Dokumen Teknikal LED Display LTD-322JR - Ketinggian Digit 0.3 Inci - Voltan Hadapan 2.6V - Warna Super Merah

LTD-322JR ialah modul paparan LED tujuh segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya ialah mewakili aksara angka (0-9) dan beberapa simbol alfanumerik terhad secara visual melalui pencahayaan terpilih segmen LED individunya. Peranti ini dibina menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang ditumbuhkan pada substrat GaAs (Gallium Arsenida) yang tidak lutsinar. Teknologi bahan ini dipilih khusus untuk kecekapannya dalam menghasilkan cahaya merah berkeamatan tinggi. Paparan ini mempunyai muka hitam, yang meningkatkan kontras dengan ketara dengan menyerap cahaya ambien, dan segmen putih yang menjadi bercahaya dalam warna super merah yang terang apabila dikuasakan. Ketinggian digit fizikal ialah 0.3 inci (7.62 mm), menjadikannya sesuai untuk panel bersaiz sederhana di mana kebolehbacaan dari jarak sederhana adalah penting.

Kelebihan utama paparan ini berasal daripada teknologi dan reka bentuk LED AlInGaP-nya. Ia menawarkan keamatan cahaya yang tinggi, penampilan aksara yang sangat baik dengan segmen seragam berterusan, dan sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan dari pelbagai kedudukan. Ia beroperasi dengan keperluan kuasa yang rendah, menyumbang kepada kecekapan tenaga dalam aplikasi akhir. Pembinaan keadaan pepejal memberikan kebolehpercayaan semula jadi dan hayat operasi yang panjang tanpa bahagian bergerak. Gabungan ciri-ciri ini menjadikan LTD-322JR sesuai untuk pasaran sasaran termasuk instrumentasi perindustrian (contohnya, meter panel, pengawal proses), perkakas pengguna (contohnya, ketuhar gelombang mikro, pemasa mesin basuh), peralatan ujian dan pengukuran, dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan antara muka paparan angka yang tahan lama, terang, dan jelas.

Bahagian ini memberikan analisis objektif dan terperinci tentang spesifikasi peranti seperti yang ditakrifkan dalam dokumen data.

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. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen yang bercahaya di bawah operasi DC berterusan.

Arus Hadapan Puncak per Segmen:

90 mA. Arus ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Ia membenarkan tempoh pendek pemanduan berlebihan untuk mencapai kecerahan serta-merta yang lebih tinggi, seperti dalam paparan multipleks.

• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Ini ialah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi keadaan mantap (DC) satu segmen pada suhu bilik. Penarafan ini menurun secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan untuk mengelakkan terlalu panas.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk berfungsi dan disimpan dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini ialah parameter kritikal untuk proses pateri gelombang atau alir balik untuk mengelakkan kerosakan haba pada cip LED atau pakej.
• Ini ialah parameter prestasi biasa yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C.Keamatan Cahaya Purata (I
• ):200 μcd (min), 600 μcd (tip) pada arus hadapan (I

) 1 mA. Ini mengukur kecerahan keluaran cahaya yang dirasakan. Julat yang luas menunjukkan sistem pengelasan untuk keamatan.

Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ

• ):_V639 nm (tip) pada I=20mA. Ini ialah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum, meletakkannya dalam rantau "super merah" atau "jingga-merah" spektrum boleh lihat._FSeparuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):
• 20 nm (tip). Ini mengukur lebar jalur cahaya yang dipancarkan, menunjukkan warna merah monokromatik yang agak tulen._pPanjang Gelombang Dominan (λ):_F631 nm (tip). Ini ialah panjang gelombang yang dirasakan oleh mata manusia, berkait rapat dengan titik warna.
• Voltan Hadapan per Segmen (V):
• 2.0 V (min), 2.6 V (tip) pada I_d=20mA. Ini ialah susutan voltan merentasi segmen LED apabila mengalirkan arus yang ditetapkan. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.Arus Songsang per Segmen (I
• ):_F100 μA (maks) pada voltan songsang (V) 5V. Ini ialah arus bocor kecil apabila LED dipincang songsang._FNisbah Padanan Keamatan Cahaya (I
• V-m_R):2:1 (maks). Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu digit, memastikan penampilan seragam._RDokumen data menunjukkan peranti ini "dikategorikan untuk keamatan cahaya." Ini membayangkan proses pengelasan atau penyusunan selepas pembuatan.
• Disebabkan variasi semula jadi dalam proses pembuatan semikonduktor, cip LED individu mempamerkan perbezaan kecil dalam kecekapan keluaran cahaya. Untuk memastikan konsistensi bagi pengguna akhir, LED diuji dan disusun ke dalam kelompok keamatan yang berbeza berdasarkan keamatan cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (contohnya, 1mA). Julat yang ditetapkan 200 hingga 600 μcd mencadangkan wujudnya pelbagai kelompok. Pereka bentuk boleh memilih kelompok yang sesuai dengan keperluan keseragaman kecerahan aplikasi mereka. Nisbah padanan keamatan 2:1 untuk segmen dalam satu peranti adalah toleransi yang lebih ketat yang digunakan selepas pengelasan._{Walaupun petikan dokumen data yang diberikan menyebut "Keluk Ciri Elektrik / Optik Biasa," graf khusus tidak disertakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED piawai, keluk ini biasanya akan menggambarkan hubungan berikut, yang kritikal untuk reka bentuk litar:}Graf ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Voltan "lutut", sekitar 2.6V tipikal, adalah di mana arus mula meningkat dengan ketara. Pemandu mesti mengawal selia arus, bukan voltan, untuk operasi stabil.Keluk ini menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus hadapan. Ia secara amnya linear dalam julat yang luas tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan haba dan penurunan kecekapan.

