Dokumen Teknikal LTC-2621JD-04 - Paparan LED 3 Digit - Tinggi Digit 0.28 Inci - Warna Merah Hiper (650nm) - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-2621JD-04 ialah modul paparan tujuh segmen tiga digit yang padat dan berprestasi tinggi, direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output angka visual dalam peranti elektronik. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang maju untuk cip LED, yang difabrikasi pada substrat GaAs yang tidak lutsinar. Gabungan ini menghasilkan pancaran ciri "Merah Hiper". Paparan ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Pasaran sasaran termasuk instrumentasi industri, elektronik pengguna, peralatan ujian dan pengukuran, serta mana-mana sistem terbenam yang memerlukan paparan angka yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Tinggi Digit:0.28 inci (7.0 mm), menawarkan keseimbangan yang baik antara saiz dan keterlihatan.
• Reka Bentuk Segmen:Segmen seragam berterusan untuk penampilan dan estetika aksara yang sangat baik.
• Kecekapan Kuasa:Keperluan kuasa rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau peka tenaga.
• Prestasi Optik:Kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi memastikan kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan paparan dibaca dari kedudukan luar paksi.
• Kebolehpercayaan:Kebolehpercayaan keadaan pepejal tanpa bahagian bergerak, membawa kepada jangka hayat operasi yang panjang.
• Kawalan Kualiti:Peranti dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran.

2. Penyelaman Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci mengenai parameter teknikal utama peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum. Ini menghadkan kuasa berterusan maksimum yang boleh dilesapkan sebagai haba dalam satu segmen.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA maksimum, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Penarafan ini adalah untuk pemultipleksan atau denyut kecerahan tinggi jangka pendek.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA maksimum pada 25°C. Arus ini menyahkadar secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V maksimum. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Peranti ini direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan haba.

2.2 Ciri Elektrik & Optik (pada Ta=25°C)

Ini adalah parameter operasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 200 μcd (min) hingga 600 μcd (maks), dengan nilai tipikal yang tersirat. Diukur pada arus hadapan (I_F) 1 mA. Ini adalah parameter utama untuk persepsi kecerahan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat, mentakrifkan warna "Merah Hiper".
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik. 20nm adalah tipikal untuk LED merah AlInGaP.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasai oleh mata manusia yang sepadan dengan warna LED, selalunya sedikit berbeza daripada panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Julat dari 2.1 V (min) hingga 2.6 V (maks), dengan nilai tipikal 2.6 V pada I_F=20 mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA maksimum pada voltan songsang (V_R) 5V.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 maksimum. Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen/digit paling terang dan paling malap dalam satu peranti, memastikan keseragaman.

Nota Pengukuran:Keamatan bercahaya diukur menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan pengukuran berkorelasi dengan persepsi kecerahan manusia.

3. Sistem Pengkategorian dan Pembungkusan

Lembaran data menyatakan dengan jelas bahawa peranti "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini membayangkan proses pengkategorian.

• Pengkategorian Keamatan Bercahaya:Julat luas yang ditentukan untuk I_V(200-600 μcd) mencadangkan bahagian pengeluaran diuji dan disusun ke dalam kategori keamatan yang berbeza. Pereka boleh memilih kategori untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan tertentu atau keseragaman ketat merentasi pelbagai paparan.
• Voltan Hadapan:Julat yang ditentukan (2.1-2.6V) juga boleh membawa kepada pengkategorian voltan, yang boleh menjadi penting untuk reka bentuk bekalan kuasa dalam tatasusunan besar.
• Panjang Gelombang:Walaupun nilai tipikal diberikan untuk λ_pdan λ_d, kategori toleransi ketat untuk koordinat warna tertentu mungkin tersedia, walaupun tidak terperinci dalam lembaran data ringkasan ini.

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.

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Lengkung I-V):Graf ini akan menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya secara sub-linear, menonjolkan kecekapan yang menurun pada arus tinggi.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Menunjukkan ciri I-V diod, penting untuk mengira nilai perintang siri atau mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu meningkat, faktor kritikal untuk pengurusan haba.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~650nm dan separuh lebar 20nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mempunyai pakej paparan LED piawai. Semua dimensi adalah dalam milimeter (mm). Toleransi umum adalah ±0.25 mm (≈±0.01 inci) melainkan ciri khusus mempunyai panggilan yang berbeza. Lukisan dimensi tepat dirujuk dalam lembaran data tetapi tidak terperinci di sini. Aspek utama akan termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, jarak digit, jarak kaki, dan dimensi kaki.

5.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

LTC-2621JD-04 ialah perantianod sepunya multipleks. Ini bermaksud anod setiap digit disambungkan bersama secara dalaman per digit, manakala katod untuk setiap jenis segmen (A-G, DP) adalah sepunya merentasi digit.

