकता है। यह वक्र डिजाइनरों को चमक की आवश्यकताओं को बिजली की खपत और डिवाइस की दीर्घायु के साथ संतुलित करने में मदद करता है।

4.3 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ LED का प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह वक्र उस संबंध को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, जो परिवेश (या केस) तापमान के एक फलन के रूप में सापेक्ष दीप्त तीव्रता दिखाता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो एक विस्तृत तापमान सीमा पर काम करते हैं, क्योंकि यह आवश्यक चमक क्षतिपूर्ति या डीरेटिंग के बारे में जानकारी देता है।

4.4 Spectral Distribution

एक स्पेक्ट्रल प्लॉट तरंगदैर्ध्य के पार उत्सर्जित सापेक्ष शक्ति दिखाएगा, जो निर्दिष्ट 20 nm हाफ-विड्थ के साथ लगभग 632 nm पर केंद्रित है। यह कलर पॉइंट और शुद्धता की पुष्टि करता है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Dimensions and Outline Drawing

The device features a standard LED display package. The digit height is 0.28 inches (7.0 mm). The package dimensions are provided in millimeters with a general tolerance of \u00b10.25 mm (0.01\") unless otherwise noted. The drawing would typically show the overall length, width, and height of the package, the digit spacing, the segment dimensions, and the lead spacing (pitch).

5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और पोलैरिटी पहचान

डिवाइस में 16-पिन कॉन्फ़िगरेशन है, हालांकि सभी स्थानों पर पिन नहीं लगे हैं (पिन 9, 10, 11, 14 को "No Connection" या "No Pin" के रूप में सूचीबद्ध किया गया है)। यह एक मल्टीप्लेक्स कॉमन एनोड प्रकार है। इसका मतलब है कि प्रत्येक अंक के एलईडी के एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं (अंक 1, 2, 3 के लिए क्रमशः पिन 2, 5, 8, और बाईं ओर के कोलन/संकेतक L1, L2, L3 के लिए पिन 13)। व्यक्तिगत सेगमेंट (A-G, DP) के कैथोड सभी अंकों में साझा किए जाते हैं। पिन 1 को सेगमेंट D के कैथोड के रूप में पहचाना जाता है। पीसीबी असेंबली के दौरान सही ओरिएंटेशन के लिए पिन 1 की उचित पहचान महत्वपूर्ण है। दाईं ओर का दशमलव बिंदु (DP) पिन 3 पर अपने स्वयं के कैथोड के माध्यम से नियंत्रित होता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

प्रदान किया गया मुख्य दिशानिर्देश अधिकतम सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल है: 260°C शिखर तापमान अधिकतम 3 सेकंड के लिए, पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे एक बिंदु पर मापा गया। यह थर्मल स्ट्रेस के प्रति संवेदनशील घटकों के लिए एक मानक JEDEC रीफ्लो प्रोफ़ाइल है। यदि किसी अलग एप्लिकेशन नोट में प्रदान किया गया हो तो निर्माता द्वारा सुझाई गई रीफ्लो प्रोफ़ाइल का पालन करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। सामान्य हैंडलिंग सावधानियाँ लागू होती हैं: लीड्स और ग्लास/एपॉक्सी फेस पर यांत्रिक तनाव से बचें, यदि निर्दिष्ट किया गया हो तो एंटी-स्टैटिक और नमी-नियंत्रित वातावरण में संग्रहीत करें, और हैंडलिंग के दौरान उचित ESD सावधानियों का उपयोग करें।

