Scheda Tecnica Display LED LTC-2623KF-J - Altezza Cifra 0.28 Pollici - Colore Giallo Arancio - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTC-2623KF-J è un modulo display a sette segmenti e quadrupla cifra ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche nitide e luminose. La sua funzione principale è presentare dati numerici in un formato altamente leggibile. Il vantaggio principale di questo dispositivo risiede nell'utilizzo della tecnologia LED avanzata AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), che offre un'efficienza luminosa e una purezza del colore superiori rispetto ai materiali tradizionali. Ciò lo rende particolarmente adatto per pannelli strumentazione, sistemi di controllo industriale, apparecchiature di test ed elettronica di consumo, dove la leggibilità in varie condizioni di illuminazione è fondamentale. Il mercato target include progettisti e ingegneri nei settori dell'automazione industriale, dei cruscotti automobilistici, dei dispositivi medici e dei terminali POS che richiedono soluzioni di visualizzazione affidabili, durevoli ed efficienti dal punto di vista energetico.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Ottiche ed Elettriche

Le prestazioni dell'LTC-2623KF-J sono definite da diversi parametri chiave misurati in condizioni standard (Ta=25°C).

• Intensità Luminosa (I_V):L'intensità luminosa media tipica è di 1200 µcd a una corrente diretta (I_F) di 1mA, con un intervallo specificato da 500 µcd (Min) al valore tipico. Questo elevato livello di luminosità garantisce un'ottima visibilità. Il rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa tra i segmenti è specificato con un massimo di 2:1, assicurando un aspetto uniforme su tutto il display.
• Caratteristiche Spettrali:Il dispositivo emette luce nello spettro giallo-arancio. La lunghezza d'onda di picco di emissione (λ_p) è tipicamente 611 nm a I_F=20mA. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è 605 nm, e la semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è 17 nm, indicando un'emissione di colore relativamente pura e satura.
• Parametri Elettrici:La tensione diretta (V_F) per segmento è tipicamente 2.6V, con un massimo di 2.6V a I_F=20mA. La corrente inversa (I_R) è un massimo di 100 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V. È cruciale notare che il valore della tensione inversa è solo per il test della corrente di dispersione; il dispositivo non è destinato a funzionare continuativamente in polarizzazione inversa.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Considerazioni Termiche

L'utilizzo del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza:La massima dissipazione di potenza per segmento è di 70 mW.
• Correnti Nominali:La corrente diretta continua per segmento è di 25 mA. Si applica un fattore di derating di 0.33 mA/°C linearmente da 25°C. La corrente diretta di picco per segmento (per funzionamento impulsivo a 1kHz, ciclo di lavoro 10%) è di 60 mA.
• Intervallo di Temperatura:Il dispositivo può operare in un intervallo di temperatura ambiente da -35°C a +85°C. L'intervallo di temperatura di stoccaggio è identico.
• Saldabilità:Il dispositivo può resistere a una temperatura di saldatura di 260°C per 3 secondi a una distanza di 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il datasheet dichiara esplicitamente che il dispositivo è "BINNATO PER L'INTENSITÀ LUMINOSA". Ciò significa che i LED vengono selezionati (binnati) durante la produzione in base alla loro emissione luminosa misurata a una specifica corrente di test. Questo processo garantisce la coerenza all'interno di un lotto di produzione. I clienti ricevono dispositivi la cui intensità luminosa rientra negli intervalli specificati minimo e tipico (500-1200 µcd @ 1mA). Sebbene in questo specifico datasheet non siano dettagliati esplicitamente per lunghezza d'onda/colore o tensione diretta, tale binning è una pratica comune nel settore per fornire prestazioni prevedibili. I progettisti dovrebbero consultare il produttore per dettagli specifici sul binning se la loro applicazione richiede una corrispondenza precisa di colore o tensione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Il datasheet fa riferimento a "CURVE CARATTERISTICHE ELETTRICHE / OTTICHE TIPICHE". Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve tipiche per un tale dispositivo includerebbero:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Questo grafico mostrerebbe la relazione tra corrente diretta e tensione diretta, tipicamente con un aumento esponenziale dopo la tensione di soglia (~2.0-2.2V per AlInGaP). È essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Questa curva mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente. È generalmente lineare in un intervallo ma satura a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Questo grafico illustra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. I LED AlInGaP hanno tipicamente un coefficiente di temperatura negativo per l'intensità luminosa.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~611 nm e la semilarghezza di 17 nm.

