Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTD-5023AJD - Ketinggian Digit 0.56 Inci - Voltan Kehadapan 2.6V - Warna Merah Hiper - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-5023AJD ialah modul paparan LED dua digit, tujuh segmen ditambah titik perpuluhan. Ia mempunyai ketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm), memberikan output angka yang jelas dan mudah dibaca sesuai untuk pelbagai aplikasi instrumentasi dan paparan. Peranti ini menggunakan cip LED Merah Hiper AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju, yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat GaAs. Teknologi ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan prestasi pencahayaan yang sangat baik. Paparan ini mempunyai muka kelabu muda dengan segmen putih, menawarkan penampilan klasik dan kontras tinggi yang meningkatkan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

1.1 Kelebihan Teras

• Kecerahan & Kontras Tinggi:Teknologi AlInGaP memberikan keamatan pencahayaan yang unggul, memastikan paparan mudah dilihat.
• Sudut Pandangan Luas:Memberikan kecerahan dan warna yang konsisten merentasi pelbagai kedudukan pandangan.
• Keperluan Kuasa Rendah:Direka untuk operasi cekap, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau sedar tenaga.
• Penampilan Aksara yang Cemerlang:Mempunyai segmen yang berterusan dan seragam untuk paparan angka yang bersih dan profesional.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:LED menawarkan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran berbanding teknologi paparan lain.
• Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan:Peranti disusun mengikut kotak untuk tahap kecerahan yang konsisten, membantu dalam keseragaman reka bentuk.
• Pakej Bebas Plumbum:Mematuhi peraturan alam sekitar (cth., RoHS).

1.2 Pasaran Sasaran

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk angka yang boleh dipercayai, terang dan mudah dibaca. Kes penggunaan biasa termasuk peralatan ujian dan pengukuran, panel kawalan industri, peranti perubatan, perkakas pengguna, papan pemuka automotif (paparan sekunder), dan terminal titik jualan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi dalam keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:90 mA (pada 1 kHz, kitar tugas 10%). Penarafan ini adalah untuk operasi berdenyut untuk mencapai kecerahan seketika yang lebih tinggi tanpa terlalu panas.
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menurun secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu ambien 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 merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Tahan sehingga 260°C maksimum sehingga 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk, yang penting untuk proses pateri alir balik bebas plumbum.

2.2 Ciri Elektrik & Optik (Ta=25°C)

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

• Keamatan Pencahayaan Purata (I_V):Julat dari 320 μcd (min) hingga 700 μcd (maks) pada arus kehadapan (I_F) 1 mA. Pada 10 mA, keamatan tipikal ialah 16250 μcd (16.25 mcd). Kecekapan tinggi ini adalah ciri teknologi AlInGaP.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (tipikal). Ini menentukan puncak spektrum output cahaya, meletakkannya dalam kawasan merah hiper spektrum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermaksud warna yang lebih monokromatik.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia dan penting untuk spesifikasi warna.
• Voltan Kehadapan per Segmen (V_F):2.1 V (min), 2.6 V (tipikal) pada I_F=20 mA. Parameter ini penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA (maks) pada voltan songsang (V_R) 5V.
• Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (I_V-m):2:1 (maks) pada I_F=1 mA. Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen dalam satu peranti, memastikan keseragaman visual.

Nota: Pengukuran keamatan pencahayaan menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE untuk ketepatan yang berkaitan dengan penglihatan manusia.

3. Penjelasan Sistem Pengkotakan

Spesifikasi menunjukkan peranti ini \"Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan.\" Ini membayangkan proses pengkotakan di mana paparan disusun berdasarkan output optik yang diukur pada arus ujian piawai (mungkin 1 mA atau 10 mA). Pereka bentuk boleh memilih kotak untuk memastikan kecerahan konsisten merentasi berbilang unit dalam produk, mengelakkan variasi ketara antara paparan. Walaupun kod kotak khusus tidak disediakan dalam petikan ini, kotak tipikal ditakrifkan oleh julat keamatan pencahayaan (cth., Kotak A: 500-600 μcd, Kotak B: 600-700 μcd).