7. एप्लिकेशन सुझाव

7.1 टिपिकल एप्लिकेशन सर्किट्स

LTC-2621JE को इसके मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन एनोड डिज़ाइन के कारण बाहरी ड्राइवर सर्किट्री की आवश्यकता होती है। एक सामान्य कार्यान्वयन में पर्याप्त I/O पिन वाला माइक्रोकंट्रोलर या एक समर्पित LED डिस्प्ले ड्राइवर IC (जैसे MAX7219 या समान) का उपयोग किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर एक समय में एक डिजिट के कॉमन एनोड को सक्रिय करता है (उसे हाई ड्राइव करके) जबकि उस डिजिट के वांछित सेगमेंट के लिए कैथोड पैटर्न आउटपुट करता है। यह प्रक्रिया सभी तीनों डिजिट के लिए तेजी से दोहराई जाती है, जो एक स्थिर, फ्लिकर-मुक्त छवि बनाने के लिए दृष्टि की निरंतरता पर निर्भर करती है। फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए प्रत्येक सेगमेंट कैथोड लाइन पर (या ड्राइवर IC के भीतर) करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स अनिवार्य हैं, जो आवश्यक चमक के आधार पर आमतौर पर 5-20 mA के बीच होता है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• मल्टीप्लेक्सिंग अनुपात: 3 अंकों के साथ, मल्टीप्लेक्सिंग ड्यूटी साइकिल 1/3 है। स्थैतिक रूप से संचालित अंक के समान औसत चमक प्राप्त करने के लिए, पीक पल्स करंट तीन गुना अधिक हो सकता है, लेकिन यह 90 mA की पूर्ण अधिकतम पीक करंट रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए।
• रिफ्रेश दर: The digit scan frequency should be high enough to avoid visible flicker, typically above 60 Hz per digit, resulting in a total display refresh rate >180 Hz.
• देखने का कोण: डेटाशीट के अनुसार, यह एक विस्तृत देखने का कोण प्रदान करता है। इष्टतम पठनीयता के लिए, डिस्प्ले को प्राथमिक देखने की दिशा के लंबवत लगाया जाना चाहिए।
• पावर अनुक्रमण: सुनिश्चित करें कि ड्राइवर सर्किट पावर-अप या पावर-डाउन के दौरान रिवर्स वोल्टेज या अत्यधिक करंट सर्ज नहीं लगाता है।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

लाल GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, LTC-2621JE में AlInGaP तकनीक काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट के लिए अधिक चमक या समान चमक के लिए कम बिजली की खपत होती है। कई GaAsP एलईडी के नारंगी-लाल रंग की तुलना में यह रंग अधिक संतृप्त, "सच्चा" लाल है। समकालीन साइड-ग्लो या डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले की तुलना में, यह डिवाइस संख्यात्मक डेटा के लिए आदर्श एक क्लासिक, अत्यधिक पठनीय 7-सेगमेंट प्रारूप प्रदान करता है। इसका मुख्य अंतर 0.28" के छोटे अंक आकार का AlInGaP सामग्री के प्रदर्शन लाभों के साथ संयोजन है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को करंट लिमिटिंग के बिना एक स्थिर DC वोल्टेज से चला सकता हूँ?
A: नहीं। LED करंट-चालित डिवाइस हैं। एक स्थिर वोल्टेज लगाना, विशेष रूप से फॉरवर्ड वोल्टेज के निकट या उससे ऊपर, करंट को अनियंत्रित रूप से बढ़ा देगा, जिससे LED सेगमेंट नष्ट हो सकते हैं। हमेशा एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला या एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें।

Q: चमकदार तीव्रता 1mA और 10mA पर निर्दिष्ट है। क्या मैं अन्य धाराओं के लिए इंटरपोलेट कर सकता हूँ?
A: लगभग, हाँ। कम धाराओं पर संबंध लगभग रैखिक होता है। हालाँकि, सटीक डिजाइन के लिए, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, यदि उपलब्ध हो तो typical luminous intensity vs. forward current curve का संदर्भ लें।

Q: "No Connection" पिनों का उद्देश्य क्या है?
A: संभवतः ये यांत्रिक प्लेसहोल्डर हैं ताकि मानक 16-पिन DIP (Dual In-line Package) फुटप्रिंट बनाए रखा जा सके, जो मानक सॉकेट और PCB लेआउट के साथ संगतता के लिए है, भले ही आंतरिक सर्किटरी उनका उपयोग नहीं करती।

Q: मैं कोलन संकेतकों (L1, L2, L3) को कैसे नियंत्रित करूं?
A> The colon segments share a common anode on pin 13. Their individual cathodes are tied to the cathodes of segments A, B, and C (pins 15, 12, and 6 respectively). To light, for example, L1, you would enable the common anode on pin 13 while driving the cathode for segment A (pin 15) low.

