Dokumen Teknikal LTP-3362JD Paparan LED - Ketinggian Digit 0.3 Inci - AlInGaP Merah Hiper - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk paparan diod pemancar cahaya (LED) alfanumerik 17-segmen, dua digit dengan ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm). Peranti ini direka untuk memberikan perwakilan aksara yang jelas dan mudah dibaca bagi aplikasi yang memerlukan paparan maklumat berangka dan abjad yang terhad. Konstruksi terasnya menggunakan cip LED AS-AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) Merah Hiper yang canggih, yang ditumbuhkan pada substrat Gallium Arsenida (GaAs). Pilihan teknologi ini adalah penting untuk mencapai ciri warna dan prestasi khusus seperti yang digariskan dalam datasheet ini. Reka bentuk visualnya menampilkan muka hitam dengan segmen putih, gabungan yang dioptimumkan untuk kontras tinggi dan penampilan aksara yang cemerlang di bawah pelbagai keadaan pencahayaan.

1.1 Kelebihan Teras dan Aplikasi Sasaran

Paparan ini menawarkan beberapa faedah utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai produk elektronik. Keperluan kuasa rendahnya adalah kelebihan yang ketara untuk peranti yang dikendalikan oleh bateri atau sedar tenaga. Kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi memastikan kebolehbacaan dalam persekitaran malap dan terang. Sudut pandangan yang luas membolehkan maklumat yang dipaparkan dilihat dengan jelas dari pelbagai kedudukan, yang amat penting untuk elektronik pengguna, instrumentasi, dan paparan maklumat awam. Kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED memastikan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran berbanding teknologi paparan lain seperti jenis pendarfluor vakum atau pijar. Paparan ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermaksud unit-unit disusun atau disaring berdasarkan output cahaya mereka, membolehkan konsistensi dalam pengeluaran. Aplikasi tipikal termasuk meter panel digital, peralatan ujian, peranti perubatan, terminal titik jualan, panel kawalan perindustrian, dan paparan papan pemuka automotif di mana output alfanumerik yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter elektrik, optik dan fizikal yang menentukan prestasi dan had paparan.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh satu segmen LED sebagai haba tanpa risiko kerosakan.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA. Arus ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut tertentu (frekuensi 1 kHz, kitar tugas 10%) untuk mencapai kecerahan serta-merta yang lebih tinggi tanpa terlalu panas. Ia bukan untuk operasi DC berterusan.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi keadaan mantap. Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C menunjukkan bahawa arus maksimum ini mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan terlalu panas.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk berfungsi dan disimpan dalam julat suhu ini.
• Keadaan Pateri:260°C selama 3 saat, dengan hujung besi pateri sekurang-kurangnya 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan komponen. Ini adalah garis panduan kritikal untuk pateri gelombang atau tangan untuk mengelakkan kerosakan haba pada cip LED atau pakej plastik.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian yang ditentukan. Ia adalah nilai yang harus digunakan oleh pereka untuk pengiraan litar dan jangkaan prestasi.

• Keamatan Bercahaya Purata per Segmen (I_V):200 μcd (min), 600 μcd (tip) pada I_F= 1 mA. Ini adalah ukuran output cahaya. Julat yang luas menunjukkan proses penyusunan; pereka mesti mengambil kira nilai minimum untuk memastikan kecerahan yang mencukupi.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (tip) pada I_F= 20 mA. Ini adalah panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat, meletakkan warna dalam kawasan merah hiper spektrum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak. Nilai 20 nm adalah tipikal untuk LED merah AlInGaP.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling sesuai dengan warna LED, sedikit berbeza daripada panjang gelombang puncak disebabkan oleh lengkung kepekaan mata.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):2.0 V (min), 2.6 V (tip) pada I_F= 20 mA. Ini adalah susutan voltan merentasi segmen LED semasa beroperasi. Perintang pembatas arus mesti dikira menggunakan V_Fjangkaan maksimum untuk memastikan arus tidak melebihi had.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA (maks) pada V_R= 5 V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (maks). Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti, memastikan penampilan seragam.