Keluaran cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Keluk ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam julat suhu yang luas untuk memahami keperluan pampasan kecerahan.

Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~639 nm dan lebar spektrum ~20 nm, mengesahkan ketulenan warna.

Peranti ini mempunyai pakej baris tunggal (SIL) 10 pin piawai. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Dimensi utama termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, kedalaman, saiz tetingkap digit, dan jarak antara pin (pic), yang kritikal untuk susun atur PCB.

LTD-322JR ialah paparan

dupleks katod sepunya

. Ini bermakna ia mengandungi dua digit bebas (Digit 1 dan Digit 2) dalam satu pakej, setiap satu dengan pin katod sepunya sendiri. Pinout adalah seperti berikut:

Pin 1: Anod G (Segmen G)

Pin 2: Tiada Sambungan

Pin 3: Anod A (Segmen A)

Pin 4: Anod F (Segmen F)

Pin 5: Katod Sepunya (Digit 2)

Pin 6: Anod D (Segmen D)

Pin 7: Anod E (Segmen E)

Pin 8: Anod C (Segmen C)

Pin 9: Anod B (Segmen B)

Pin 10: Katod Sepunya (Digit 1)

Konfigurasi "katod sepunya" bermaksud semua katod (terminal negatif) LED untuk digit tertentu disambungkan bersama secara dalaman. Untuk menyalakan segmen, pin anod sepadannya mesti didorong tinggi (atau disambungkan ke sumber arus melalui perintang), manakala katod sepunya untuk digit itu mesti disambungkan ke bumi (rendah). Konfigurasi ini sangat biasa dan memudahkan multipleks.

Gambar rajah dalaman mewakili secara visual sambungan elektrik yang diterangkan di atas. Ia menunjukkan dua set tujuh LED (segmen A-G), setiap set berkongsi sambungan katod sepunya untuk Digit 1 dan Digit 2, masing-masing. Anod untuk setiap segmen sepadan (contohnya, Segmen A Digit 1 dan Segmen A Digit 2) adalah pin berasingan, membenarkan kawalan bebas.

Pematuhan kepada profil pateri yang ditetapkan adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan.Penarafan maksimum mutlak menentukan suhu puncak 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan (biasanya permukaan PCB). Ini selaras dengan profil alir balik bebas plumbum piawai (contohnya, IPC/JEDEC J-STD-020). Kadar pemanasan awal, rendaman, alir balik, dan penyejukan harus dikawal mengikut spesifikasi pemasangan PCB. Kejutan haba harus dielakkan.Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal dengan bahan pengering dalam persekitaran terkawal (dalam julat penyimpanan -35°C hingga +85°C). Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian untuk melindungi simpang LED yang sensitif.

• Kaedah pemanduan paling biasa ialah
• multipleks
• . Memandangkan paparan mempunyai dua digit dengan katod sepunya berasingan, mikropengawal boleh bergilir-gilir dengan pantas antara menyalakan Digit 1 dan Digit 2. Untuk setiap kitaran digit, ia menetapkan katod sepunya yang sesuai ke rendah dan menggunakan corak isyarat tinggi yang betul ke pin anod segmen (melalui perintang pembatas arus). Keberterusan penglihatan mata manusia menggabungkan denyutan pantas ini menjadi nombor dua digit yang stabil. Kaedah ini mengurangkan dengan ketara bilangan pin I/O mikropengawal yang diperlukan berbanding pemanduan statik (DC).
• Perintang Pembatas Arus:
• Penting untuk setiap talian anod. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V
• bekalan
• - V
• ) / I
• . Menggunakan V
• tipikal 2.6V pada 20mA dan bekalan 5V, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Nilai yang sedikit lebih tinggi (contohnya, 150 Ω) sering digunakan untuk meningkatkan hayat dan mengambil kira variasi V

bekalan

Frekuensi Multipleks:

Harus cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan, biasanya melebihi 60-100 Hz. Kitar tugas untuk setiap digit dalam multipleks 2-digit ialah 1/2, jadi arus puncak boleh lebih tinggi daripada penarafan DC untuk mengekalkan kecerahan purata (seperti yang dibenarkan oleh penarafan puncak 90mA).

