Dokumen Teknikal LTD-323JF Paparan LED - Ketinggian Digit 0.3-inci (7.62mm) - AlInGaP Jingga Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Peranti ini ialah paparan LED alfanumerik dengan ketinggian digit 0.3-inci (7.62 mm). Ia direka untuk memberikan maklumat angka atau alfanumerik terhad yang jelas dan berkejelasan tinggi dalam faktor bentuk yang padat. Teknologi teras menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran jingga-kuning. Paparan ini mempunyai muka hitam untuk kontras tinggi dan segmen putih untuk penyebaran cahaya dan penampilan yang optimum. Ia dikategorikan sebagai paparan anod sepunya dupleks, bermakna dua digit berkongsi sambungan anod sepunya, yang merupakan konfigurasi biasa untuk pemultipleksan dalam litar pemacu untuk mengurangkan bilangan pin.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam dokumen teknikal.

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Keamatan Pencahayaan Purata (Iv)ditentukan dari 320 μcd (minimum) hingga 800 μcd (biasa) pada arus kehadapan (IF) 1 mA. Parameter ini menunjukkan kecerahan segmen yang menyala seperti yang dilihat. Pereka harus ambil perhatian tentang Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (Iv-m)maksimum 2:1. Nisbah ini mentakrifkan variasi kecerahan yang dibenarkan antara segmen berbeza bagi digit yang sama atau antara digit, memastikan keseragaman visual. Nisbah yang lebih rendah menunjukkan konsistensi yang lebih baik.

Ciri-ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)ialah 611 nm (biasa), manakala Panjang Gelombang Dominan (λd)ialah 605 nm (biasa) pada IF=20mA. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, yang mentakrifkan warna (jingga-kuning dalam kes ini). Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ)sebanyak 17 nm (biasa) menunjukkan ketulenan spektrum atau kelebaran jalur cahaya yang dipancarkan; nilai yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan keadaan operasi dan keperluan kuasa. Parameter utama ialah Voltan Kehadapan per Segmen (VF), iaitu 2.6V (biasa) pada arus kehadapan 20 mA. Nilai ini adalah penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus yang disambung secara bersiri dengan setiap segmen. Arus Songsang per Segmen (IR)ditentukan sebagai maksimum 100 μA pada Voltan Songsang (VR) 5V, menunjukkan ciri kebocoran peranti dalam keadaan mati.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan yang jika dilampaui boleh menyebabkan kerosakan kekal. Ia bukan untuk operasi biasa.

• Penyerakan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini menghadkan kesan gabungan arus kehadapan dan susutan voltan merentasi segmen.
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran (Ta) meningkat melebihi 25°C.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini adalah relevan untuk skim pemanduan berbilang.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau aliran balik.

3. Penerangan Sistem Pengelasan

Dokumen teknikal menyatakan dengan jelas bahawa peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan."Ini menunjukkan kehadiran sistem pengelasan. Dalam pembuatan LED, variasi berlaku. Pengelasan adalah proses mengasingkan LED kepada kumpulan (bin) berdasarkan parameter utama seperti keamatan pencahayaan dan kadangk-kala voltan kehadapan atau panjang gelombang dominan. Dengan membeli produk yang telah dikelaskan, pereka memastikan keseragaman kecerahan yang lebih tinggi merentasi semua paparan yang digunakan dalam satu pemasangan, yang penting untuk kualiti produk. Julat Iv yang dinyatakan dalam dokumen teknikal (320-800 μcd) kemungkinan mewakili sebaran merentasi bin yang berbeza yang tersedia.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk khusus tidak diterangkan secara terperinci dalam teks yang diberikan, dokumen teknikal LED biasa termasuk graf yang penting untuk reka bentuk.

4.1 Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Keluk I-V)

Keluk ini menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan. Voltan kehadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Nilai VF biasa yang diberikan (2.6V @ 20mA) adalah satu titik pada keluk ini. Pereka menggunakan ini untuk memastikan litar pemacu dapat memberikan voltan yang mencukupi, terutamanya pada suhu rendah di mana VF meningkat.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Kehadapan

Graf ini menunjukkan bagaimana kecerahan berkadar dengan arus. Ia secara amnya linear dalam julat yang luas tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi. Ia membantu menentukan arus operasi yang diperlukan untuk mencapai tahap kecerahan yang dikehendaki.

4.3 Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Persekitaran

Output cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Keluk ini adalah penting untuk reka bentuk pengurusan haba. Jika paparan dikendalikan dalam persekitaran suhu tinggi atau dengan penyingkiran haba yang tidak mencukupi, kecerahan akan lebih rendah daripada yang ditentukan pada 25°C.

4.4 Taburan Spektrum

Graf yang menunjukkan keamatan relatif merentasi panjang gelombang akan menggambarkan puncak (611 nm) dan lebar separuh (17 nm), mengesahkan titik warna jingga-kuning.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Peranti ini mempunyai tapak fizikal dan susunan pin yang khusus. Lukisan Dimensi Pakej(dirujuk tetapi tidak ditunjukkan dalam teks) memberikan semua ukuran mekanikal kritikal dalam milimeter, dengan toleransi piawai ±0.25 mm. Lukisan ini adalah penting untuk susun atur PCB, memastikan tapak dan kawasan larangan direka dengan betul.

