LTC-561JG एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56 इंच डिजिट ऊंचाई - AlInGaP ग्रीन - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTC-561JG एक उच्च-प्रदर्शन, कम-बिजली खपत वाला, तीन-अंकीय सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग उन उपकरणों में है जिन्हें स्पष्ट, चमकदार संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है, जैसे परीक्षण उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, इंस्ट्रुमेंटेशन और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स। इस डिवाइस का मुख्य लाभ इसके एलईडी चिप्स के लिए उन्नत AlInGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक प्रौद्योगिकी के उपयोग में निहित है, जो पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में श्रेष्ठ चमकदार दक्षता और रंग शुद्धता प्रदान करती है।

डिस्प्ले में 0.56 इंच (14.2 मिमी) की डिजिट ऊंचाई है, जो उत्कृष्ट पठनीयता प्रदान करती है। इसे मल्टीप्लेक्स कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो माइक्रोकंट्रोलर या डिस्प्ले ड्राइवर के साथ इंटरफेस करते समय ड्राइविंग सर्किटरी को सरल बनाता है। एक प्रमुख डिज़ाइन लक्ष्य बहुत कम ड्राइव धाराओं पर उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त करना था, जिससे यह बैटरी-संचालित या ऊर्जा-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनता है। सेगमेंट निरंतर और एकसमान हैं, और डिवाइस को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है ताकि उत्पादन बैचों में स्थिरता सुनिश्चित हो सके।

2. तकनीकी विनिर्देशों का गहन विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

प्रकाशीय प्रदर्शन इस डिस्प्ले की कार्यक्षमता का केंद्र है। प्रति सेगमेंट 1mA की मानक परीक्षण धारा पर, औसत चमकदार तीव्रता (Iv) का विशिष्ट मान 577 µcd है, जिसका न्यूनतम निर्दिष्ट मान 200 µcd है। यह सुनिश्चित करता है कि डिस्प्ले अधिकांश इनडोर प्रकाश स्थितियों के लिए पर्याप्त रूप से चमकदार है। प्रकाश उत्सर्जन की विशेषता 571 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) और 572 nm की प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) है, जो इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के शुद्ध हरे क्षेत्र में स्थापित करती है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) 15 nm है, जो अपेक्षाकृत संकीर्ण और सुस्पष्ट रंग आउटपुट को इंगित करती है।

2.2 विद्युत विशेषताएं

विद्युत पैरामीटर संचालन की सीमाएं और बिजली आवश्यकताएं परिभाषित करते हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग सुरक्षित संचालन की सीमाएं प्रदान करती हैं: प्रति सेगमेंट अधिकतम शक्ति अपव्यय 70 mW, 60 mA की शिखर अग्र धारा (1/10 ड्यूटी साइकिल वाली स्पंदित स्थितियों के तहत), और 25°C पर 25 mA की निरंतर अग्र धारा, जो उस तापमान से ऊपर 0.33 mA/°C से रैखिक रूप से कम होती है। प्रति सेगमेंट अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है।

विशिष्ट संचालन स्थितियों (Ta=25°C) के तहत, 20mA की ड्राइव धारा पर प्रति सेगमेंट अग्र वोल्टेज (Vf) 2.6V है। डेटाशीट में उजागर एक प्रमुख विशेषता डिवाइस की उत्कृष्ट कम-धारा विशेषताएं हैं; इसे प्रति सेगमेंट 1mA जितनी कम ड्राइविंग धारा के साथ अच्छा प्रदर्शन करने के लिए परीक्षण और चयनित किया गया है, जो समग्र सिस्टम बिजली खपत को काफी कम कर देता है। रिवर्स धारा (Ir) पूर्ण 5V रिवर्स बायस पर अधिकतम 100 µA पर निर्दिष्ट है।

2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विनिर्देश

डिवाइस -35°C से +105°C के संचालन तापमान सीमा और एक समान भंडारण तापमान सीमा के लिए रेटेड है। यह व्यापक सीमा इसे कठोर वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है, औद्योगिक फ्रीजर से लेकर गर्मी स्रोतों के पास के उपकरणों तक। डेटाशीट विशिष्ट सोल्डरिंग मार्गदर्शन भी प्रदान करती है: घटक को वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग के अधीन किया जा सकता है, बशर्ते सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे तापमान 3 सेकंड के लिए 260°C से अधिक न हो। यह जानकारी पीसीबी असेंबली के लिए एलईडी चिप्स या प्लास्टिक पैकेज को थर्मल क्षति से बचाने के लिए महत्वपूर्ण है।