Susunan Pin (pakej 16-pin):

• Pin 1: Katod D
• Pin 2: Anod Sepunya (Digit 1)
• Pin 3: Katod D.P. (Titik Perpuluhan)
• Pin 4: Katod E
• Pin 5: Anod Sepunya (Digit 2)
• Pin 6: Katod C
• Pin 7: Katod G
• Pin 8: Anod Sepunya (Digit 3)
• Pin 9: Tiada Sambungan
• Pin 10: Tiada Pin
• Pin 11: Tiada Pin
• Pin 12: Katod B
• Pin 13: Anod Sepunya untuk L1, L2, L3 (mungkin kolon atau penanda lain)
• Pin 14: Tiada Pin
• Pin 15: Katod A
• Pin 16: Katod F

Gambarajah Litar Dalaman:Skema menunjukkan tiga nod anod sepunya (satu per digit) disambungkan ke pin 2, 5, dan 8. Setiap katod segmen (A-G, DP) adalah nod tunggal yang disambungkan ke pin masing-masing, dengan LED untuk segmen itu dalam setiap digit disambungkan antara anod sepunya digit dan katod segmen yang dikongsi. Struktur ini adalah ideal untuk pemanduan multipleks.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan adalah penarafan maksimum mutlak untuk pateri:260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk.

• Pateri Aliran Semula:Profil aliran semula bebas plumbum piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C dan masa di atas 240°C dikekalkan sangat singkat sepatutnya serasi. Titik pengukuran 1.6mm adalah kritikal untuk pengesahan profil.
• Pateri Gelombang:Mungkin, tetapi masa sentuh dan suhu mesti dikawal dengan teliti untuk memenuhi had 260°C/3s.
• Pateri Tangan:Gunakan besi yang dikawal suhu. Kenakan haba pada pad PCB, bukan terus pada kaki LED, dan selesaikan sambungan dengan cepat.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan (-35°C hingga +85°C). Peranti sensitif kelembapan mungkin memerlukan pembakaran sebelum digunakan jika terdedah kepada persekitaran lembap.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Konfigurasi anod sepunya multipleks memerlukan litar pemacu. Reka bentuk tipikal menggunakan:

• Mikropengawal atau IC Pemacu:Untuk mengawal masa dan data.
• Pemacu Digit:Transistor PNP atau suis sisi tinggi khusus untuk menyalurkan arus ke pin anod sepunya (2, 5, 8, 13).
• Pemacu Segmen:Port mikropengawal atau IC pemacu sisi rendah (seperti daftar anjakan 74HC595 dengan output litar terbuka atau pemacu LED khusus) untuk membekalkan arus dari pin katod segmen (1, 3, 4, 6, 7, 12, 15, 16).
• Perintang Pembatas Arus:Satu perintang diperlukan per talian katod segmen (bukan per segmen LED) apabila menggunakan pemanduan voltan malar. Nilai perintang dikira menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V dan I_F=10 mA dengan V_F=2.6V, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Pemacu arus malar adalah lebih disukai untuk keseragaman yang lebih baik.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Frekuensi Multipleks:Gunakan kadar segar semula yang cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan (biasanya >60 Hz per digit, jadi >180 Hz kadar imbasan untuk 3 digit).
• Arus Puncak vs. Kecerahan:Untuk mencapai kecerahan purata tinggi sambil kekal dalam penarafan arus berterusan, gunakan multipleks dengan arus puncak yang lebih tinggi (sehingga penarafan berdenyut 90mA). Sebagai contoh, memandu pada kitar tugas 1/3 (3 digit) dengan puncak 30mA memberikan purata 10mA per segmen.
• Pengurusan Haba:Pastikan susun atur PCB membenarkan pelesapan haba, terutamanya jika memandu berhampiran penarafan maksimum. Suhu ambien tinggi akan memerlukan penyahkadaran arus.
• Perlindungan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Urus dengan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai semasa pemasangan.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaP piawai atau paparan digit yang lebih besar, LTC-2621JD-04 menawarkan kelebihan khusus:

• AlInGaP vs. GaAsP/GaP:Teknologi AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi dan keterlihatan yang lebih baik dalam cahaya ambien. Warna "Merah Hiper" juga lebih hidup.
• Tinggi Digit Kecil (0.28"):Menawarkan penyelesaian penjimatan ruang berbanding digit 0.5" atau lebih besar, sesuai untuk peranti padat, sementara kekal lebih besar dan lebih boleh dibaca daripada modul 7-segmen SMD yang sangat kecil.
• Muka Kelabu/Segmen Putih:Kemasan ini memberikan nisbah kontras tinggi apabila segmen dimatikan, meningkatkan estetika paparan keseluruhan dan kebolehbacaan berbanding muka semua hitam atau semua kelabu.
• Keamatan Dikategorikan:Pengkategorian ini memberikan tahap kawalan kualiti dan kebolehramalan yang tidak selalu hadir dalam paparan kos rendah.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah tujuan konfigurasi "anod sepunya"?

