Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan Matriks Titik LED LTP-747KA - Ketinggian Digit 0.7-inci (17.22mm) - Warna Jingga Merah - Teknologi AlInGaP

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-747KA ialah modul paparan alfanumerik matriks titik 5 x 7 digit tunggal. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output visual yang jelas dan terang untuk aksara dan simbol dalam pelbagai aplikasi elektronik. Komponen teras paparan ini ialah penggunaan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) termaju untuk cip diod pemancar cahaya (LED), yang bertanggungjawab menghasilkan output cahaya jingga-merah ciri. Teknologi bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan ciri prestasi yang baik.

Peranti ini dibina dengan muka hadapan berwarna kelabu dan mempunyai titik atau segmen berwarna putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan elemen bercahaya terhadap latar belakang. Paparan ini dikategorikan berdasarkan keamatan cahayanya, bermakna unit-unit dibahagikan atau disusun mengikut output cahaya yang diukur untuk memastikan konsistensi dalam julat yang ditetapkan untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci bagi parameter teknikal utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Parameter utama diukur di bawah keadaan ujian tertentu, biasanya pada suhu ambien (T_A) 25°C.

• Keamatan Cahaya Purata (I_V):Ini adalah ukuran kuasa cahaya yang dipancarkan oleh satu titik. Nilai tipikal ialah 3400 mikrokandela (µcd), dengan minimum 1650 µcd, apabila didorong dengan arus puncak (I_P) 32mA pada kitar tugas 1/16. Kitar tugas 1/16 ialah skema pemultipleksan biasa untuk paparan matriks titik, di mana setiap baris aktif hanya untuk 1/16 daripada masa untuk menguruskan kuasa dan haba.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Panjang gelombang di mana spektrum pancaran LED berada pada keamatan maksimum. Untuk LTP-747KA, ini biasanya 621 nanometer (nm), meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan jingga-merah spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Ini ialah 615 nm, iaitu panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna yang dilihat oleh mata manusia. Ia sedikit berbeza daripada panjang gelombang puncak disebabkan bentuk spektrum pancaran LED.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Parameter ini, biasanya 18 nm, menunjukkan lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimumnya. Separuh lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tulen secara spektrum dan tepu.
• Nisbah Padanan Keamatan Cahaya (I_V-m):Dinyatakan sebagai maksimum 2:1, nisbah ini mentakrifkan variasi yang dibenarkan dalam kecerahan antara titik paling terang dan paling malap pada paparan. Nisbah yang lebih rendah menunjukkan keseragaman yang lebih baik.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Memahami tingkah laku elektrik adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

• Voltan Hadapan per Titik (V_F):Susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus. Nilai tipikal ialah 2.6V dengan maksimum 2.6V pada arus hadapan (I_F) 20mA. Minimum disenaraikan sebagai 2.05V. Julat ini mesti dipertimbangkan semasa mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang per Titik (I_R):Jumlah arus kecil yang mengalir apabila voltan songsang dikenakan. Ia dinyatakan sebagai maksimum 100 µA pada voltan songsang (V_R) 5V. Melebihi voltan songsang maksimum mutlak boleh menyebabkan kerosakan.
• Arus Hadapan Purata per Titik:Arus DC berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai ialah 13 mA. Ini berbeza daripada arus puncak yang digunakan dalam operasi pemultipleksan.
• Arus Hadapan Puncak per Titik:Arus serta-merta maksimum yang boleh ditangani oleh satu titik, dinyatakan sebagai 90 mA. Dalam aplikasi pemultipleksan, arus serta-merta boleh lebih tinggi daripada arus purata, tetapi ia tidak boleh melebihi penarafan puncak ini.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan keadaan untuk operasi biasa.

• Pelesapan Kuasa Purata per Titik:Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan secara berterusan oleh satu titik LED ialah 33 mW. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan mengurangkan jangka hayat.
• Julat Suhu Operasi dan Penyimpanan:Peranti ini dinilai untuk berfungsi pada suhu ambien dari -35°C hingga +85°C. Ia juga boleh disimpan dalam julat suhu yang sama.
• Pengurangan Kadar Arus:Arus hadapan purata mesti dikurangkan secara linear di atas 25°C pada kadar 0.17 mA per darjah Celsius. Ini adalah peraturan reka bentuk kritikal untuk mencegah pelarian terma pada suhu ambien yang lebih tinggi.
• Suhu Pateri:Semasa pateri gelombang atau aliran balik, suhu pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan pakej tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat. Ini menghalang kerosakan pada die dalaman dan ikatan wayar.