3. बिनिंग और मिलान प्रणाली

LTC-561JG को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है। इसका मतलब है कि इकाइयों का मानक परीक्षण स्थिति (आमतौर पर 1mA) पर उनके मापे गए प्रकाश आउटपुट के आधार पर परीक्षण किया जाता है और बिन में छांटा जाता है। यह बिनिंग प्रक्रिया सुनिश्चित करती है कि डिजाइनरों को सुसंगत चमक स्तर वाले डिस्प्ले प्राप्त हों, जो बहु-अंकीय डिस्प्ले या ऐसे उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है जहां कई इकाइयों का उपयोग साथ-साथ किया जाता है। डेटाशीट चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात (समान प्रकाशित क्षेत्र के लिए) अधिकतम 2:1 निर्दिष्ट करती है। यह अनुपात एक ही डिवाइस के सेगमेंट के बीच चमक में अनुमेय भिन्नता को परिभाषित करता है, जिससे प्रदर्शित संख्या में दृश्य एकरूपता सुनिश्चित होती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि विशिष्ट ग्राफ प्रदान किए गए पाठ में विस्तृत नहीं हैं, ऐसे डिवाइस के लिए विशिष्ट वक्रों में शामिल होंगे:

• अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र):यह वक्र एलईडी के माध्यम से धारा और उसके पार वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।
• चमकदार तीव्रता बनाम अग्र धारा:यह ग्राफ दर्शाता है कि चमक ड्राइव धारा के साथ कैसे बढ़ती है। यह आमतौर पर उप-रैखिक होती है, जिसका अर्थ है कि बहुत उच्च धाराओं पर दक्षता कम हो जाती है।
• चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह वक्र प्रकाश आउटपुट के थर्मल डिरेटिंग को प्रदर्शित करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चमकदार दक्षता आम तौर पर कम हो जाती है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, जो 571-572 nm के आसपास संकीर्ण शिखर दिखाता है।

ये वक्र इंजीनियरों को किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए ड्राइव स्थितियों को अनुकूलित करने, चमक, बिजली खपत और डिवाइस दीर्घायु के बीच संतुलन बनाने की अनुमति देते हैं।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 भौतिक आयाम

पैकेज एक मानक थ्रू-होल प्रकार का है। सभी महत्वपूर्ण आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं। अधिकांश आयामों के लिए सहनशीलता ±0.25 मिमी है, जो मानक पीसीबी लेआउट और सॉकेट के साथ संगतता सुनिश्चित करती है। एक विशिष्ट नोट +0.4 मिमी के पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता का उल्लेख करता है, जो स्वचालित सम्मिलन उपकरण के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 पिनआउट और आंतरिक सर्किट

डिवाइस में 12-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। आंतरिक सर्किट आरेख दर्शाता है कि यह एक मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन एनोड डिस्प्ले है। तीनों अंक अपने सेगमेंट कैथोड साझा करते हैं, और प्रत्येक अंक का अपना कॉमन एनोड पिन होता है (क्रमशः डिजिट 1, 2, और 3 के लिए पिन 12, 9, और 8)। यह माइक्रोकंट्रोलर को एक समय में एक अंक को प्रकाशित करने की अनुमति देता है, उसके एनोड को चालू करके और उचित सेगमेंट कैथोड पिन के माध्यम से करंट सिंक करके। पिन कनेक्शन हैं: 1:E, 2:D, 3:DP (दशमलव बिंदु), 4:C, 5:G, 6:NC (कोई कनेक्शन नहीं), 7:B, 8:एनोड डिजिट 3, 9:एनोड डिजिट 2, 10:F, 11:A, 12:एनोड डिजिट 1।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