Sudut Pandangan:

Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan arah pandangan utama semasa reka bentuk selongsong mekanikal.

Peningkatan Kontras:

Muka hitam memberikan kontras semula jadi. Pastikan tetingkap paparan atau lapisan tidak memperkenalkan pantulan atau silau yang boleh mengurangkan kebolehbacaan.

Berbanding teknologi LED lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) piawai, teknologi AlInGaP yang digunakan dalam LTD-322JR menawarkan kecekapan cahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemanduan yang sama. Ia juga memberikan ketulenan warna dan kestabilan yang lebih baik merentasi suhu dan hayat. Berbanding alternatif kontemporari, pembeza utama adalah ketinggian digit spesifik 0.3 inci dalam konfigurasi dupleks katod-sepunya, titik warna super merah (~639 nm), dan pengkategorian untuk keamatan cahaya yang membantu mencapai paparan seragam apabila menggunakan berbilang unit.

Ya, tetapi pengiraan berhati-hati diperlukan. Dengan V

2.6V, ruang kepala voltan (3.3V - 2.6V = 0.7V) adalah rendah. Menggunakan formula R = 0.7V / I

, untuk arus 10mA anda memerlukan perintang 70 Ω. Pada 20mA, perintang 35 Ω yang diperlukan meninggalkan hampir tiada margin untuk variasi V

bekalanatau V, berpotensi memadamkan paparan. Ia lebih boleh dipercayai untuk menggunakan bekalan 5V untuk segmen LED, dikawal melalui transistor atau IC pemandu dari mikropengawal 3.3V.

Panjang Gelombang Puncak (λ

• ):Panjang gelombang tunggal di mana keluaran kuasa optik secara fizikalnya adalah tertinggi._{Panjang Gelombang Dominan (λ}):_FPanjang gelombang cahaya monokromatik yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama seperti keluaran LED kepada pemerhati manusia piawai. Ia dikira dari spektrum penuh LED dan fungsi padanan warna CIE. Untuk LED spektrum sempit seperti ini, mereka selalunya hampir dalam nilai._FPastikan rutin multipleks mempunyai masa hidup yang sama untuk setiap digit. Memandangkan kecerahan adalah berkadar dengan arus purata, anda boleh melaraskan arus segmen (melalui nilai perintang atau tetapan pemandu) untuk mengimbangi kitar tugas. Untuk multipleks 2-digit pada kitar tugas 1/2, anda mungkin memandu setiap segmen pada 40mA puncak (dalam penarafan 90mA) untuk mencapai purata 20mA, sepadan dengan keadaan ujian DC untuk kecerahan._FSenario:_{Mereka bentuk bacaan suhu dua digit mudah untuk pengawal ketuhar perindustrian. Mikropengawal mempunyai pin I/O yang terhad.} variations.
• Pelaksanaan:LTD-322JR adalah sesuai. Reka bentuk dupleks katod sepunya hanya memerlukan 8 pin I/O untuk mengawal (7 anod segmen + 1 pin untuk menukar dua katod sepunya, menggunakan transistor jika perlu). Kecerahan tinggi dan sudut pandangan yang luas memastikan suhu boleh dibaca di lantai kilang. Teknologi AlInGaP memastikan prestasi stabil pada suhu ambien yang tinggi berhampiran ketuhar. Pereka bentuk memilih LED dari kelompok keamatan cahaya yang sama untuk menjamin kedua-dua digit kelihatan sama terang. Perintang pembatas arus dikira untuk bekalan 5V dan arus puncak multipleks 30mA per segmen, menyediakan paparan yang terang dan bebas kelipan.
• AlInGaP ialah semikonduktor sebatian III-V. Apabila dipincang hadapan, elektron dan lubang disuntik ke dalam rantau aktif di mana mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Tenaga jurang jalur khusus aloi AlInGaP menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam rantau merah (~639 nm). Penggunaan substrat GaAs yang tidak lutsinar membantu menahan cahaya dalam struktur, mengarahkan lebih banyak daripadanya ke atas melalui bahagian atas cip untuk kecekapan pengekstrakan yang lebih tinggi berbanding reka bentuk substrat lutsinar lama. Pakej epoksi hitam menyerap cahaya sesat, meningkatkan kontras.Walaupun AlInGaP kekal sebagai teknologi dominan untuk LED merah, jingga, dan kuning yang cekap, penyelidikan berterusan memberi tumpuan kepada meningkatkan kecekapan pada arus pemanduan yang lebih tinggi (mengurangkan "penurunan kecekapan") dan meningkatkan kebolehpercayaan. Untuk paparan, trend adalah ke arah ketumpatan piksel yang lebih tinggi (digit/diskret LED yang lebih kecil) dan integrasi elektronik pemandu terus ke dalam pakej ("paparan pintar"). Walau bagaimanapun, untuk paparan angka segmen piawai seperti LTD-322JR, teknologinya matang, dengan penekanan pada pengurangan kos, pengelasan yang lebih ketat untuk keseragaman, dan pengurusan haba yang lebih baik untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi.
• Contrast Enhancement:The black face provides inherent contrast. Ensure the display window or overlay does not introduce reflections or glare that could reduce readability.