10. Design and Usage Case Study

Case: Designing a Portable Digital Multimeter Display
एक डिजाइनर एक कॉम्पैक्ट डिजिटल मल्टीमीटर बना रहा है। मुख्य आवश्यकताएं बैटरी जीवन के लिए कम बिजली की खपत, बाहरी उपयोग के लिए उच्च चमक और एक छोटा फॉर्म फैक्टर हैं। LTC-2621JE एक उत्कृष्ट उम्मीदवार है। डिजाइनर मल्टीप्लेक्स मोड में प्रति सेगमेंट 8 mA की ड्राइव करंट चुनता है। 1/3 ड्यूटी साइकिल का उपयोग करते हुए, पीक पल्स करंट 24 mA है, जो 90 mA की सीमा के भीतर है। अंतर्निहित एलईडी ड्राइवर सेगमेंट वाला एक माइक्रोकंट्रोलर उपयोग किया जाता है। ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिजाइन सीधी धूप में भी उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है। कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्राइवर सर्किटरी में बिजली की हानि को कम करता है। 0.28" डिजिट आकार एक कॉम्पैक्ट पीसीबी लेआउट की अनुमति देता है जबकि अच्छी पठनीयता बनाए रखता है। व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज एक ठंडे गैरेज से लेकर गर्म कार डैशबोर्ड तक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करती है।

11. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल परिचय

LTC-2621JE सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। AlInGaP चिप संरचना एक p-n जंक्शन बनाती है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP में, यह पुनर्संयोजन मुख्य रूप से लाल तरंगदैर्ध्य रेंज (~624-632 nm) में फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट नीचे की ओर उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को अवशोषित कर लेता है, जिससे चिप के शीर्ष से समग्र प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार होता है। प्रकाश एक एपॉक्सी लेंस से गुजरता है जिसे वांछित सेगमेंट आकार में ढाला गया है, जो पर्यावरणीय सुरक्षा भी प्रदान करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ

AlInGaP प्रौद्योगिकी ने 1990 के दशक में व्यावसायीकरण होने पर दृश्यमान LED प्रदर्शन, विशेष रूप से लाल, नारंगी और पीले रंगों के लिए, एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व किया। इसने उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए कम कुशल GaAsP और GaP प्रौद्योगिकियों को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया। डिस्प्ले मॉड्यूल में रुझान उच्च एकीकरण (ड्राइवर IC को डिस्प्ले पैकेज में शामिल करना), स्वचालित असेंबली के लिए सतह-माउंट पैकेज और पूर्ण-रंग RGB डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले के विकास की ओर रहा है। हालांकि, LTC-2621JE जैसे सरल, विश्वसनीय और लागत-प्रभावी 7-सेगमेंट डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जहां केवल संख्यात्मक जानकारी की आवश्यकता होती है, क्योंकि उनकी अद्वितीय पठनीयता, इंटरफेस की सरलता और फील्ड अनुप्रयोगों में सिद्ध विश्वसनीयता है। LED सामग्रियों में चल रहा विकास, जैसे कि माइक्रो-LED, अति-उच्च घनत्व और दक्षता पर केंद्रित है, लेकिन मानक खंडित डिस्प्ले के लिए, AlInGaP और InGaN (नीले/हरे रंग के लिए) मुख्य प्रौद्योगिकियां बनी हुई हैं।