Lembaran Data Paparan LED LTC-46454JF - Ketinggian Digit 0.4 Inci - Warna Jingga Kuning - Voltan Hadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-46454JF ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen empat digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili data angka secara visual, biasanya digunakan dalam instrumentasi, panel kawalan industri, elektronik pengguna dan peralatan ujian. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang maju untuk cip LED, yang memberikan prestasi lebih baik berbanding teknologi lama seperti LED GaAsP standard.

Pasaran sasaran termasuk pereka dan jurutera yang membangunkan produk di mana kecekapan kuasa, kebolehbacaan dan kebolehpercayaan adalah kritikal. Ini termasuk peranti mudah alih berkuasa bateri, meter panel, paparan peralatan perubatan dan mana-mana sistem yang memerlukan output visual yang konsisten dan penyelenggaraan rendah. Keperluan arus rendah peranti ini menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi yang sensitif terhadap tenaga.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik ditakrifkan di bawah keadaan ujian standard pada suhu ambien (Ta) 25°C. Parameter utama, Keamatan Bercahaya Purata (Iv), mempunyai nilai tipikal 650 µcd apabila didorong pada arus hadapan (IF) 1mA per segmen. Pengukuran ini diambil menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai itu berkorelasi dengan persepsi visual manusia. Julat luas dari minimum 200 µcd hingga tipikal 650 µcd menunjukkan proses pengelasan potensi untuk kecerahan.

Ciri-ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) biasanya 611 nm, manakala Panjang Gelombang Dominan (λd) biasanya 605 nm, kedua-duanya diukur pada IF=20mA. Perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan adalah normal untuk LED dan berkaitan dengan bentuk spektrum pancaran. Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ) ialah 17 nm, yang menerangkan lebar spektrum cahaya yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimumnya. Lebar separuh yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tulen dan tepu. Gabungan parameter ini mentakrifkan warna jingga kuning yang tersendiri bagi paparan ini.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi untuk paparan. Penarafan Maksimum Mutlak menetapkan sempadan untuk operasi selamat. Arus Hadapan Berterusan per segmen dinilai pada 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan terlalu panas dan kerosakan. Untuk operasi berdenyut, Arus Hadapan Puncak 90 mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Voltan Songsang maksimum per segmen ialah 5V; melebihi ini boleh merosakkan simpang LED.

Parameter operasi utama ialah Voltan Hadapan (VF), yang biasanya 2.6V dengan maksimum 2.6V pada arus ujian 20mA per segmen. Minimum disenaraikan sebagai 2.05V. Julat Vf ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Arus Songsang (IR) ditentukan pada maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V digunakan, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35°C hingga +85°C. Julat luas ini memastikan fungsi dalam pelbagai keadaan persekitaran, dari penyimpanan sejuk industri ke selungkup panas. Julat Suhu Penyimpanan adalah sama (-35°C hingga +85°C). Spesifikasi pemasangan kritikal ialah Suhu Pateri Maksimum: 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm di bawah satah dudukan. Garis panduan ini adalah penting untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau pakej epoksi.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Walaupun lembaran data tidak secara terperinci menerangkan kod pengelasan formal, julat yang ditentukan untuk parameter utama membayangkan pemilihan atau pengelasan berlaku. Keamatan Bercahaya mempunyai minimum 200 µcd dan nilai tipikal 650 µcd, mencadangkan peranti mungkin disusun berdasarkan kecerahan output. Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya ditentukan sebagai 2:1 maksimum. Nisbah ini mentakrifkan variasi maksimum yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen berbeza dalam digit yang sama atau antara digit, memastikan keseragaman visual. Peranti akan diuji untuk memenuhi kriteria ini.

Begitu juga, Voltan Hadapan (VF) mempunyai julat (2.05V hingga 2.6V pada 20mA). Produk mungkin dikumpulkan berdasarkan Vf untuk memastikan keperluan voltan pemacu yang konsisten dalam satu kelompok. Spesifikasi panjang gelombang dominan dan puncak juga menunjukkan kawalan warna yang ketat, yang merupakan satu bentuk pengelasan kromatisiti.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Biasa" pada halaman terakhir. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, lengkung standard untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Lengkung I-V):Graf ini akan menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia biasanya tidak linear, dengan kecekapan sering menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan terma.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Ini menunjukkan ciri diod LED. Voltan meningkat secara logaritma dengan arus.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Lengkung ini adalah kritikal untuk memahami penyahkadaratan terma. Output cahaya LED AlInGaP umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan lengkung berbentuk loceng berpusat sekitar 611 nm dengan lebar separuh 17 nm.