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi merujuk kepada \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal.\" Walaupun tidak dipaparkan dalam teks yang diberikan, lengkung sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara voltan kehadapan dan arus untuk satu segmen. Ia adalah tidak linear, dengan voltan hidup sekitar 1.8-2.0V untuk AlInGaP, meningkat kepada 2.6V tipikal pada 20 mA.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Kehadapan:Graf yang menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Ia secara amnya linear pada arus rendah tetapi mungkin tepu pada arus tinggi disebabkan kesan haba.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu meningkat. LED AlInGaP mempunyai prestasi suhu tinggi yang baik berbanding beberapa bahan lain, tetapi penurunan masih diperlukan.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~650 nm dan separuh lebar 20 nm.

Lengkung ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan tidak piawai dan untuk mengoptimumkan keadaan pemacu untuk keperluan aplikasi khusus (cth., memaksimumkan kecerahan vs. memaksimumkan kecekapan atau jangka hayat).

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini datang dalam pakej dua dalam talian (DIP) piawai. Semua dimensi ditentukan dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm (0.01\"). Garis luar, jarak segmen, jarak kaki, dan ketinggian/lebar/panjang keseluruhan ditakrifkan dalam lukisan dimensi pada halaman 2 spesifikasi. Lukisan ini penting untuk reka bentuk tapak PCB dan integrasi mekanikal ke dalam produk akhir.

5.2 Sambungan Pin & Litar Dalaman

LTD-5023AJD adalah paparan jeniskatod sepunya. Ini bermaksud katod (terminal negatif) LED untuk setiap digit disambungkan bersama secara dalaman. Susunan pin adalah seperti berikut:

• Pin 1-4, 15-18: Mengawal segmen (A, B, C, D, E, F, G, DP) bagiDigit 1.
• Pin 5-13: Mengawal segmen (A, B, C, D, E, F, G, DP) dan katod sepunya bagiDigit 2.
• Pin 14: Katod sepunya untukDigit 1.

Gambarajah litar dalaman menunjukkan susunan 14 segmen LED (7 per digit, ditambah dua titik perpuluhan) dan sambungan mereka kepada 18 pin. Pemultipleksan diperlukan untuk memacu kedua-dua digit: dengan membolehkan katod Digit 1 dan Digit 2 secara bergilir-gilir sambil membekalkan isyarat anod untuk segmen yang dikehendaki bagi digit aktif, kedua-dua digit boleh dikawal dengan garis I/O yang lebih sedikit.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak menentukan profil suhu pateri: pakej boleh menahan suhu puncak 260°C sehingga maksimum 3 saat, diukur pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah tempat duduk (iaitu, pada PCB berhampiran kaki). Ini adalah penarafan piawai untuk proses pateri alir balik bebas plumbum (cth., menggunakan pateri SAC305). Pereka bentuk mesti memastikan profil ketuhar alir balik mereka kekal dalam had ini untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED atau pakej plastik. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai perlu dipatuhi semasa pengendalian. Penyimpanan harus berada dalam julat -35°C hingga +85°C yang ditentukan dalam persekitaran kelembapan rendah.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Untuk memacu paparan ini, mikropengawal atau pemacu IC khusus diperlukan. Untuk paparan katod sepunya, pin katod disambungkan ke tanah (melalui suis transistor untuk pemultipleksan), dan pin anod disambungkan ke sumber voltan terhad arus (cth., melalui perintang siri atau pemacu arus malar). Voltan kehadapan (V_F) 2.6V dan arus yang dikehendaki (I_F, cth., 10-20 mA untuk kecerahan penuh) menentukan nilai perintang siri: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Jika memultipleks dua digit pada 10 mA setiap satu, arus puncak semasa masa hidup digit mungkin 10 mA, tetapi arus purata per segmen adalah lebih rendah, mengurangkan penggunaan kuasa.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan.
• Pemultipleksan:Penting untuk paparan berbilang digit untuk meminimumkan bilangan pin. Kadar segar semula harus cukup tinggi (>60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.
• Pengurusan Haba:Walaupun LED cekap, pelesapan kuasa (P = V_F* I_F) per segmen boleh mencapai sehingga 52 mW (2.6V * 20mA). Pastikan pengudaraan yang mencukupi, terutamanya jika memacu pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan garis penglihatan pengguna utama apabila memasang paparan.