थर्मल विनिर्देशों में उल्लिखित के अनुसार, अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे मापे जाने पर 3 सेकंड के लिए 260°C है। प्लास्टिक पैकेज के विकृत होने या आंतरिक वायर बॉन्ड के विफल होने से बचने के लिए इसका पालन करना महत्वपूर्ण है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, 260°C से नीचे शिखर तापमान और लिक्विडस से ऊपर सीमित समय वाले प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। मैनुअल सोल्डरिंग के लिए, न्यूनतम संपर्क समय के साथ तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। डिवाइस को उपयोग तक नमी अवरोधक बैग में संग्रहीत किया जाना चाहिए ताकि नमी अवशोषण को रोका जा सके, जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" का कारण बन सकता है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन एनोड डिज़ाइन के लिए एक ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है। इसमें आम तौर पर पर्याप्त I/O पिन वाले माइक्रोकंट्रोलर या एक समर्पित एलईडी डिस्प्ले ड्राइवर IC (जैसे MAX7219 या TM1637) का उपयोग शामिल होता है। ड्राइवर प्रत्येक अंक के एनोड को क्रमिक रूप से सक्षम करेगा (ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से) जबकि उस अंक पर प्रकाशित होने वाले सेगमेंट के पैटर्न को आउटपुट करेगा। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड लाइन (या ड्राइवर IC में निर्मित) के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता होती है। इस रेसिस्टर का मान वांछित सेगमेंट धारा और एलईडी के अग्र वोल्टेज के आधार पर गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 5mA की वांछित धारा के साथ: R = (Vcc - Vf) / I = (5V - 2.6V) / 0.005A = 480Ω (470Ω मानक रेसिस्टर का उपयोग किया जाएगा)।

7.2 डिजाइन विचार

• रिफ्रेश रेट:मल्टीप्लेक्सिंग करते समय, दृश्यमान फ्लिकर से बचने के लिए रिफ्रेश रेट पर्याप्त उच्च (आमतौर पर >60 Hz) होना चाहिए।
• करंट लिमिटिंग:हमेशा करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स का उपयोग करें। एलईडी को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव करने से एलईडी और माइक्रोकंट्रोलर दोनों को नुकसान हो सकता है।
• पावर अनुक्रमण:रिवर्स वोल्टेज लागू करने या पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होने से बचें।
• दृश्य कोण:व्यापक दृश्य कोण लाभकारी है, लेकिन उपयोगकर्ता की विशिष्ट दृष्टि रेखा के सापेक्ष माउंटिंग स्थिति पर अभी भी विचार किया जाना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना और लाभ

LTC-561JG का प्राथमिक अंतर हरे उत्सर्जन के लिए AlInGaP प्रौद्योगिकी का उपयोग है। GaP (गैलियम फॉस्फाइड) जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च चमकदार दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान धारा के लिए चमकदार डिस्प्ले, या कम बिजली पर समान चमक मिलती है। "कम बिजली आवश्यकता" और प्रति सेगमेंट 1mA तक संचालन करने की क्षमता इस सामग्री लाभ के प्रत्यक्ष परिणाम हैं। इसके अलावा, "ग्रे फेस और व्हाइट सेगमेंट" निर्माण कंट्रास्ट अनुपात को बढ़ाता है, जिससे प्रकाशित हरे सेगमेंट पृष्ठभूमि के खिलाफ अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं, विशेष रूप से उच्च-परिवेशी-प्रकाश स्थितियों में।

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

प्रश्न: दृश्यमान डिस्प्ले देखने के लिए न्यूनतम धारा क्या आवश्यक है?

उत्तर: डिवाइस को प्रति सेगमेंट 1mA तक की विशेषता दी गई है, जो एक दृश्यमान आउटपुट उत्पन्न करेगा (न्यूनतम 200 µcd)। बहुत कम-बिजली अनुप्रयोगों के लिए, 1-2mA सीमा में धाराएं उपयोगी हैं।

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से ड्राइव कर सकता हूं?

उत्तर: हां। विशिष्ट अग्र वोल्टेज 2.6V है। 3.3V आपूर्ति के साथ, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के पार 0.7V है, जो कम से मध्यम धाराओं (जैसे, 5-10mA) पर स्थिर करंट विनियमन के लिए पर्याप्त है।

प्रश्न: "कोई कनेक्शन नहीं" पिन (पिन 6) क्यों है?

उत्तर: यह डिस्प्ले पैकेजों में विभिन्न उत्पाद वेरिएंट (जैसे, दशमलव बिंदु के साथ या बिना, अलग-अलग रंग) में मानक पिन गिनती और फुटप्रिंट बनाए रखने के लिए आम है। यह यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है लेकिन विद्युत रूप से जुड़ा नहीं होना चाहिए।

प्रश्न: मैं तीनों अंकों में एकसमान चमक कैसे प्राप्त करूं?