Lengkung ini membolehkan pereka meramal prestasi di bawah keadaan bukan standard, seperti memandu pada arus antara 1mA dan 20mA, atau beroperasi pada suhu selain 25°C.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini ialah paparan standard setinggi digit 0.4 inci (10.0 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks), dengan semua dimensi dalam milimeter dan toleransi standard ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Reka bentuk fizikal mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, yang meningkatkan kontras apabila LED mati dan menyebarkan cahaya yang dipancarkan secara sekata apabila hidup, menyumbang kepada "penampilan aksara yang sangat baik" dan "kontras tinggi" yang disebut dalam ciri-ciri.

Gambarajah sambungan pin dan gambarajah litar dalaman adalah penting untuk susun atur PCB. Peranti mempunyai konfigurasi 13 pin. Ia menggunakan seni bina Anod Biasa berbilang. Pin 6, 8, 9 dan 12 adalah anod biasa untuk digit 4, 3, 2 dan 1, masing-masing. Pin 13 adalah anod biasa untuk penunjuk Kolon Atas (UC) dan Kolon Bawah (LC). Katod segmen individu (A, B, C, D, E, F, G, DP) dibawa keluar ke pin berasingan. Konfigurasi ini membolehkan pemanduan berbilang, di mana digit diterangi satu demi satu secara berturutan pantas, mengurangkan jumlah pin pemacu yang diperlukan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang disediakan ialah had suhu pateri: maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini adalah spesifikasi standard untuk komponen lubang tembus menggunakan pateri gelombang. Pereka mesti memastikan profil pateri mereka tidak melebihi kejutan terma ini. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan, dan masa sentuhan dengan pin harus diminimumkan.

Langkah berjaga-jaga pengendalian umum untuk LED terpakai: elakkan tekanan mekanikal pada kanta epoksi, lindungi daripada nyahcas elektrostatik (ESD) semasa pengendalian, dan simpan dalam persekitaran anti-statik, terkawal kelembapan yang sesuai jika tidak digunakan serta-merta.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian ialah LTC-46454JF. Akhiran "JF" kemungkinan menunjukkan jenis pakej tertentu, konfigurasi pin, atau varian warna (Jingga Kuning). Peranti ini digambarkan sebagai paparan "AlInGaP Jingga Kuning Anod Biasa Berbilang" dengan titik "Perpuluhan Tangan Kanan". Pembungkusan standard untuk paparan sedemikian biasanya dalam tiub atau dulang anti-statik untuk melindungi pin dan kanta semasa penghantaran dan pengendalian. Kuantiti gegelung atau tiub tertentu tidak disenaraikan dalam petikan yang disediakan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Reka bentuk anod biasa, berbilang adalah sesuai untuk aplikasi berasaskan mikropengawal. Litar biasa melibatkan penggunaan port I/O mikropengawal atau cip pemacu LED khusus. Pin anod biasa akan disambungkan ke transistor PNP atau MOSFET saluran-P (atau terus ke pin mikropengawal jika keupayaan sumber arus mencukupi), yang ditukar untuk membekalkan kuasa kepada setiap digit secara berurutan. Pin katod segmen disambungkan ke perintang pembatas arus dan kemudian ke transistor NPN, MOSFET saluran-N, atau output penyalur cip pemacu/mikropengawal. Nilai perintang pembatas arus dikira menggunakan formula: R = (Vcc - Vf_led) / I_dikehendaki. Dengan Vcc 5V, Vf tipikal 2.6V dan arus segmen dikehendaki 10mA, perintang akan menjadi lebih kurang (5 - 2.6) / 0.01 = 240 ohm.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Frekuensi Berbilang:Kadar segar semula mestilah cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan, biasanya melebihi 60-100 Hz per digit. Dengan 4 digit, frekuensi pengimbasan perlu 4 kali ganda itu.
• Arus Puncak:Dalam reka bentuk berbilang, arus seketika per segmen adalah lebih tinggi daripada arus purata. Jika arus purata per segmen disasarkan pada 5mA dengan kitar tugas 1/4 (4 digit), arus seketika semasa masa ON-nya perlu 20mA. Ini mesti disemak terhadap penarafan maksimum.
• Pelesapan Haba:Pada arus yang lebih tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi, pastikan pelesapan kuasa per segmen (maks 70mW) tidak dilebihi, dengan mengambil kira faktor penyahkadaratan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat untuk panel yang mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan paparan LED GaAsP merah lama, teknologi AlInGaP dalam LTC-46454JF menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia boleh mencapai kecerahan yang sama atau lebih besar pada arus pemacu yang lebih rendah, secara langsung membolehkan ciri "keperluan kuasa rendah". Ia juga biasanya menawarkan kestabilan suhu yang lebih baik dan jangka hayat operasi yang lebih panjang. Berbanding dengan LED merah berkeamatan tinggi kontemporari, warna jingga kuning (605-611nm) memberikan keterlihatan yang sangat baik dan sering dianggap secara subjektif sebagai sangat terang. Berbanding dengan paparan pendarfluor vakum (VFD) atau paparan hablur cecair (LCD), paparan LED ini menawarkan ketahanan yang lebih baik, julat suhu yang lebih luas, masa tindak balas yang lebih pantas, dan tidak memerlukan lampu latar atau bekalan voltan tinggi, tetapi dengan kos penggunaan kuasa yang lebih tinggi untuk paparan berbilang digit berbanding LCD.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter)

S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan bekalan kuasa mikropengawal 3.3V?

