Lembaran Data Paparan LED 7-Segmen LTS-3361JG - Ketinggian Digit 0.3 Inci (7.62mm) - Voltan Kehadapan 2.6V - Hijau (572nm) - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3361JG ialah modul paparan alfanumerik satu digit, 7-segmen yang menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Fungsi utama peranti ini adalah untuk memberikan output angka dan alfanumerik terhad yang sangat mudah dibaca dalam peralatan elektronik. Aplikasi terasnya terletak pada instrumentasi, elektronik pengguna, panel kawalan industri, dan mana-mana peranti yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang.

Peranti ini dicirikan oleh ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm), yang menawarkan keseimbangan yang sangat baik antara saiz paparan dan kekompakan. Ia mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, gabungan yang direka untuk memberikan kontras tinggi bagi kebolehbacaan optimum di bawah pelbagai keadaan pencahayaan. Penggunaan bahan AlInGaP yang ditanam pada substrat GaAs tidak lut sinar adalah kunci kepada prestasinya, membolehkan kecerahan dan kecekapan tinggi dalam spektrum panjang gelombang hijau.

1.1 Kelebihan Teras & Pasaran Sasaran

LTS-3361JG menawarkan beberapa kelebihan tersendiri yang menentukan kedudukannya dalam pasaran:

• Kecerahan & Kontras Tinggi:Cip AlInGaP menghasilkan keamatan bercahaya antara 200 hingga 800 µcd pada arus pacuan rendah 1mA, memastikan keterlihatan walaupun dalam persekitaran yang terang.
• Penggunaan Kuasa Rendah:Direka untuk kecekapan, ia memerlukan kuasa minimum, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sensitif kuasa.
• Penampilan & Keseragaman Aksara yang Cemerlang:Segmen adalah berterusan dan seragam, memberikan digit yang bersih dan kelihatan profesional tanpa jurang atau ketidakteraturan.
• Sudut Pandangan Luas:Reka bentuk optik membolehkan kebolehbacaan yang jelas dari pelbagai sudut, meningkatkan pengalaman pengguna.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:Sebagai peranti berasaskan LED, ia menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan kejutan, dan kebolehpercayaan yang lebih baik daripada teknologi lama seperti paparan berasaskan filamen.
• Keamatan Bercahaya Berkategori:Peranti dikategorikan untuk keamatan, membolehkan pereka memilih bahagian untuk kecerahan yang konsisten merentasi pelbagai unit dalam produk.

Pasaran sasaran termasuk pereka peralatan ujian dan pengukuran, papan pemuka automotif (paparan sekunder), perkakas rumah, peranti perubatan, dan sistem kawalan industri di mana paparan angka yang boleh dipercayai, jelas dan cekap diperlukan.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci mengenai parameter teknikal utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri Fotometrik & Optik

Parameter ini menentukan output cahaya dan sifat warna paparan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 200 µcd (Min) hingga 800 µcd (Tip) pada arus kehadapan (I_F) 1mA. Ini adalah kecerahan yang dirasakan seperti yang diukur oleh sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (lengkung CIE). Julat yang luas menunjukkan proses pengkategorian; pereka mesti mengambil kira variasi ini atau menentukan kategori yang lebih ketat untuk penampilan seragam.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):572 nm. Ini adalah warna cahaya yang dirasakan, meletakkannya dalam kawasan hijau spektrum. Ia adalah parameter utama untuk aplikasi khusus warna.
• Panjang Gelombang Puncak Pancaran (λ_p):571 nm (Tip). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum, sangat hampir dengan panjang gelombang dominan, menunjukkan output hijau spektrum tulen.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (Tip). Ini mengukur lebar jalur spektrum. Nilai 15 nm adalah agak sempit, mengesahkan ketulenan warna yang baik untuk LED hijau.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (Maks). Ini adalah nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti. Nisbah 2:1 atau kurang memastikan keseragaman yang boleh diterima merentasi digit.

2.2 Ciri Elektrik

Parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar dan pengurusan kuasa.