उत्तर: मल्टीप्लेक्स्ड ऑपरेशन में, सुनिश्चित करें कि प्रत्येक अंक के लिए ऑन-टाइम (ड्यूटी साइकिल) समान है। साथ ही, चमकदार तीव्रता बिनिंग जानकारी का उपयोग करें; अपने आपूर्तिकर्ता से कसा हुआ बिन निर्दिष्ट करने से मदद मिलती है।

10. डिजाइन और उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: पोर्टेबल मल्टीमीटर डिस्प्ले

एक डिजाइनर एक हैंडहेल्ड डिजिटल मल्टीमीटर बना रहा है। प्रमुख आवश्यकताएं हैं: बैटरी संचालन (9V), स्पष्ट आउटडोर/इनडोर पठनीयता, और विस्तारित बैटरी जीवन के लिए कम बिजली खपत। LTC-561JG एक आदर्श उम्मीदवार है। डिजाइनर प्रत्येक सेगमेंट को 2mA पर ड्राइव करना चुनता है। 9V बैटरी से संचालित मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर IC (लॉजिक के लिए 5V तक कम) का उपयोग करते हुए, पूरी तरह से प्रकाशित "888" डिस्प्ले के लिए औसत करंट ड्रॉ की गणना की जा सकती है। 3 अंक * 7 सेगमेंट = 21 सेगमेंट प्रकाशित, लेकिन मल्टीप्लेक्सिंग के कारण, एक समय में केवल एक अंक चालू होता है। प्रति अंक शिखर धारा 7 सेगमेंट * 2mA = 14mA है। 1/3 ड्यूटी साइकिल के साथ, औसत धारा ~4.7mA है। ड्राइवर के लिए निष्क्रिय धारा जोड़ने पर, कुल मानक 9V बैटरी पर सैकड़ों घंटे के संचालन की अनुमति देते हुए 10mA से काफी कम है। उच्च चमक और कंट्रास्ट विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता सुनिश्चित करते हैं।

11. संचालन सिद्धांत

डिवाइस एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब डायोड के टर्न-ऑन वोल्टेज (इस AlInGaP डिवाइस के लिए लगभग 2.05V) से अधिक अग्र वोल्टेज लागू किया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP में, यह पुनर्संयोजन मुख्य रूप से हरे तरंगदैर्ध्य सीमा (लगभग 572 nm) में फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। सातों सेगमेंट (A से G) और दशमलव बिंदु (DP) में से प्रत्येक में इन एलईडी चिप्स में से एक या अधिक होते हैं। कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन में, किसी विशिष्ट अंक के लिए एलईडी के सभी एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े होते हैं। एक सेगमेंट को प्रकाशित करने के लिए, उसके कैथोड को कम वोल्टेज (एक रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंड) से जोड़ा जाता है जबकि उसके अंक के कॉमन एनोड को सकारात्मक आपूर्ति वोल्टेज से जोड़ा जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

जबकि संख्यात्मक रीडआउट के लिए सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले सर्वव्यापी बने हुए हैं, अंतर्निहित एलईडी प्रौद्योगिकी विकसित होती रहती है। AlInGaP लाल, नारंगी, एम्बर और हरे एलईडी के लिए एक परिपक्व और अत्यधिक कुशल सामग्री प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है। डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझानों में ऑल-सिलिकॉन-आधारित माइक्रो-एलईडी और आगे लघुकरण की ओर बदलाव शामिल है। हालांकि, थ्रू-होल, मध्यम आकार के अंक डिस्प्ले के लिए, AlInGaP प्रदर्शन, विश्वसनीयता और लागत का एक उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करता है। सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में कम बिजली खपत की ओर रुझान इस डिस्प्ले की बहुत कम धाराओं पर संचालन करने की क्षमता के साथ पूरी तरह से मेल खाता है। इसके अलावा, डेटाशीट में उल्लिखित RoHS अनुपालन (सीसा-मुक्त पैकेज) पर्यावरण के अनुकूल विनिर्माण प्रक्रियाओं की ओर पूरे उद्योग की चाल को दर्शाता है।