5.1 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Jadual Sambungan Pindisediakan. Ia adalah peranti 10-pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi anod sepunya dupleks. Pin 5 dan 10 adalah anod sepunya untuk Digit 2 dan Digit 1, masing-masing. Pin lain (1, 3, 4, 6, 7, 8, 9) adalah katod untuk segmen individu (G, A, F, D, E, C, B). Pin 2 dinyatakan sebagai "Tiada Pin," kemungkinan bermaksud ia adalah pemegang tempat mekanikal tanpa sambungan elektrik. Pelabelan segmen (A-G) mengikut konvensyen paparan 7 segmen piawai.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan ialah penarafan Suhu Pateri: maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini adalah penarafan piawai untuk pateri gelombang atau aliran balik. Pematuhan adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba pada cip LED, enkapsulan epoksi, atau ikatan wayar dalaman. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi boleh menyebabkan pengelupasan, perubahan warna, atau kegagalan katastrofik.

Nota Pengendalian Umum:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan, kerana simpang LED sensitif kepada elektrik statik. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu dan kelembapan yang ditentukan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pateri.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian dikenal pasti dengan jelas sebagai LTD-323JF. Konvensyen penamaan ini kemungkinan mengkodkan atribut utama: "LTD" mungkin menandakan jenis paparan, "32" mungkin berkaitan dengan saiz 0.32-inci (menghampiri 0.3-inci), dan "JF" mungkin menunjukkan warna (jingga-kuning) dan pakej. Rujukan dokumen teknikal ialah Spec No.: DS30-2001-410. Untuk pesanan, nombor bahagian yang tepat mesti digunakan. Butiran tentang pembungkusan gegelung, lebar pita, atau orientasi biasanya terdapat pada helaian spesifikasi pembungkusan berasingan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk angka yang padat, terang, dan boleh dipercayai. Kegunaan biasa termasuk:

• Peralatan ujian dan pengukuran (multimeter, pembilang frekuensi).
• Panel kawalan perindustrian dan bacaan instrumen.
• Perkakas pengguna (ketuhar gelombang mikro, peralatan audio).
• Paparan papan pemuka pasaran sekunder automotif.
• Terminal titik jualan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Gunakan sumber arus malar atau sumber voltan dengan perintang pembatas arus bersiri untuk setiap katod segmen. Nilai perintang dikira sebagai R = (Voltan Bekalan - VF) / IF. Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω.
• Pemultipleksan:Struktur anod sepunya adalah ideal untuk pemultipleksan. Dengan mengaktifkan satu anod sepunya (digit) pada satu masa secara berurutan dan memandu katod segmen yang sesuai, berbilang digit boleh dikawal dengan pin I/O yang lebih sedikit. Penarafan arus puncak (60mA) membenarkan arus berdenyut yang lebih tinggi untuk mengimbangi kitar tugas yang dikurangkan, mengekalkan kecerahan yang dilihat.
• Sudut Pandangan:Dokumen teknikal mendakwa "Sudut Pandangan Luas," yang bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi.
• Kontras:Muka hitam memberikan kontras tinggi dalam persekitaran yang terang dan malap.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan LED lain yang tersedia pada masa pelancarannya (2001), sistem bahan AlInGaP yang digunakan dalam LTD-323JF menawarkan kelebihan berbeza berbanding teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide):

• Kecerahan & Kecekapan Lebih Tinggi:LED AlInGaP adalah jauh lebih terang dan cekap daripada LED GaAsP, terutamanya dalam spektrum merah hingga jingga-kuning.
• Kestabilan Suhu Lebih Baik:AlInGaP secara amnya menunjukkan penurunan keamatan pencahayaan yang kurang dengan peningkatan suhu berbanding GaAsP.
• Kebolehpercayaan Unggul:Tuntutan "Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal" disokong oleh sifat cip AlInGaP yang kukuh dan teknologi pembungkusan yang matang.
• Berbanding dengan alternatif kontemporari seperti paparan pendarfluor vakum (VFD), paparan LED ini lebih mudah dipandu, mempunyai jangka hayat yang lebih panjang, dan beroperasi pada voltan yang lebih rendah, tetapi mungkin mempunyai kecerahan yang lebih rendah dalam beberapa keadaan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perintang yang perlu saya gunakan untuk memandu segmen pada 20mA dari bekalan 5V?

J: Menggunakan VF biasa 2.6V, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Gunakan nilai piawai terdekat (contohnya, 120 Ω atau 150 Ω) dan semak arus sebenar.

