Lembaran Data Paparan Digit LED Kuning 0.3 Inci LTD-323JS - Ketinggian Digit 7.62mm - Voltan Kehadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Peranti ini ialah modul paparan dengan ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm). Ia direka untuk memberikan output angka yang jelas dan mudah dilihat dalam faktor bentuk yang padat. Teknologi terasnya menggunakan cip LED Kuning AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Cip-cip ini difabrikasi pada substrat GaAs (Gallium Arsenida) yang tidak lutsinar, yang menyumbang kepada kontras dan prestasi paparan. Reka bentuk visualnya mempunyai muka hitam dengan segmen putih, mengoptimumkan kebolehbacaan dengan meningkatkan kontras antara kawasan yang bercahaya dan tidak bercahaya.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Paparan ini menawarkan beberapa faedah utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Kelebihan utamanya termasuk keperluan kuasa rendah, yang penting untuk peranti beroperasi bateri atau cekap tenaga. Ia memberikan kecerahan tinggi dan kontras tinggi, memastikan kebolehbacaan walaupun dalam persekitaran yang terang. Sudut pandangan yang luas membolehkan maklumat yang dipaparkan dibaca dari pelbagai kedudukan. Peranti ini mempunyai kebolehpercayaan keadaan pepejal, bermakna tiada bahagian bergerak dan biasanya jangka hayat operasi lebih panjang berbanding teknologi paparan lain. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya, menunjukkan prestasi dan kawalan kualiti yang konsisten. Segmen seragam berterusan menyumbang kepada penampilan aksara yang cemerlang. Gabungan ciri-ciri ini menjadikan paparan ini sesuai untuk aplikasi seperti panel instrumen, peralatan ujian, elektronik pengguna, kawalan industri, dan mana-mana peranti yang memerlukan bacaan angka yang boleh dipercayai, jelas dan cekap.

2. Tafsiran Mendalam Objektif Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotoelektrik

Prestasi fotometrik dan kolorimetrik ditakrifkan di bawah keadaan ujian tertentu. Keamatan bercahaya purata (Iv) dinyatakan dengan minimum 320 µcd, nilai tipikal 800 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan, apabila diukur pada arus kehadapan (IF) 1mA. Parameter ini menunjukkan kecerahan yang dirasakan bagi segmen yang menyala. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) ialah 588 nm, diukur pada IF=20mA, meletakkan output dengan pasti dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak. Lebar separuh garisan spektrum (Δλ) ialah 15 nm (pada IF=20mA), menerangkan ketulenan spektrum atau kelebaran jalur panjang gelombang cahaya yang dipancarkan; nilai yang lebih kecil menunjukkan warna yang lebih monokromatik. Panjang gelombang dominan (λd) ialah 587 nm (pada IF=20mA), iaitu panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna cahaya. Keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan penderia dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan pengukuran berkorelasi dengan penglihatan manusia.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi. Voltan kehadapan per segmen (VF) mempunyai nilai tipikal 2.6V dan maksimum 2.6V apabila arus kehadapan ialah 20mA. Ini ialah susut voltan merentasi segmen LED apabila ia mengkonduksi. Arus songsang per segmen (IR) mempunyai maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan tahap kebocoran apabila LED terpincang songsang. Nisbah padanan keamatan bercahaya (IV-m) dinyatakan sebagai 2:1 (pada IF=1mA). Nisbah ini mentakrifkan variasi maksimum yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen berbeza bagi digit yang sama atau antara digit, memastikan keseragaman visual.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Ciri-ciri Terma

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Penyerakan kuasa maksimum per segmen ialah 70 mW. Arus kehadapan puncak per segmen ialah 60 mA, tetapi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitaran tugas, lebar denyut 0.1ms). Arus kehadapan berterusan per segmen ialah 25 mA pada 25°C. Pentingnya, arus ini mesti dinyahkadar secara linear sebanyak 0.33 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 50°C, arus berterusan maksimum akan menjadi 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA. Penyahkadaran ini adalah penting untuk operasi yang boleh dipercayai pada suhu tinggi. Voltan songsang maksimum per segmen ialah 5 V. Julat suhu operasi dan penyimpanan adalah dari -35°C hingga +85°C. Suhu pematerian maksimum ialah 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan peranti.