J1: Anod sepunya memudahkan multipleks. Anda hidupkan satu digit pada satu masa dengan menggunakan voltan positif pada pin anodnya sambil membumikan katod untuk segmen yang anda mahu nyalakan. Ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dari (7 segmen + 1 DP) * 3 digit = 24 kepada 3 anod + 8 katod = 11.

S2: Bagaimana saya mengira nilai perintang untuk memandu paparan ini?

J2: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum (2.6V) dari lembaran data untuk memastikan penurunan voltan yang mencukupi merentasi perintang walaupun untuk bahagian V_Ftinggi. Pilih I_Fberdasarkan kecerahan yang dikehendaki, kekal dalam penarafan berterusan (25mA pada 25°C) atau berdenyut.

S3: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V?

J3: Mungkin, tetapi dengan batasan. Jika V_Fialah 2.6V, hanya 0.7V tinggal untuk perintang pembatas arus pada 3.3V. Untuk arus 10mA, R=70Ω. Nilai rintangan rendah ini boleh dilaksanakan, tetapi variasi dalam V_Fakan menyebabkan variasi kecerahan yang ketara. Pemacu arus malar atau penukar peningkatan untuk menyediakan voltan bekalan yang lebih tinggi (seperti 5V) adalah disyorkan untuk prestasi yang stabil.

S4: Apakah maksud "Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya 2:1"?

J4: Ia bermaksud dalam satu unit LTC-2621JD-04, segmen atau digit paling terang tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada segmen atau digit paling malap apabila diukur di bawah keadaan yang sama (I_F=1mA). Ini memastikan keseragaman visual.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Paparan untuk Multimeter Digital Mudah Alih

LTC-2621JD-04 adalah calon yang sangat baik. Digit 0.28"nya sangat boleh dibaca. Keperluan kuasa rendah adalah kritikal untuk hayat bateri. Reka bentuk multipleks meminimumkan bilangan pin mikropengawal. Satu reka bentuk akan menggunakan pemasa mikropengawal untuk mengitar melalui digit 1, 2, dan 3 pada ~200 Hz. Data segmen akan dicari dari jadual. Untuk menjimatkan kuasa, kecerahan paparan (I_F) boleh dilaraskan secara dinamik berdasarkan cahaya ambien yang dikesan oleh fototransistor. Muka kelabu/putih kontras tinggi memastikan kebolehbacaan dalam persekitaran benggel gelap dan terang. LED Merah Hiper AlInGaP memberikan bacaan yang jelas dan menarik perhatian.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTC-2621JD-04 adalah berdasarkan bahan semikonduktorAlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida)yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substratGaAs (Gallium Arsenida). Substrat GaAs "tidak lutsinar" digunakan kerana ia menyerap cahaya yang dipancarkan, tetapi lapisan aktif AlInGaP mempunyai kecekapan dalaman yang cukup tinggi sehingga cahaya yang mencukupi keluar dari bahagian atas cip. Elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, lebih kurang 650 nm (merah). Format tujuh segmen dicipta dengan meletakkan berbilang cip LED kecil (atau cip tunggal dengan berbilang simpang terpencil) di bawah kanta/difuser optik berpola untuk membentuk segmen angka yang boleh dikenali.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun peranti khusus ini menggunakan teknologi lubang melalui, sistem bahan AlInGaP asas kekal sangat relevan. Trend dalam teknologi paparan termasuk:

• Pengecilan:Peralihan ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, walaupun untuk paparan berbilang digit.
• Integrasi:Menggabungkan tatasusunan LED dengan IC pemacu dalam satu pakej atau modul untuk memudahkan reka bentuk.
• Bahan Maju:Penyelidikan berterusan ke dalam bahan seperti berasaskan GaN (untuk biru/hijau/putih) dan AlInGaP untuk kecekapan yang lebih tinggi dan warna baru. Untuk merah/jingga/kuning, AlInGaP adalah teknologi berprestasi tinggi yang dominan.
• Peralihan Aplikasi:Walaupun paparan 7-segmen diskret adalah matang, mereka kekal penting dalam aplikasi di mana kesederhanaan, kos, kebolehpercayaan, dan keterlihatan tinggi adalah utama (kawalan industri, perkakas, instrumentasi). Mereka wujud bersama teknologi baru seperti OLED dan LCD, masing-masing berkhidmat dalam ceruk pasaran yang berbeza berdasarkan faktor seperti sudut pandangan, kebolehbacaan cahaya matahari, penggunaan kuasa, dan kos.

LTC-2621JD-04 mewakili penyelesaian yang kukuh dan mantap dalam landskap yang berkembang ini, menawarkan keseimbangan yang terbukti antara prestasi, kebolehpercayaan, dan kos untuk aplikasi yang dimaksudkan.