Queste curve sono vitali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard e per ottimizzare il circuito di pilotaggio per efficienza e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Fisiche

Il dispositivo presenta un'altezza cifra di 0.28 pollici (7.0 mm). Le dimensioni del package sono fornite in un disegno (non completamente dettagliato nel testo), con tutte le dimensioni in millimetri e tolleranze standard di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Il display ha una faccia grigia con segmenti bianchi, migliorando il contrasto.

5.2 Configurazione dei Pin e Schema Circuitale

L'LTC-2623KF-J è un display ad anodo comune multiplexato. Ciò significa che gli anodi dei LED per ciascuna cifra sono collegati insieme internamente, mentre i catodi per ciascun segmento (A-G, DP, e i segmenti dei due punti L1, L2, L3) sono condivisi tra le cifre. Questa configurazione riduce il numero di pin di pilotaggio richiesti da 32 (4 cifre * 8 segmenti) a 16. Uno schema circuitale interno mostrerebbe questa disposizione di multiplexing. Viene fornita la tabella di connessione dei pin:

• Pin 1: Anodo Comune per la Cifra 1
• Pin 2: Catodo per i segmenti C e L3 (punto dei due punti inferiore)
• Pin 3: Catodo per il Punto Decimale (DP)
• Pin 5: Catodo per il segmento E
• Pin 6: Catodo per il segmento D
• Pin 7: Catodo per il segmento G
• Pin 8: Anodo Comune per la Cifra 4
• Pin 11: Anodo Comune per la Cifra 3
• Pin 12: Anodo Comune per i segmenti dei due punti L1 e L2 (punti dei due punti superiori)
• Pin 13: Catodo per i segmenti A e L1
• Pin 14: Anodo Comune per la Cifra 2
• Pin 15: Catodo per i segmenti B e L2
• Pin 16: Catodo per il segmento F
• Pin 4, 9, 10: Nessuna Connessione

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La specifica di montaggio chiave è il profilo di temperatura di saldatura: il dispositivo può resistere a 260°C per 3 secondi in un punto a 1/16 di pollice (1.6 mm) sotto il piano di appoggio. Questa è una condizione standard di saldatura a rifusione. I progettisti devono assicurarsi che il layout del PCB e il profilo del forno a rifusione siano conformi a questo per prevenire danni termici ai chip LED o al package plastico. Si raccomanda di seguire le linee guida standard JEDEC/IPC per la sensibilità all'umidità e la pre-essiccazione se i dispositivi sono stati esposti ad ambienti umidi prima della saldatura. Lo stoccaggio deve avvenire nell'intervallo specificato da -35°C a +85°C in un ambiente asciutto e antistatico.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte è LTC-2623KF-J. Il suffisso "KF" indica tipicamente lo stile del package e il colore (faccia grigia, segmenti bianchi). La "J" può denotare un bin specifico o una revisione. Sebbene i dettagli specifici di imballaggio (rulli, tubi, vassoi) non siano elencati nel testo fornito, tali display sono comunemente forniti in tubi o vassoi antistatici per proteggere i pin e la lente. Il codice d'ordine corrisponde direttamente alla descrizione del dispositivo: AlInGaP Giallo Arancio, Anodo Comune Multiplexato, con punto decimale a destra.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi applicazione che richieda una lettura numerica multi-cifra luminosa. Esempi includono multimetri digitali, contatori di frequenza, timer di processo, bilance, strumenti per cruscotti automobilistici (es. orologio, contachilometri) e indicatori per pannelli di controllo industriali.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Un display multiplexato richiede un circuito integrato driver o un microcontrollore in grado di assorbire una corrente di segmento sufficiente e fornire corrente all'anodo della cifra. Il driver deve ciclare tra le cifre a una frequenza sufficientemente alta (tipicamente >100Hz) per evitare sfarfallio visibile.
• Limitazione di Corrente:Resistenze di limitazione della corrente esterne sono obbligatorie per ogni catodo di segmento oppure si dovrebbe utilizzare un driver a corrente costante per evitare di superare la massima corrente diretta continua, particolarmente importante dato il derating sopra i 25°C.
• Angolo di Visione:Il datasheet menziona un "ampio angolo di visione", caratteristica dei display a sette segmenti LED. Il posizionamento sul PCB dovrebbe considerare la posizione prevista dell'osservatore.
• Sequenza di Alimentazione:Assicurarsi che l'elettronica di pilotaggio non applichi tensione inversa o picchi di corrente eccessivi durante l'accensione o lo spegnimento.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

I principali fattori di differenziazione dell'LTC-2623KF-J sono l'uso del materiale semiconduttore AlInGaP e il suo specifico formato meccanico. Rispetto ai vecchi LED GaAsP o GaP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in display più luminosi a correnti inferiori. Rispetto ai display a sette segmenti SMD molto piccoli, l'altezza cifra di 0.28 pollici offre un'ottima leggibilità a distanza. Rispetto agli LCD, offre luminosità superiore, angoli di visione più ampi e prestazioni migliori a temperature estreme, sebbene a costo di un consumo energetico più elevato. Il design ad anodo comune multiplexato è un approccio standard che ottimizza il numero di pin per questa dimensione di cifra.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo del binning per l'intensità luminosa?