3. Penjelasan Sistem Penggredan

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti dikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini membayangkan proses pengelompokan atau penggredan di mana unit disusun berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (mungkin 1mA atau 20mA). Ini memastikan pelanggan menerima paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten. Walaupun kod atau julat kelompok khusus tidak terperinci dalam dokumen ini, sistem sedemikian biasanya melibatkan pengelompokan peranti ke dalam kategori (contohnya, kecerahan tinggi, kecerahan piawai) untuk memenuhi keperluan aplikasi berbeza atau menjamin tahap prestasi minimum. Nisbah padanan keamatan bercahaya 2:1 ialah spesifikasi berkaitan yang mengawal variasi dalam satu peranti.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektrik/optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Lengkung I-V): Ini menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah tidak linear, dengan voltan "lutut" ciri (sekitar Vf tipikal 2.6V) di mana arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan kecil.Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan (Lengkung L-I): Plot ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan peningkatan arus pacuan. Ia umumnya linear dalam satu julat tetapi boleh tepu pada arus yang sangat tinggi.Keamatan Bercahaya vs. Suhu Persekitaran: Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat, menekankan kepentingan pengurusan terma dan penyahkadaran arus.Taburan Spektrum: Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada 588 nm dan lebar separuh 15 nm, mengesahkan pancaran warna kuning.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Lukisan Dimensi

Dimensi pakej disediakan dalam lukisan (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks). Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter (mm). Toleransi piawai untuk dimensi ini ialah ±0.25 mm (yang bersamaan dengan ±0.01 inci) melainkan nota ciri khusus menyatakan sebaliknya. Lukisan ini adalah kritikal untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak), memastikan tapak kaki dan corak lubang sepadan dengan peranti fizikal.

5.2 Sambungan Pin dan Pengenalpastian Polarity

Peranti ini mempunyai konfigurasi 10 pin. Ia adalah paparan anod sepunya dupleks (dua digit). Pinout adalah seperti berikut: Pin 1: Katod G; Pin 2: Tiada Pin (mungkin pemegang tempat mekanikal atau tidak digunakan); Pin 3: Katod A; Pin 4: Katod F; Pin 5: Anod Sepunya (Digit 2); Pin 6: Katod D; Pin 7: Katod E; Pin 8: Katod C; Pin 9: Katod B; Pin 10: Anod Sepunya (Digit 1). Konfigurasi "anod sepunya" bermakna anod LED untuk setiap digit disambungkan secara dalaman. Untuk menyinarkan segmen, pin katod sepadannya mesti didorong rendah (disambungkan ke tanah atau sinki arus) manakala pin anod sepunya digitnya didorong tinggi (disambungkan ke bekalan positif melalui perintang pembatas arus).

5.3 Gambar Rajah Litar Dalaman

Gambar rajah litar dalaman dirujuk. Untuk paparan 7 segmen, dua digit, anod sepunya, gambar rajah ini biasanya menunjukkan: Dua nod anod sepunya, satu untuk setiap digit (pin 10 dan 5). Tujuh talian katod (A, B, C, D, E, F, G), setiap satu disambungkan ke segmen LED sepadan dalam kedua-dua digit. Setiap segmen LED (contohnya, segmen "A" digit 1 dan segmen "A" digit 2) berkongsi pin katod yang sama tetapi mempunyai anodnya disambungkan ke anod sepunya digit masing-masing. Susunan pemultipleksan ini mengurangkan jumlah pin yang diperlukan untuk mengawal paparan.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Spesifikasi pemasangan utama yang disediakan adalah untuk proses pematerian. Peranti ini boleh menahan suhu pematerian maksimum 260°C. Pendedahan ini mesti dihadkan kepada tempoh maksimum 3 saat. Suhu diukur 1.6mm di bawah satah dudukan komponen pada PCB. Garis panduan ini adalah kritikal untuk proses pematerian gelombang atau pematerian aliran semula untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau pakej plastik. Untuk pematerian manual, besi terkawal suhu harus digunakan dengan masa sentuhan minimum. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan untuk melindungi simpang semikonduktor.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sangat sesuai untuk mana-mana aplikasi yang memerlukan petunjuk angka yang jelas dan boleh dipercayai. Contoh termasuk: Multimeter digital dan osiloskop. Meter panel untuk voltan, arus, atau suhu. Perkakas pengguna seperti ketuhar gelombang mikro, jam digital, atau peralatan audio. Panel kawalan dan automasi industri. Peralatan ujian dan pengukuran. Tolok pasaran selepas automotif (mempertimbangkan julat suhu operasi). Peranti mudah alih berkuasa bateri kerana keperluan kuasa rendahnya.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Pelaksanaan Litar

