Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTC-4624JR - Ketinggian Digit 0.4-inci - Merah Super (631nm) - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-4624JR ialah modul paparan LED tujuh segmen tiga digit yang padat dan berprestasi tinggi. Aplikasi utamanya adalah dalam peralatan elektronik yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang, seperti alat ujian, panel kawalan industri, terminal jualan titik, dan perkakas pengguna. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk cip LED, yang memberikan kecekapan bercahaya dan ketulenan warna yang unggul dalam spektrum merah berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Ini menghasilkan penampilan aksara yang sangat baik dengan kecerahan dan kontras yang tinggi, menjadikan digit mudah dibaca walaupun dalam pelbagai keadaan pencahayaan persekitaran. Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi pelbagai paparan.

1.1 Ciri Utama dan Penerangan Peranti

Paparan ini mempunyai beberapa ciri ketara yang menyumbang kepada kebolehpercayaan dan prestasinya. Ia mempunyai ketinggian digit 0.4-inci (10.0mm), memberikan keseimbangan yang baik antara saiz dan kebolehbacaan. Segmennya adalah berterusan dan seragam, memastikan penampilan yang bersih dan profesional. Ia beroperasi dengan keperluan kuasa yang rendah, meningkatkan kecekapan tenaga. Pembinaan keadaan pepejal menawarkan kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang. Tambahan pula, pakejnya bebas plumbum, mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden.

Nombor bahagian spesifik, LTC-4624JR, menandakan peranti dengan cip LED Merah Super AlInGaP yang disusun dalam konfigurasi katod sepunya multipleks. Ia termasuk titik perpuluhan sebelah kanan untuk setiap digit. Reka bentuk visualnya mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, yang memaksimumkan kontras dan meningkatkan kebolehbacaan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Memahami penarafan maksimum mutlak adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang paparan. Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Penyerakan kuasa per segmen dinilai pada 70 mW. Arus hadapan puncak per segmen ialah 90 mA, tetapi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Arus hadapan berterusan per segmen ialah 25 mA pada 25°C, dan ia menurun secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu persekitaran meningkat. Penurunan ini adalah penting untuk pengurusan haba. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi dan penyimpanan -35°C hingga +85°C. Keadaan aliran semula pateri ditetapkan sebagai 260°C selama 3 saat pada jarak 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan komponen pada PCB.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ciri elektrik dan optik diukur pada suhu persekitaran piawai 25°C. Keamatan bercahaya purata (Iv) berjulat dari minimum 200 µcd ke tipikal 650 µcd pada arus hadapan (IF) 1 mA. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 639 nm, dan panjang gelombang dominan (λd) ialah 631 nm pada IF=20mA, meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan warna merah super. Lebar separuh garisan spektrum (Δλ) ialah 20 nm, menunjukkan warna yang agak tulen. Voltan hadapan (VF) per cip LED adalah antara 2.0V (min) dan 2.6V (maks) pada 20mA. Arus songsang (IR) per segmen mempunyai maksimum 100 µA pada voltan songsang (VR) 5V. Adalah sangat penting untuk ambil perhatian bahawa penarafan voltan songsang ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; operasi berterusan di bawah pincang songsang mesti dielakkan dalam litar aplikasi. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara segmen dalam kawasan cahaya yang serupa ialah 2:1 maksimum, memastikan keseragaman visual. Nota tambahan menyatakan bahawa silang-bicara antara segmen hendaklah ≤2.5% dan toleransi voltan hadapan ialah ±0.1V.

3. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Paparan ini disediakan dalam format DIP (Dual In-line Package) lubang melalui piawai. Dimensi pakej diperincikan dalam lembaran data dengan semua ukuran dalam milimeter. Toleransi utama termasuk ±0.25mm untuk kebanyakan dimensi dan toleransi anjing hujung pin ±0.4mm. Nota kawalan kualiti menentukan had untuk bahan asing pada segmen (≤10mil), lenturan pemantul (≤1% panjang), gelembung dalam segmen (≤10mil), dan pencemaran dakwat pada permukaan (≤20mil). Untuk reka bentuk PCB, diameter lubang 1.0mm disyorkan untuk kaki.

3.1 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti ini mempunyai konfigurasi 14-pin, walaupun tidak semua kedudukan diisi. Ia menggunakan seni bina katod sepunya multipleks. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan bahawa setiap satu daripada tiga digit berkongsi sambungan anodnya (anod sepunya untuk digit 1, 2, dan 3 pada pin 1, 5, dan 7 masing-masing). Katod segmen (A-G dan DP) disambungkan merentasi digit. Tambahan pula, terdapat katod berasingan untuk LED sebelah kanan (L1, L2, L3) yang berkongsi anod sepunya pada pin 14. Skema multipleks ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dari 24 (3 digit * 8 segmen) kepada 14, memudahkan litar antara muka. Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1: Anod Sepunya Digit 1; Pin 2: Katod E; Pin 3: Katod C, L3; Pin 4: Katod D; Pin 5: Anod Sepunya Digit 2; Pin 6: Katod DP; Pin 7: Anod Sepunya Digit 3; Pin 8: Katod G; Pin 9,10,13: Tiada Sambungan; Pin 11: Katod B, L2; Pin 12: Katod A, L1; Pin 14: Anod Sepunya L1,L2,L3; Pin 15: Katod F.