3. Sistem Pengkategorian dan Pembahagian Bungkusan

Lembaran data dengan jelas menyatakan bahawa peranti ini "dikategorikan untuk keamatan cahaya." Ini membayangkan proses pembahagian bungkusan.

• Pembahagian Bungkusan Keamatan Cahaya:Selepas pembuatan, paparan individu diuji dan disusun ke dalam bungkusan berbeza berdasarkan output cahaya yang diukur. Ini memastikan pelanggan menerima produk dengan tahap kecerahan yang konsisten. Lembaran data memberikan nilai min/tip/maks (1650/3400 µcd), tetapi kod bungkusan atau kategori khusus tidak diperincikan dalam petikan ini. Dalam amalan, maklumat pesanan akan menentukan bungkusan keamatan yang dikehendaki.
• Pembahagian Bungkusan Panjang Gelombang/Warna:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas untuk panjang gelombang dalam lembaran ini, ia adalah amalan biasa bagi pengeluar LED untuk membahagikan peranti mengikut panjang gelombang dominan atau puncak untuk memastikan konsistensi warna, terutamanya dalam paparan berbilang unit. Nilai tipikal yang ketat untuk λ_p(621 nm) dan λ_d(615 nm) mencadangkan keseragaman warna semula jadi yang baik daripada bahan AlInGaP.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, kita boleh membuat kesimpulan tentang kandungan dan kepentingan piawainya.

• Lengkung Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I_F-V_F):Graf ini menunjukkan hubungan tak linear antara arus melalui LED dan voltan merentasinya. Ia penting untuk mereka bentuk litar pemacu yang betul. Lengkung akan menunjukkan voltan "lutut" (sekitar tipikal 2.6V) selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan kecil dalam voltan.
• Lengkung Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan (I_V-I_F):Plot ini menggambarkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia biasanya linear dalam satu julat tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi. Ia membantu menentukan titik operasi untuk kecerahan yang dikehendaki.
• Lengkung Keamatan Cahaya vs. Suhu Ambien (I_V-T_A):Ini menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang LED meningkat. Ia mengkuantifikasi kesan pengurangan kadar terma dan adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu tinggi.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan lengkung berbentuk loceng berpusat sekitar 621 nm dengan separuh lebar 18 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Fizikal

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.7 inci, yang bersamaan dengan 17.22 milimeter. Lukisan dimensi pakej (dirujuk tetapi tidak ditunjukkan dalam teks) akan memperincikan panjang keseluruhan, lebar, tinggi, jarak kaki, dan susunan segmen. Toleransi untuk semua dimensi dinyatakan sebagai ±0.25 mm (0.01 inci) melainkan dinyatakan sebaliknya. Tahap ketepatan ini penting untuk pemasangan mekanikal pada papan litar bercetak (PCB).

5.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti ini mempunyai 12 pin. Pinout ditakrifkan dengan jelas: Pin 1: Anod untuk Lajur 1, Pin 2: Katod untuk Baris 3, Pin 3: Anod untuk Lajur 2, dan seterusnya. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi katod sepunya untuk baris. Ini bermakna setiap satu daripada 7 talian baris disambungkan ke katod semua 5 LED dalam baris tersebut. 5 talian lajur disambungkan ke anod LED dalam setiap lajur. Susunan matriks ini membolehkan kawalan 35 titik individu (5x7) dengan hanya 12 pin (5+7), menggunakan teknik pemultipleksan.