2.3 Penjelasan Sistem Penyusunan

Datasheet ini menyatakan dengan jelas peranti adalah \"dikategorikan untuk keamatan bercahaya.\" Ini membayangkan proses penyusunan atau penyaringan selepas pembuatan. Walaupun kod penyusunan khusus tidak disenaraikan di sini, amalan ini biasanya melibatkan pengumpulan paparan berdasarkan output cahaya yang diukur (contohnya, penyusunan \"terang\" dan penyusunan \"standard\") untuk memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran. Pereka yang mendapatkan komponen ini harus bertanya tentang penyusunan yang tersedia jika keseragaman kecerahan yang ketat merentasi pelbagai unit adalah kritikal untuk aplikasi mereka. Julat voltan hadapan (V_F) (2.0V hingga 2.6V) juga menunjukkan kemungkinan penyusunan voltan hadapan, yang boleh menjejaskan reka bentuk bekalan kuasa.

3. Maklumat Mekanikal, Antara Muka dan Pemasangan

3.1 Dimensi Pakej dan Susunan Pin

Paparan ini ditempatkan dalam pakej LED dua digit standard. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pereka mesti mengintegrasikan tapak kaki dan ketinggian yang tepat ke dalam reka bentuk PCB dan sarung mereka. Jadual sambungan pin adalah penting untuk antara muka yang betul. Peranti menggunakan konfigurasi katod sepunya berbilang: Pin 4 adalah katod sepunya untuk Digit 1, dan Pin 10 adalah katod sepunya untuk Digit 2. Pin yang tinggal (1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) adalah anod untuk segmen individu (A hingga U, termasuk DP untuk titik perpuluhan). Pin 14 dicatat sebagai \"Tiada Sambungan\" (NC). Konfigurasi ini membolehkan dua digit didorong secara bebas menggunakan pemultipleksan pembahagian masa, mengurangkan jumlah pin pemacu yang diperlukan.

3.2 Gambarajah Litar Dalaman dan Kaedah Pendorongan

Gambarajah litar dalaman menunjukkan susunan katod sepunya berbilang. Semua anod segmen sepadan (contohnya, semua segmen 'A') antara dua digit disambungkan secara dalaman. Untuk menyala segmen pada digit tertentu, pin anodnya mesti didorong tinggi (dengan pembatas arus yang sesuai), manakala katod digit sasaran ditarik rendah. Dengan mengitar semula katod digit mana yang aktif dan menetapkan anod untuk corak yang dikehendaki dengan pantas, kedua-dua digit kelihatan terus menyala. Kaedah ini memerlukan mikropengawal atau IC pemacu khusus yang mampu melakukan pemultipleksan.

3.3 Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan ketat kepada keadaan pateri (260°C selama 3 saat) adalah penting. Melebihi masa atau suhu ini boleh merosakkan ikatan wayar dalaman, merosotkan epoksi LED, atau mengelupas pakej. Untuk pateri aliran semula, profil yang sepadan dengan had haba ini mesti digunakan. Nota tentang mengekalkan hujung besi pateri di bawah satah dudukan membantu mengelakkan pemindahan haba langsung ke die LED melalui pendawaian. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan untuk melindungi simpang semikonduktor.

4. Analisis Prestasi dan Pertimbangan Aplikasi

4.1 Lengkung Ciri-ciri Tipikal

Walaupun graf khusus tidak dihasilkan semula dalam teks, lengkung tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:Arus Hadapan (I_F) lwn. Voltan Hadapan (V_F):Lengkung eksponen ini menunjukkan hubungan antara arus dan voltan. Voltan lutut adalah sekitar 2.0V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan kecil, menekankan keperluan untuk litar pembatas arus.Keamatan Bercahaya (I_V) lwn. Arus Hadapan (I_F):Lengkung ini secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan haba. Ia membantu pereka memilih arus operasi untuk mencapai kecerahan yang dikehendaki dengan cekap.Keamatan Bercahaya lwn. Suhu Ambien:Ini menunjukkan penyahkadaratan output cahaya apabila suhu meningkat, yang penting untuk reka bentuk yang beroperasi dalam persekitaran panas.Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang, berpusat di sekitar 650 nm dengan separuh lebar ~20 nm.