8. Perbandingan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) piawai, LED Merah Hiper AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per mA arus) dan prestasi yang lebih baik pada suhu tinggi. Berbanding LED putih (sering LED biru + fosfor), ia menawarkan ketulenan warna yang lebih unggul dan biasanya kecekapan yang lebih tinggi untuk cahaya merah monokromatik. Ketinggian digit 0.56\" adalah saiz biasa, menawarkan keseimbangan yang baik antara kebolehbacaan dan kekompakan berbanding paparan yang lebih kecil (0.3\") atau lebih besar (0.8\").

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak (650nm) dan panjang gelombang dominan (639nm)?

J: Panjang gelombang puncak adalah titik tertinggi pada lengkung output spektrum. Panjang gelombang dominan adalah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama kepada mata manusia. Mereka sering berbeza sedikit.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V?

J: Ya. Dengan V_F2.6V, bekalan 3.3V adalah mencukupi. Perintang siri akan menjadi: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 Ohm. Perintang piawai 33 atau 39 Ohm akan sesuai.

S: Mengapakah arus kehadapan puncak (90mA) jauh lebih tinggi daripada arus berterusan (25mA)?

J: LED boleh mengendalikan denyutan arus tinggi yang pendek tanpa terlalu panas, membolehkan skim pemultipleksan paparan yang lebih terang (di mana setiap digit hanya hidup untuk sebahagian kecil masa) atau untuk mencipta kilatan yang sangat terang.

S: Apakah maksud \"epi AlInGaP pada substrat GaAs\"?

J: Lapisan pemancar cahaya (lapisan epitaksial atau \"epi\") diperbuat daripada Aluminium Indium Gallium Fosfida. Ini ditumbuhkan pada wafer Gallium Arsenida (GaAs) yang memberikan sokongan struktur tetapi bukan bahan pemancar cahaya utama.

10. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk paparan voltmeter digital mudah.

Litar voltmeter menghasilkan output BCD (Perpuluhan Berkod Binari) yang sepadan dengan bacaan voltan. Mikropengawal membaca nilai BCD ini. Ia kemudian menggunakan jadual carian untuk menentukan segmen mana (A-G) untuk menyala bagi setiap digit untuk memaparkan nombor. Pin I/O mikropengawal, disambungkan melalui perintang had arus, memacu pin anod LTD-5023AJD. Dua pin I/O lain, disambungkan ke suis transistor, mengawal pin katod sepunya (14 dan 13). Perisian dengan pantas bergilir-gilir (memultipleks) antara membolehkan Digit 1 dan Digit 2, sambil menghantar corak anod yang betul untuk setiap digit. Saiz 0.56\" memberikan bacaan yang jelas dari jarak bangku biasa, dan kontras tinggi memastikan keterlihatan di bawah pencahayaan bengkel. Penggunaan kuasa rendah adalah bermanfaat jika meter itu mudah alih.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

AlInGaP adalah sebatian semikonduktor III-V. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk warna Merah Hiper, jurang jalur dilaras untuk memancarkan foton sekitar 650 nm. Substrat GaAs menyerap cahaya pada panjang gelombang ini, jadi cahaya biasanya diekstrak dari permukaan atas cip. Penamaan \"Merah Hiper\" menunjukkan warna merah yang dalam, tepu dengan keberkesanan pencahayaan yang tinggi.

12. Trend Pembangunan Teknologi

Teknologi paparan LED terus berkembang. Walaupun AlInGaP kekal sebagai bahan dominan untuk LED merah dan ambar berkecekapan tinggi, trend termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan reka bentuk cip menghasilkan lebih banyak lumen per watt, membolehkan paparan yang lebih terang pada kuasa yang lebih rendah.
• Pengecilan:Pembangunan geometri cip yang lebih kecil membolehkan paparan resolusi lebih tinggi atau saiz pakej yang lebih kecil.
• Pengurusan Haba yang Lebih Baik:Bahan dan reka bentuk pakej baru membuang haba dengan lebih baik, membolehkan arus pemacu yang lebih tinggi dan kecerahan berterusan.
• Integrasi:Beralih ke paparan dengan pemacu IC bersepadu (\"paparan pintar\") untuk memudahkan reka bentuk sistem.
• Pengembangan Gamut Warna:Walaupun ini adalah peranti monokromatik, trend yang lebih luas melibatkan pembangunan fosfor baru dan bahan pancaran langsung untuk julat warna yang lebih luas dalam paparan warna penuh, walaupun AlInGaP merah adalah komponen utama dalam sistem RGB sedemikian.