J: Ya. Voltan hadapan tipikal ialah 2.6V, meninggalkan 0.7V untuk diturunkan merentasi perintang pembatas arus pada 3.3V. Ini mencukupi untuk operasi, walaupun ruang kepala voltan yang tersedia untuk menetapkan arus dengan tepat dikurangkan berbanding sistem 5V.

S: Apakah arus minimum yang diperlukan untuk melihat cahaya yang kelihatan?

J: Lembaran data menentukan keadaan ujian serendah 1mA, di mana keamatan bercahaya tipikal ialah 650 µcd. Ia mungkin kelihatan pada arus yang lebih rendah, walaupun kecerahan akan sangat malap. "Ciri-ciri arus rendah" adalah ciri utama.

S: Bagaimanakah saya mengawal titik perpuluhan dan kolon?

J: Titik perpuluhan (DP) mempunyai pin katodnya sendiri (Pin 3). Kolon atas dan bawah (UC, LC) berkongsi anod biasa (Pin 13) dan mempunyai katod mereka disambungkan ke katod segmen B (Pin 7). Untuk menyalakan kolon, anda mesti mengaktifkan anod biasa digit Pin 13 dan menarik katod segmen B (Pin 7) rendah.

S: Mengapakah penarafan voltan songsang hanya 5V?

J: LED tidak direka untuk menyekat voltan songsang. Simpang PN boleh mudah rosak oleh bias songsang kecil. Penarafan 5V adalah had keselamatan; reka bentuk litar harus memastikan voltan songsang tidak pernah digunakan, selalunya menggunakan diod perlindungan selari dengan LED dalam aplikasi isyarat dua hala.

11. Kes Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter 4 Digit.Seorang pereka mencipta unit bekalan kuasa meja yang memerlukan bacaan voltan yang jelas. Mereka memilih LTC-46454JF untuk kecerahan dan kebolehbacaannya. Sistem menggunakan mikropengawal dengan ADC untuk mengukur voltan output. Perisian tegar mikropengawal melaksanakan rutin berbilang, mengitar melalui empat digit. Corak segmen untuk nombor 0-9 disimpan dalam jadual carian. Pereka mengira perintang pembatas arus untuk arus segmen purata 8mA, dengan mengambil kira berbilang kitar tugas 1/4 (jadi arus seketika adalah ~32mA, yang berada dalam penarafan berdenyut tetapi mereka mungkin mengurangkannya untuk kekal dalam penarafan berterusan). Mereka menggunakan rel 5V untuk paparan. Muka kelabu paparan menyatu dengan baik dengan panel hadapan instrumen, dan digit jingga kuning mudah dilihat di bawah pelbagai keadaan pencahayaan di makmal.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

Teknologi teras ialah sistem bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat GaAs (Gallium Arsenida) tidak lutsinar. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang PN semikonduktor ini, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus cahaya ini--dalam kes ini, jingga kuning sekitar 611 nm--ditentukan oleh tenaga jurang jalur aloi AlInGaP, yang direkayasa semasa proses pertumbuhan kristal. Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap sebarang cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kontras dengan mengurangkan pantulan dalaman dan serakan yang boleh menyebabkan kesan "halo" di sekitar segmen. Susun atur tujuh segmen ialah corak piawai di mana kombinasi segmen yang berbeza (dilabelkan A hingga G) diterangi untuk membentuk angka 0-9 dan beberapa huruf.

13. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen diskret seperti LTC-46454JF kekal relevan untuk aplikasi khusus yang memerlukan kecerahan tinggi, kesederhanaan dan ketahanan, trend umum dalam teknologi paparan telah beralih kepada penyelesaian bersepadu. Paparan LED matriks titik dan OLED menawarkan fleksibiliti yang lebih besar untuk menunjukkan aksara alfanumerik dan grafik. Untuk bacaan angka ringkas, LCD mendominasi dalam aplikasi kuasa ultra-rendah. Walau bagaimanapun, kelebihan semula jadi LED--kecerahan tinggi, pancaran sendiri, julat suhu luas dan jangka hayat panjang--memastikan penggunaan berterusan mereka dalam peralatan industri, automotif dan luar di mana faktor-faktor ini adalah utama. Kemajuan dalam bahan LED, seperti AlInGaP yang lebih cekap dan kebangkitan LED biru/hijau/putih berasaskan GaN, telah mengembangkan pilihan warna dan kecekapan untuk produk paparan yang lebih baru.