5.3 Pengenalpastian Polariti

Walaupun tidak ditunjukkan secara jelas dalam teks, penomboran pin dan gambar rajah litar dalaman memberikan maklumat yang diperlukan untuk polariti. Jadual pinout adalah panduan muktamad untuk menyambungkan anod dan katod dengan betul. Sambungan polariti yang salah (mengenakan pincang hadapan ke katod) akan menghalang LED daripada menyala dan, jika voltan melebihi penarafan voltan songsang (5V), mungkin merosakkannya.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan ialah profil suhu pateri: suhu yang diukur 1.6mm di bawah badan pakej tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat. Ini adalah garis panduan piawai untuk proses pateri gelombang atau pateri aliran balik. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan, dan masa sentuhan dengan kaki harus diminimumkan untuk menghalang haba daripada bergerak ke atas kaki dan merosakkan cip dalaman. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan untuk menghalang kerosakan pada simpang semikonduktor.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

Disebabkan format matriks titik 5x7nya, yang sesuai untuk menjana aksara alfanumerik, LTP-747KA sangat sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan digit tunggal yang jelas. Contoh termasuk:

• Panel kawalan perindustrian dan paparan instrumentasi.
• Peralatan ujian dan pengukuran.
• Perkakas pengguna seperti ketuhar gelombang mikro, mesin basuh, atau peralatan audio.
• Terminal titik jualan dan paparan maklumat asas.
• Kit pendidikan untuk belajar tentang mikropengawal dan paparan berbilang.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Mikropengawal atau IC pemacu paparan khusus diperlukan untuk memultipleks baris dan lajur. Pemacu mesti mampu menyumber/menyerap arus puncak yang diperlukan (sehingga 32mA per titik mengikut keadaan ujian, tetapi reka bentuk harus merujuk penarafan maksimum mutlak) untuk lajur dan baris masing-masing.
• Pembatasan Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap talian anod (lajur) untuk menetapkan arus hadapan dan melindungi LED. Nilai perintang dikira menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Penggunaan arus puncak (I_P) dalam pengiraan pemultipleksan mesti diambil kira.
• Pengurusan Terma:Dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau aplikasi kecerahan tinggi, pastikan arus purata dikurangkan kadar seperti yang ditetapkan (0.17 mA/°C di atas 25°C). Jarak yang mencukupi pada PCB boleh membantu dengan penyejukan perolakan semula jadi.
• Sudut Pandangan:Lembaran data mendakwa "sudut pandangan luas," yang bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan, pembeza utama LTP-747KA berdasarkan lembaran datanya ialah:

• Teknologi Bahan (AlInGaP):Berbanding LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan lebih tinggi, kestabilan suhu lebih baik, dan kecerahan unggul, membawa kepada dakwaan "kecerahan tinggi & kontras tinggi."
• Matriks Titik vs. Paparan Tersegmen:Matriks titik 5x7 menawarkan fleksibiliti yang jauh lebih besar daripada paparan 7-segmen piawai, kerana ia boleh menunjukkan set aksara ASCII penuh, simbol, dan grafik ringkas, bukan hanya nombor dan beberapa huruf.
• Pengkategorian Keamatan:Pembahagian bungkusan untuk keamatan cahaya adalah ciri nilai tambah untuk aplikasi yang memerlukan keseragaman merentasi berbilang unit.
• Peningkatan Kontras:Muka hadapan kelabu dengan titik putih adalah pilihan reka bentuk yang bertujuan untuk meningkatkan kontras apabila LED dimatikan, menjadikan paparan kelihatan lebih profesional dan boleh dibaca dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Apakah perbezaan antara arus hadapan puncak (90mA) dan arus keadaan ujian (32mA)?

Arus hadapan puncak (90mA) ialah Penarafan Maksimum Mutlak—arus serta-merta tertinggi yang boleh ditahan oleh LED tanpa kerosakan serta-merta. 32mA yang digunakan dalam ujian keamatan cahaya ialah keadaan operasi tipikal untuk pengukuran dalam sistem berbilang (kitar tugas 1/16). Aruspuratadalam kes itu jauh lebih rendah (32mA / 16 = 2mA). Reka bentuk mesti memastikan arus serta-merta kekal di bawah 90mA dan arus purata per titik kekal di bawah 13mA (dikurangkan kadar untuk suhu).

9.2 Bagaimana untuk mentafsir spesifikasi kitar tugas 1/16?

Ini menunjukkan kaedah pemacu pemultipleksan piawai. Untuk mengawal 7 baris dengan 5 lajur, teknik biasa adalah untuk mengaktifkan satu baris pada satu masa, mengitar semua 7 baris dengan cepat. Jika setiap baris dihidupkan untuk masa yang sama, ia aktif untuk 1/7 daripada masa. Kitar tugas 1/16 ialah keadaan ujian piawai yang konservatif yang membolehkan perbandingan antara paparan berbeza, walaupun skema pemultipleksan sebenar dalam aplikasi anda ialah 1/7 atau 1/8 kitar tugas.