4. Garis Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

4.1 Pemacu dan Reka Bentuk Litar

Untuk prestasi dan jangka hayat yang optimum, beberapa langkah berjaga-jaga aplikasi mesti diambil perhatian. Paparan ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Menggunakan kaedah pemacu arus malar sangat disyorkan berbanding pemacu voltan malar. Ini memastikan output bercahaya yang konsisten tanpa mengira variasi dalam voltan hadapan (VF) cip LED individu dalam paparan. Litar pemacu mesti direka bentuk untuk menampung julat penuh VF (2.0V hingga 2.6V) untuk menjamin arus pemacu yang dimaksudkan sentiasa dihantar. Litar juga mesti menggabungkan perlindungan terhadap voltan songsang dan lonjakan voltan sementara semasa kuasa dihidupkan atau ditutup, kerana pincang songsang boleh menyebabkan penghijrahan logam dan membawa kepada kebocoran meningkat atau litar pintas. Arus operasi selamat harus dikurangkan berdasarkan suhu persekitaran maksimum yang dijangkakan dalam aplikasi akhir, menggunakan faktor penurunan 0.33 mA/°C dari penarafan maksimum mutlak.

4.2 Pertimbangan Terma dan Persekitaran

Melebihi arus operasi atau suhu yang disyorkan boleh menyebabkan degradasi output cahaya yang teruk atau kegagalan pramatang. Pereka bentuk mesti memastikan penyerakan haba yang mencukupi dalam aplikasi. Perubahan pantas dalam suhu persekitaran, terutamanya dalam persekitaran kelembapan tinggi, harus dielakkan kerana ia boleh menyebabkan kondensasi pada paparan, berpotensi membawa kepada isu elektrik atau optik. Tekanan mekanikal pada badan paparan harus dielakkan semasa pemasangan; alat atau kaedah yang tidak sesuai tidak boleh digunakan.

4.3 Nota Pemasangan dan Antara Muka

Jika filem hiasan atau lapisan digunakan, ia biasanya dilekatkan dengan pelekat sensitif tekanan. Tidak disyorkan untuk membiarkan sisi filem ini bersentuhan rapat dengan panel hadapan atau penutup, kerana daya luar boleh menyebabkan ia beralih. Untuk aplikasi yang menggunakan dua atau lebih paparan dalam satu set, adalah disyorkan untuk menggunakan paparan dari kod BIN keamatan bercahaya yang sama untuk mengelakkan perbezaan ketara dalam kecerahan (ketidakseragaman warna). Jika produk akhir memerlukan paparan menjalani ujian jatuh atau getaran, keadaan ujian khusus harus dinilai terlebih dahulu.

5. Penyimpanan dan Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpaterian dan prestasi. Keadaan penyimpanan yang disyorkan untuk paparan LED dalam pembungkusan asalnya ialah suhu antara 5°C dan 30°C dan kelembapan relatif di bawah 60% RH. Penyimpanan di luar keadaan ini boleh menyebabkan pengoksidaan kaki komponen. Adalah dinasihatkan untuk menggunakan inventori dengan segera dan mengelakkan penyimpanan jangka panjang dalam kuantiti yang besar. Jika beg penghalang kelembapan telah dibuka selama lebih enam bulan, proses pembakaran 60°C selama 48 jam disyorkan sebelum pemasangan, dengan pemasangan diselesaikan dalam tempoh satu minggu selepas pembakaran.

6. Lengkung Prestasi dan Sistem Pembin

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektrik/optik tipikal, yang biasanya akan menggambarkan hubungan antara arus hadapan (IF) dan keamatan bercahaya (Iv), voltan hadapan (VF) berbanding suhu, dan taburan spektrum. Lengkung ini adalah penting untuk pereka bentuk meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai. Peranti ini dikategorikan (dibin) untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna unit diuji dan dikumpulkan berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai. Menggunakan paparan dari bin yang sama dalam aplikasi berbilang unit memastikan konsistensi visual. Walaupun petikan PDF tidak memperincikan pembin panjang gelombang atau voltan, spesifikasi ketat pada panjang gelombang dominan (631nm) dan toleransi voltan hadapan (±0.1V) secara semula jadi memberikan tahap keseragaman yang tinggi.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LTC-4624JR terletak pada penggunaan teknologi AlInGaP untuk LED merah. Berbanding dengan LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemacu yang sama, atau kecerahan setara pada kuasa yang lebih rendah. Ia juga memberikan warna merah yang lebih tepu dan tulen (panjang gelombang dominan ~631nm) berbanding dengan warna merah jingga GaAsP. Reka bentuk katod sepunya multipleks menawarkan antara muka yang cekap pin berbanding paparan pemacu statik, mengurangkan keperluan I/O mikropengawal atau IC pemacu. Muka kelabu dengan segmen putih adalah pilihan reka bentuk yang meningkatkan kontras, menjadikannya lebih disukai berbanding skema warna semua merah atau kontras rendah dalam banyak aplikasi.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan pin "L1, L2, L3" yang disebut dalam susunan pin?