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

J: Mungkin, tetapi anda mesti menyemak voltan kehadapan. Pada 20mA, VF ialah 2.6V biasa, meninggalkan hanya 0.7V untuk perintang pembatas arus. Ini memerlukan nilai perintang yang sangat kecil (35 Ω), menjadikan arus sensitif kepada variasi dalam VF. Lebih baik beroperasi pada arus yang lebih rendah (contohnya, 5-10mA) atau menggunakan IC pemacu LED khusus dengan penukar boost.

S: Apakah maksud Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan 2:1?

J: Ia bermakna segmen/digit yang paling terang tidak boleh lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada segmen/digit yang paling malap dalam unit paparan yang sama. Ini memastikan keseragaman visual.

S: Bagaimana saya mentafsir penyahkadaratan untuk Arus Kehadapan Berterusan?

J: Arus berterusan maksimum berkurangan sebanyak 0.33 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi 25°C. Pada 85°C (suhu operasi maksimum), penyahkadaratan ialah (85-25)*0.33mA ≈ 19.8 mA. Oleh itu, arus berterusan maksimum yang dibenarkan pada 85°C ialah 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA per segmen.

11. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk bacaan voltmeter 2 digit mudah menggunakan mikropengawal.

1. Reka Bentuk Litar:Sambungkan dua anod sepunya (pin 5 & 10) kepada dua pin I/O mikropengawal berasingan yang dikonfigurasikan sebagai suis terbuka-longkang/sisi rendah. Sambungkan semua tujuh katod segmen (pin 1,3,4,6,7,8,9) kepada tujuh pin I/O lain melalui perintang pembatas arus 120 Ω (untuk sistem 5V).
2. Perisian (Pemultipleksan):Dalam rutin gangguan pemasa (contohnya, pada 100Hz):
   
   a. Matikan kedua-dua pin anod sepunya (tetapkan impedans tinggi atau logik tinggi jika menggunakan transistor PNP).
   
   b. Tetapkan pin katod segmen kepada corak untuk Digit 1.
   
   c. Aktifkan (pandu rendah) anod sepunya untuk Digit 1 (pin 10).
   
   d. Tunggu kelewatan pendek (contohnya, 5ms).
   
   e. Matikan anod Digit 1.
   
   f. Tetapkan pin katod segmen kepada corak untuk Digit 2.
   
   g. Aktifkan anod sepunya untuk Digit 2 (pin 5).
   
   h. Tunggu 5ms.
   
   i. Ulangi. Mata manusia melihat kedua-dua digit sebagai menyala secara berterusan.
3. Pengiraan Arus:Setiap segmen menyala untuk kitar tugas 50% (satu digit pada satu masa). Untuk mencapai arus purata 10mA per segmen, arus berdenyut semasa masa aktifnya harus 20mA. Ini berada dalam had penarafan puncak 60mA.

12. Pengenalan Prinsip

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesensdalam simpang p-n semikonduktor. Bahan aktif ialah AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Apabila voltan kehadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Di sana, mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga-kuning (~605-611 nm). Muka hitam menyerap cahaya ambien untuk meningkatkan kontras, manakala bahan segmen putih membantu menyebarkan dan mengagihkan secara sekata cahaya yang dipancarkan dari cip LED asas.

13. Trend Pembangunan

Walaupun ini adalah produk warisan, memahami konteksnya menyerlahkan trend dalam teknologi paparan. Sejak diperkenalkan, beberapa trend utama telah muncul:

• Peralihan kepada Pakej SMD (Peranti Permukaan Dipasang):Setara moden hampir secara eksklusif adalah jenis SMD, membenarkan pemasangan pick-and-place automatik, tapak yang lebih kecil, dan profil yang lebih rendah berbanding paparan lubang tembus seperti LTD-323JF.
• Ketumpatan Lebih Tinggi & Warna Penuh:Paparan telah beralih ke arah ketumpatan piksel yang lebih tinggi (matriks titik, OLED) dan keupayaan warna penuh (LED RGB), membolehkan grafik dan gamut warna yang lebih luas.
• Kecekapan Dipertingkatkan:Bahan LED dan sistem fosfor yang lebih baru (seperti yang digunakan dalam LED putih) menawarkan keberkesanan pencahayaan (lumen per watt) yang jauh lebih tinggi, mengurangkan penggunaan kuasa untuk kecerahan yang sama.
• Pemandu Bersepadu:Banyak modul paparan moden datang dengan IC pemacu bersepadu (antara muka I2C, SPI), memudahkan antara muka untuk mikropengawal dan mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan.
• Teknologi Alternatif:Untuk paparan angka kecil, kuasa rendah, segmen yang dibuat dengan teknologi OLED (LED Organik) menawarkan profil ultra nipis, kontras yang sangat tinggi, dan sudut pandangan yang luas, walaupun pertimbangan jangka hayat dan kos berbeza-beza.

LTD-323JF mewakili penyelesaian yang boleh dipercayai dan matang untuk aplikasi di mana faktor bentuk khusus, kecerahan, dan antara muka mudahnya adalah mencukupi, terutamanya dalam reka bentuk sensitif kos atau kitaran hayat panjang.