Apabila mereka bentuk litar pacuan, beberapa faktor adalah penting:Pembatasan Arus: Setiap segmen mesti mempunyai perintang pembatas arus bersiri. Nilai perintang dikira berdasarkan voltan bekalan (Vcc), voltan kehadapan LED (Vf, tip. 2.6V), dan arus kehadapan yang dikehendaki (If). Sebagai contoh, untuk memacu segmen pada 20mA dengan bekalan 5V: R = (Vcc - Vf) / If = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm.Pemultipleksan: Untuk paparan anod sepunya berbilang digit, pemultipleksan digunakan. Mikropengawal mengaktifkan anod sepunya satu digit secara berurutan sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit tersebut pada talian katod. Pensuisan mesti cukup pantas (biasanya >60Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.IC Pemacu: Menggunakan IC pemacu paparan LED khusus (contohnya, MAX7219, TM1637) memudahkan kawalan, menyediakan pacuan arus malar, dan mengendalikan pemultipleksan secara dalaman.Pengurusan Terma: Patuhi lengkung penyahkadaran arus di atas 25°C. Pastikan pengudaraan yang mencukupi jika paparan berada dalam ruang tertutup atau berhampiran komponen lain yang menjana haba.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan angka lain, paparan LED kuning AlInGaP ini menawarkan kelebihan yang berbeza:vs. LED Merah GaAsP/GaP: Teknologi AlInGaP umumnya menawarkan kecekapan dan kecerahan yang lebih tinggi, dan kestabilan suhu yang lebih baik daripada bahan LED merah lama. Warna kuning mungkin menawarkan kebolehlihatan atau pilihan estetik yang lebih baik dalam beberapa aplikasi.vs. LCD (Paparan Hablur Cecair): LED adalah pancaran (menghasilkan cahaya sendiri), menjadikannya mudah dilihat dalam keadaan cahaya rendah tanpa lampu latar, manakala LCD reflektif memerlukan cahaya ambien. LED mempunyai sudut pandangan yang lebih luas dan masa tindak balas yang lebih pantas. Walau bagaimanapun, LCD biasanya menggunakan kuasa yang jauh lebih rendah untuk paparan statik.vs. VFD (Paparan Pendarfluor Vakum): LED adalah keadaan pepejal, lebih lasak, mempunyai jangka hayat yang lebih panjang, dan memerlukan elektronik pacuan yang lebih mudah, voltan lebih rendah berbanding VFD, yang memerlukan voltan anod yang agak tinggi. Pembeza utama peranti khusus ini ialah ketinggian digit 0.3 inci, bahan AlInGaP untuk pancaran kuning, konfigurasi anod sepunya, dan prestasi yang ditentukan dalam kecerahan, kontras, dan sudut pandangan.

9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Apakah tujuan "tiada pin" pada pin 2?

J: Ini biasanya pemegang tempat mekanikal yang digunakan untuk penjajaran semasa proses pembuatan atau untuk memastikan pakej mempunyai bilangan pin simetri untuk kestabilan pada PCB. Ia tidak disambungkan secara elektrik.

S: Bagaimana saya mengira perintang pembatas arus yang sesuai?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (Voltan Bekalan - Voltan Kehadapan LED) / Arus Kehadapan yang Dikehendaki. Sentiasa gunakan voltan kehadapan maksimum dari lembaran data (2.6V) dalam pengiraan anda untuk memastikan arus tidak melebihi had selamat, terutamanya pada suhu rendah.

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

J: Ya, tetapi ruang kepala adalah kecil. Dengan Vf 2.6V, hanya 0.7V tinggal untuk perintang pembatas arus. Pada 20mA, ini memerlukan perintang hanya 35 Ohm. Kecerahan mungkin sedikit lebih rendah. Selalunya lebih baik menggunakan arus pacuan yang lebih rendah (contohnya, 10-15mA) atau menggunakan IC pemacu yang boleh menyediakan sumber voltan lebih tinggi.