J: Ini adalah pin katod untuk LED tambahan, kemungkinan diletakkan di sebelah kanan setiap digit (contohnya, untuk titik bertindih dalam paparan jam atau penunjuk lain). Mereka berkongsi anod sepunya pada pin 14 dan boleh dikawal secara bebas daripada digit tujuh segmen.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 5V menggunakan perintang pembatas arus?

J: Ya, tetapi pengiraan berhati-hati diperlukan. Dengan mengandaikan VF 2.6V (maks) dan IF yang dikehendaki 20mA, perintang siri yang diperlukan ialah R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Anda mesti memastikan pin mikropengawal boleh menyerap atau membekalkan arus multipleks yang diperlukan. IC pemacu khusus (seperti MAX7219 atau HT16K33) selalunya merupakan penyelesaian yang lebih kukuh.

S: Arus berterusan maksimum mutlak ialah 25mA pada 25°C tetapi menurun. Arus apakah yang patut saya gunakan untuk operasi yang boleh dipercayai pada 50°C?

J: Menggunakan faktor penurunan 0.33 mA/°C: Kenaikan suhu = 50°C - 25°C = 25°C. Penurunan arus = 25°C * 0.33 mA/°C = 8.25 mA. Oleh itu, arus berterusan maksimum yang disyorkan pada 50°C ialah 25 mA - 8.25 mA =16.75 mA. Beroperasi pada atau di bawah arus ini memastikan kebolehpercayaan.

S: Mengapakah pincang songsang sangat ditegah?

J: Menggunakan voltan songsang (walaupun 5V yang digunakan untuk ujian IR) boleh menyebabkan penghijrahan elektro atom logam dalam simpang semikonduktor. Lama kelamaan, ini boleh mencipta laluan konduktif, membawa kepada peningkatan arus bocor atau litar pintas kekal, menyebabkan segmen tidak berfungsi.

9. Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen ialah himpunan tujuh bar LED (segmen A hingga G) yang disusun dalam corak angka-"8", ditambah LED tambahan untuk titik perpuluhan (DP). Dengan menyalakan kombinasi spesifik segmen ini secara selektif, semua digit perpuluhan (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk. LTC-4624JR mengintegrasikan tiga himpunan digit sedemikian ke dalam satu pakej. Ia menggunakan reka bentuk katod sepunya multipleks. Dalam skema ini, semua anod untuk segmen yang sama merentasi digit berbeza disambungkan bersama secara dalaman. Katod untuk setiap digit adalah berasingan. Untuk memaparkan nombor, mikropengawal mengaktifkan (memacu tinggi) anod untuk segmen yang sepatutnya menyala untuk aksara yang dikehendaki pada semua digit. Ia kemudian membumikan (memacu rendah) katod digit khusus di mana aksara itu sepatutnya muncul. Proses ini diulang dengan pantas untuk setiap digit (biasanya pada frekuensi >100Hz). Disebabkan oleh ketekalan penglihatan, ketiga-tiga digit kelihatan menyala serentak dan berterusan. Kaedah ini mengurangkan bilangan talian kawalan yang diperlukan dengan ketara berbanding pendawaian setiap satu daripada 24 segmen (3 digit * 8 segmen) secara individu.

10. Trend dan Konteks Pembangunan

LTC-4624JR mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai untuk paparan angka lubang melalui. Trend yang lebih luas dalam teknologi paparan bergerak ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, ketumpatan lebih tinggi, dan profil lebih nipis. Untuk paparan tujuh segmen, ini bermakna pakej seperti LED SMD pada PCB fleksibel atau reka bentuk cip-atas-papan (COB). Terdapat juga dorongan berterusan ke arah bahan LED yang lebih cekap, dengan AlInGaP menjadi piawai untuk merah/jingga/kuning dan InGaN untuk biru/hijau/putih. Walaupun OLED dan paparan LCD matriks titik menawarkan fleksibiliti grafik yang lebih, paparan LED tujuh segmen kekal dominan dalam aplikasi di mana kecerahan tinggi, sudut pandangan luas, toleransi suhu melampau, dan bacaan digital ringkas adalah penting, seperti dalam peralatan industri, automotif, dan luar. Prinsip multipleks dan pemacu arus malar yang dibincangkan untuk peranti ini kekal asas untuk antara muka dengan kebanyakan paparan LED berbilang digit moden, tanpa mengira jenis pakej.