4.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Cadangan Aplikasi

Pembatas Arus:Perintang siri adalah wajib untuk setiap talian anod (atau pemacu arus malar) untuk menetapkan arus hadapan. Nilai perintang dikira sebagai R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum (2.6V) dari datasheet untuk memastikan arus tidak pernah melebihi I_Fyang dipilih (contohnya, 20 mA) di bawah semua keadaan.Pemacu Berbilang:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi atau IC pemacu LED khusus (seperti MAX7219 atau HT16K33) diperlukan untuk mengurus urutan pemultipleksan, kadar segar semula dan kawalan kecerahan. Kadar segar semula mesti cukup tinggi (>60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.Pelesapan Kuasa:Kira jumlah kuasa: Untuk satu segmen pada 20 mA dan 2.6V, P = 52 mW. Dengan pelbagai segmen menyala, pastikan had haba pakej tidak dilebihi, terutamanya pada suhu ambien yang tinggi.Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan arah pandangan utama apabila memasang paparan dalam sarung untuk mengelakkan bayang-bayang dari bingkai.

4.3 Perbandingan dan Soalan Lazim

Perbandingan dengan Teknologi Lain:Berbanding dengan paparan 7-segmen, format 17-segmen membolehkan perwakilan aksara abjad (A-Z) yang lebih mudah dibaca, walaupun tidak sekomprehensif paparan matriks titik. Teknologi AlInGaP menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik daripada LED merah GaAsP atau GaP yang lebih lama.Soalan Pengguna Tipikal: S: Bolehkah saya mendorong paparan ini dengan bekalan voltan malar tanpa perintang?J: Tidak boleh. Voltan hadapan mempunyai julat (2.0-2.6V). Voltan malar yang ditetapkan untuk V_Fpurata boleh menyebabkan arus berlebihan pada LED dengan V_Frendah, membawa kepada kegagalan pramatang. Sentiasa gunakan pembatas arus.S: Mengapakah arus puncak (90 mA) lebih tinggi daripada arus berterusan (25 mA)?J: LED boleh mengendalikan denyutan arus tinggi yang pendek untuk kecerahan puncak (contohnya, untuk penyerlahan) kerana tenaga haba tidak mempunyai masa untuk terkumpul dan merosakkan simpang. Kuasa purata masih mesti berada dalam had.S: Apakah tujuan pin \"Tiada Sambungan\"?J: Ia selalunya adalah pemegang tempat mekanikal untuk menyeragamkan bilangan pin dengan produk lain dalam keluarga atau untuk memberikan simetri struktur. Ia tidak boleh disambungkan ke mana-mana litar.

5. Prinsip Teknikal dan Konteks

5.1 Teknologi Asas: AlInGaP pada GaAs

Struktur pemancar cahaya teras adalah simpang hetero Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat Gallium Arsenida (GaAs). Dengan melaraskan nisbah Aluminium, Indium, Gallium dan Fosforus dalam kekisi kristal, tenaga jurang jalur—dan seterusnya panjang gelombang yang dipancarkan—boleh ditala dengan tepat. Sistem bahan ini amat cekap untuk menghasilkan LED merah, oren dan kuning berkeamatan tinggi. Penamaan \"Merah Hiper\" biasanya merujuk kepada komposisi khusus yang menghasilkan warna merah dalam dengan keberkesanan bercahaya yang tinggi. Substrat GaAs adalah legap kepada cahaya yang dipancarkan, jadi struktur peranti direka untuk pancaran sisi atas melalui kanta epoksi pakej.

5.2 Konteks dan Trend Industri

Pada masa datasheet ini dikeluarkan (2003), teknologi AlInGaP mewakili kemajuan yang ketara berbanding bahan LED sebelumnya untuk warna merah/oren. Trend dalam paparan alfanumerik sejak itu telah beralih ke arah panel matriks titik berketumpatan lebih tinggi dan, baru-baru ini, paparan LED organik (OLED) atau mikro-LED untuk fleksibiliti yang lebih besar dan keupayaan warna penuh. Walau bagaimanapun, paparan LED bersegmen seperti ini kekal sangat relevan untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang melampau, jangka hayat yang panjang, kecerahan tinggi, kesederhanaan dan kos rendah dalam peranan monokromatik atau warna terhad. Sifat keadaan pepejal mereka, penggunaan kuasa rendah dan kebolehbacaan yang cemerlang memastikan penggunaan berterusan mereka dalam bidang perindustrian, automotif dan instrumentasi di mana atribut ini adalah utama.