S: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya" untuk reka bentuk saya?

J: Ia bermakna paparan diuji dan disusun mengikut kecerahan. Apabila membeli, anda mungkin menerima unit dari "kelompok" kecerahan tertentu. Untuk penampilan konsisten dalam produk, adalah penting untuk menentukan jika anda memerlukan gred kecerahan tertentu atau mendapatkan semua unit untuk satu pengeluaran dari kelompok pengeluar yang sama.

S: Mengapakah penyahkadaran arus diperlukan?

J: Kecekapan LED berkurangan apabila suhu meningkat. Memacu LED pada arus yang sama pada suhu simpang yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak haba, bukan lebih banyak cahaya, berpotensi membawa kepada pelarian terma dan kegagalan. Menyahkadar arus mengurangkan penyerakan kuasa dan penjanaan haba pada suhu ambien tinggi, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Dua Digit

Seorang pereka mencipta paparan voltmeter DC 0-99V yang mudah. Mereka memilih paparan ini untuk kejelasan dan saiznya. Sistem menggunakan mikropengawal dengan ADC untuk mengukur voltan. Pin I/O mikropengawal tidak boleh menyumber/menyerap arus yang mencukupi untuk LED. Pereka memilih IC pemacu LED khusus dengan output arus malar dan sokongan pemultipleksan. Pemacu disambungkan ke paparan: output segmen pemacu disambungkan ke pin katod paparan (A-G), dan dua pemacu digit pemacu disambungkan ke pin anod sepunya (10 dan 5). Mikropengawal berkomunikasi dengan IC pemacu melalui antara muka bersiri (contohnya, SPI atau I2C), menghantar nilai digit. IC pemacu mengendalikan pemultipleksan, menyegarkan setiap digit pada 500Hz untuk mengelakkan kelipan. Pembatasan arus ditetapkan dalam IC pemacu kepada 15mA per segmen untuk mengimbangi kecerahan dan penggunaan kuasa, kekal dalam penarafan berterusan 25mA pada suhu operasi yang dijangkakan. Susun atur PCB termasuk tapak kaki tepat dari lukisan dimensi, dengan pelepasan terma pada pad untuk pin anod sepunya yang mungkin membawa arus purata lebih tinggi.

11. Pengenalan Prinsip

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Struktur AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) membentuk simpang p-n. Apabila voltan kehadapan melebihi potensi halangan simpang (voltan kehadapan, Vf) dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlInGaP, tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk peranti ini, komposisi ditala untuk menghasilkan foton dengan panjang gelombang sekitar 588 nm, yang dirasakan sebagai cahaya kuning. Substrat GaAs tidak lutsinar membantu menyerap cahaya sesat, meningkatkan kontras dengan mengelakkan pantulan dalaman yang boleh membuat segmen tidak menyala kelihatan bercahaya samar-samar.

12. Trend Pembangunan

Evolusi teknologi paparan LED seperti ini mengikuti beberapa trend industri:Peningkatan Kecekapan: Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan kecekapan pengekstrakan cahaya AlInGaP dan bahan LED lain, membawa kepada kecerahan lebih tinggi pada arus lebih rendah.Pengecilan: Terdapat dorongan berterusan untuk pic piksel/digit yang lebih kecil dan pakej profil lebih rendah sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat Dipertingkatkan: Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan, kaedah lekatan die, dan teknologi fosfor (untuk LED putih) terus melanjutkan jangka hayat operasi dan kestabilan merentasi suhu dan masa.Integrasi: Trend termasuk mengintegrasikan litar pemacu, pembatas arus, atau bahkan mikropengawal secara langsung dengan modul paparan, memudahkan proses reka bentuk pengguna akhir.Gamut Warna Lebih Luas dan Bahan Baru: Walaupun peranti ini menggunakan AlInGaP untuk kuning, penyelidikan ke dalam bahan seperti GaN (Gallium Nitrida) dan aloinya (InGaN, AlGaN) telah membolehkan LED biru, hijau, dan putih yang sangat cekap. Pengejaran LED merah dan ambar yang cekap menggunakan sistem bahan lain kekal aktif. Untuk paparan angka, trend adalah ke arah modul yang lebih rata dan serba boleh yang boleh diintegrasikan dengan mudah ke dalam reka bentuk produk moden.