R: Il binning garantisce la coerenza visiva tra tutte le cifre e i segmenti nel vostro prodotto. Garantisce che la variazione di luminosità tra due segmenti o dispositivi qualsiasi dello stesso ordine non superi un rapporto di 2:1.

D: Posso pilotare questo display direttamente con un microcontrollore a 5V?

R: No. La tensione diretta tipica è 2.6V. Collegare direttamente una sorgente a 5V distruggerebbe il LED a causa della corrente eccessiva. È necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie o un driver a corrente costante. Il valore della resistenza dipende dalla tensione di alimentazione e dalla corrente di segmento desiderata.

D: Cosa significa "anodo comune multiplexato" per il mio circuito di pilotaggio?

R: Non è possibile accendere tutte le cifre contemporaneamente a piena luminosità. È necessario accendere sequenzialmente (fornire corrente a) l'anodo comune di una cifra alla volta mentre si assorbe corrente nei segmenti desiderati per quella cifra. Questo viene fatto rapidamente per creare l'illusione che tutte le cifre siano costantemente accese.

D: Il valore della tensione inversa di 5V è per il funzionamento normale?

R: No. Il datasheet dichiara esplicitamente che è solo per il test di I_R(corrente inversa). Il display non dovrebbe mai essere sottoposto a una polarizzazione inversa continua nell'applicazione. Un corretto design del circuito dovrebbe prevenire ciò.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Lettura Voltmetrica a 4 Cifre.Un progettista sta creando un alimentatore da banco che richiede un display luminoso e chiaro per la tensione di uscita. Seleziona l'LTC-2623KF-J per la sua altezza cifra di 0.28 pollici e l'alto contrasto. L'ADC del microcontrollore legge la tensione di uscita. Il firmware converte questo valore in formato BCD. Viene scelto un circuito integrato driver display dedicato (come il MAX7219) per gestire il multiplexing. Il progettista calcola il valore della resistenza di limitazione della corrente per una corrente di segmento di 10mA utilizzando la formula R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Con un'alimentazione di 5V e V_F=2.6V, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 ohm. Viene selezionata una resistenza standard da 220 ohm, risultando in una corrente leggermente più alta (~10.9mA), che è comunque ben all'interno del valore nominale continuo di 25mA. La frequenza di multiplexing è impostata a 250Hz per eliminare lo sfarfallio. La faccia grigia del display è scelta per abbinare il colore della cornice dello strumento, fornendo un aspetto integrato professionale.

12. Introduzione al Principio Tecnico

L'LTC-2623KF-J è basato sulla tecnologia semiconduttore AlInGaP cresciuta su un substrato di GaAs. Quando una tensione diretta che supera l'energia della banda proibita viene applicata attraverso la giunzione p-n del chip LED, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica di Alluminio, Indio, Gallio e Fosforo nello strato attivo determina l'energia della banda proibita, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, giallo-arancio (~605-611 nm). Il formato a sette segmenti è creato posizionando più piccoli chip LED (uno per segmento per cifra) nello schema di una cifra standard e collegandoli internamente nella configurazione ad anodo comune multiplexato descritta in precedenza. La faccia grigia e i diffusori dei segmenti bianchi migliorano il contrasto assorbendo la luce ambientale e diffondendo efficientemente la luce emessa dai chip LED.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i display LED a sette segmenti tradizionali a foro passante come l'LTC-2623KF-J rimangano vitali per molte applicazioni grazie alla loro robustezza e alta luminosità, la tendenza generale nella tecnologia dei display si sta spostando verso package a montaggio superficiale (SMD) e una maggiore integrazione. I display a sette segmenti SMD offrono ingombri più piccoli e sono più adatti per il montaggio automatizzato. Inoltre, c'è una crescente tendenza verso display a matrice di punti e moduli grafici OLED o TFT completamente integrati che offrono capacità alfanumeriche e grafiche in uno spazio simile. Tuttavia, per letture numeriche dedicate dove luminosità estrema, semplicità, affidabilità e convenienza sono fondamentali, i display LED a sette segmenti discreti continuano a essere una soluzione preferita. I progressi in materiali come l'AlInGaP hanno migliorato significativamente la loro efficienza e gamma di colori, garantendo la loro rilevanza in specifici segmenti di mercato.