9.3 Mengapakah voltan hadapan diberikan sebagai julat (2.05V min, 2.6V tip/maks)?

Voltan hadapan (V_F) mempunyai variasi semula jadi disebabkan toleransi pembuatan dalam bahan semikonduktor. Reka bentuk litar mesti menampung julat ini. Perintang pembatas arus harus dikira menggunakan nilaimaksimum V_F(2.6V) untuk menjamin bahawa walaupun peranti dengan V_Ftinggi menerima voltan yang mencukupi untuk hidup dan mencapai arus yang dikehendaki. Menggunakan nilai tipikal untuk pengiraan berisiko memandu rendah sesetengah unit.

10. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario:Mereka bentuk bacaan suhu digit tunggal untuk pengawal perindustrian yang beroperasi dalam persekitaran sehingga 50°C.

1. Set Aksara:Matriks 5x7 boleh memaparkan nombor 0-9 dan huruf seperti "C" untuk Celsius.
2. Pemilihan Pemacu:Mikropengawal dengan sekurang-kurangnya 12 pin I/O atau IC pemacu paparan khusus (seperti MAX7219) akan digunakan untuk mengendalikan masa pemultipleksan.
3. Pengiraan Arus:Sasarkan arus titik purata untuk kecerahan yang baik. Katakan kita pilih 8mA purata. Pada 50°C, pengurangan kadar berlaku: Pengurangan = (50°C - 25°C) * 0.17 mA/°C = 4.25 mA. Arus purata maksimum yang dibenarkan pada 50°C = 13 mA - 4.25 mA = 8.75 mA. Sasaran kami 8mA adalah selamat.
4. Pengiraan Perintang:Untuk pemultipleks 1/7 (7 baris), arus puncak per titik perlu 8mA * 7 = 56mA untuk mencapai purata 8mA. Ini adalah di bawah penarafan puncak 90mA. Menggunakan bekalan 5V dan V_F(maks)=2.6V, perintang pembatas arus ialah R = (5V - 2.6V) / 0.056A ≈ 42.9Ω. Perintang piawai 43Ω akan digunakan.
5. Susun Atur PCB:Tapak kaki paparan akan sepadan dengan lukisan dimensi. Ruang yang mencukupi di sekeliling pakej akan ditinggalkan untuk aliran udara.

11. Prinsip Operasi

LTP-747KA beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesen dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam diod dikenakan (anod positif relatif kepada katod), elektron dari lapisan AlInGaP jenis-n bergabung semula dengan lubang dari lapisan jenis-p. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP (Aluminium, Indium, Gallium, Fosforus) menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga-merah pada ~621 nm. Cip-cip dipasang pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lut cahaya, yang membantu memantulkan cahaya ke atas, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya keseluruhan dari permukaan atas peranti. Matriks 5x7 dibentuk oleh LED yang boleh dialamatkan secara individu yang disusun dalam corak grid ini, dikawal melalui litar pemultipleksan luaran yang mengurutkan kuasa melalui baris dan lajur dengan cepat untuk mencipta ilusi aksara stabil yang menyala sepenuhnya.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Teknologi LED AlInGaP, seperti yang digunakan dalam LTP-747KA, mewakili kemajuan ketara berbanding bahan LED terdahulu seperti GaAsP. Ia membolehkan kecerahan lebih tinggi, kecekapan bertambah baik, dan kestabilan suhu lebih baik, menjadikan LED boleh digunakan untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan paparan. Trend dalam teknologi paparan sejak itu telah bergerak ke arah matriks titik ketumpatan lebih tinggi, matriks RGB warna penuh, dan penerimaan meluas paparan LED organik (OLED) dan mikro-LED untuk skrin resolusi tinggi. Walau bagaimanapun, paparan matriks titik alfanumerik digit tunggal dan berbilang seperti format 5x7 kekal sangat relevan untuk antara muka kos efektif, boleh dipercayai, dan mudah dibaca dalam konteks perindustrian, perkakas, dan instrumentasi di mana keupayaan grafik penuh tidak diperlukan. Prinsip pemacu asas—pemultipleksan dan kawalan arus—kekal asas kepada reka bentuk paparan LED tanpa mengira skala atau teknologi.