. Technical Comparison & Differentiation

Compared to older LED technologies like standard GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) red LEDs, the AlInGaP technology used in the LTD-322JR offers significantly higher luminous efficiency, resulting in greater brightness for the same drive current. It also provides better color purity and stability over temperature and lifetime. Compared to contemporary alternatives, its key differentiators are the specific 0.3-inch digit height in a common-cathode duplex configuration, the super red color point (~639 nm), and the categorization for luminous intensity which aids in achieving uniform displays when using multiple units.

. Frequently Asked Questions (FAQ)

.1 Can I drive this display with a 3.3V microcontroller?

Yes, but careful calculation is needed. With a V_Fof 2.6V, the voltage headroom (3.3V - 2.6V = 0.7V) is low. Using the formula R = 0.7V / I_F, for a 10mA current you would need a 70 Ω resistor. At 20mA, the required 35 Ω resistor leaves almost no margin for V_supplyor V_Fvariation, potentially dimming the display. It is more reliable to use a 5V supply for the LED segments, controlled via transistors or a driver IC from the 3.3V microcontroller.

.2 What is the difference between "peak" and "dominant" wavelength?

Peak Wavelength (λ_p):The single wavelength where the optical power output is physically the highest.Dominant Wavelength (λ_d):The wavelength of monochromatic light that would appear to have the same color as the LED's output to a standard human observer. It is calculated from the LED's full spectrum and the CIE color matching functions. For a narrow-spectrum LED like this one, they are often close in value.

.3 How do I achieve uniform brightness when multiplexing?

Ensure the multiplexing routine has equal on-time for each digit. Since brightness is proportional to average current, you can adjust the segment current (via resistor values or driver settings) to compensate for the duty cycle. For a 2-digit multiplex at 1/2 duty cycle, you might drive each segment at 40mA peak (within the 90mA rating) to achieve an average of 20mA, matching the DC test condition for brightness.

. Design-in Case Study

Scenario:Designing a simple two-digit temperature readout for an industrial oven controller. The microcontroller has limited I/O pins.
Implementation:The LTD-322JR is ideal. Its duplex common cathode design requires only 8 I/O pins to control (7 segment anodes + 1 pin to toggle the two common cathodes, using a transistor if needed). The high brightness and wide viewing angle ensure the temperature is readable on a factory floor. The AlInGaP technology ensures stable performance at the elevated ambient temperatures near the oven. The designer selects LEDs from the same luminous intensity bin to guarantee both digits appear equally bright. Current-limiting resistors are calculated for a 5V supply and a multiplexed peak current of 30mA per segment, providing a bright, flicker-free display.

. Technology Principle Introduction

AlInGaP is a III-V compound semiconductor. When forward-biased, electrons and holes are injected into the active region where they recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific bandgap energy of the AlInGaP alloy determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the red region (~639 nm). The use of a non-transparent GaAs substrate helps contain light within the structure, directing more of it upwards through the top of the chip for higher extraction efficiency compared to older transparent-substrate designs. The black epoxy package absorbs stray light, improving contrast.

. Technology Trends

While AlInGaP remains a dominant technology for high-efficiency red, orange, and yellow LEDs, ongoing research focuses on improving efficiency at higher drive currents (reducing "efficiency droop") and enhancing reliability. For displays, the trend is towards higher pixel densities (smaller digits/discrete LEDs) and the integration of driver electronics directly into the package ("intelligent displays"). However, for standard segmented numeric displays like the LTD-322JR, the technology is mature, with emphasis on cost reduction, tighter binning for uniformity, and improved thermal management for high-reliability applications.