• Voltan Kehadapan per Segmen (V_F):2.6V (Maks) pada I_F=20mA. Nilai tipikal adalah sekitar 2.05V. Kejatuhan voltan ini mesti dipertimbangkan semasa mereka bentuk litar pembatas arus. Litar pemacu mesti membekalkan sekurang-kurangnya 2.6V untuk memastikan pencahayaan segmen yang betul pada arus dinilai.
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen (I_F):25 mA (Maks) pada 25°C. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan kepada satu segmen tanpa risiko kerosakan.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:60 mA (Maks) di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini membolehkan skim pemultipleksan atau pacuan berlebihan ringkas untuk kecerahan yang dirasakan lebih tinggi.
• Penurunan Arus:Arus berterusan maksimum mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.33 mA/°C untuk suhu ambien (T_a) melebihi 25°C. Ini adalah pertimbangan pengurusan haba yang penting.
• Voltan Songsang per Segmen (V_R):5V (Maks). Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh merosakkan simpang LED secara kekal.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 µA (Maks) pada V_R=5V. Ini adalah arus bocor apabila LED dipincang songsang.
• Pelesapan Kuasa per Segmen (P_D):70 mW (Maks). Dikira sebagai V_F* I_F, had ini mengawal beban haba setiap segmen.

2.3 Penarafan Terma & Persekitaran

• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Peranti ini sesuai untuk persekitaran industri dan komersial lanjutan.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Menahan maksimum 260°C sehingga 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Ini serasi dengan profil pateri alir semula bebas plumbum standard.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menunjukkan peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini membayangkan proses pengkategorian.

• Pengkategorian Keamatan Bercahaya:Julat I_V yang luas (200-800 µcd) mencadangkan LED disusun ke dalam kategori keamatan yang berbeza selepas pengeluaran. Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan konsisten merentasi pelbagai paparan (cth., panel berbilang digit), menentukan bahagian dari kategori keamatan yang sama adalah penting.
• Pengkategorian Voltan Kehadapan:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai dikategorikan, julat yang diberikan (2.05V Tip, 2.6V Maks) menunjukkan variasi semula jadi. Dalam aplikasi ketepatan atau tatasusunan besar, pencocokan voltan juga mungkin menjadi pertimbangan untuk pengagihan arus seragam.
• Pengkategorian Panjang Gelombang:Panjang gelombang dominan dinyatakan sebagai satu nilai tipikal (572 nm). Untuk produk ini, pengkategorian panjang gelombang kemungkinan sangat ketat atau bukan kriteria penyusunan utama, kerana satu warna hijau ditentukan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung standard untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Lengkung I-V):Lengkung bukan linear ini menunjukkan hubungan antara voltan yang digunakan dan arus yang terhasil. Voltan "lutut" adalah sekitar 2.0V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan kecil, memerlukan pacuan arus malar untuk kecerahan stabil.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-L):Lengkung ini umumnya linear dalam julat yang luas. Keamatan bercahaya adalah berkadar hampir dengan arus kehadapan, membolehkan kecerahan dikawal melalui PWM (Modulasi Lebar Denyut) atau pelarasan arus analog.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Untuk LED AlInGaP, output cahaya biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Spesifikasi penurunan untuk arus kehadapan berkaitan secara langsung dengan menguruskan kesan haba ini untuk mengekalkan kecerahan dan jangka hayat.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak berhampiran 571-572 nm dengan separuh lebar 15 nm yang dinyatakan.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Pakej ini adalah garis besar paparan LED 7-segmen satu digit standard. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Dimensi utama termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, dan kedalaman pakej, ketinggian digit (7.62mm), dan jarak antara segmen. Tapak kaki yang tepat adalah kritikal untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak).

5.2 Pinout & Pengenalpastian Polarity

LTS-3361JG ialah perantiKatod Sepunya. Ini bermakna semua katod segmen LED disambungkan secara dalaman kepada pin sepunya (Pin 1 dan Pin 6), manakala setiap anod segmen mempunyai pin tersendiri. Untuk menerangi segmen, pin anod sepadannya mesti didorong TINGGI (voltan positif melalui perintang pembatas arus), dan pin katod sepunya mesti disambungkan ke BUMI (RENDAH).

Sambungan Pin:

1. Katod Sepunya

2. Anod F (Segmen atas-kanan)

3. Anod G (Segmen tengah)

4. Anod E (Segmen bawah-kanan)

5. Anod D (Segmen bawah)

6. Katod Sepunya

7. Anod DP (Titik Perpuluhan)

8. Anod C (Segmen bawah-kiri)

9. Anod B (Segmen atas-kiri)

10. Anod A (Segmen atas)

Nota: Pin 1 dan 6 kedua-duanya adalah katod sepunya dan harus disambungkan bersama pada PCB untuk memastikan pengagihan arus yang sekata.

5.3 Gambarajah Litar Dalaman

Gambarajah dalaman menunjukkan sepuluh pin yang disambungkan kepada lapan elemen LED (segmen A-G tambah DP). Dua pin katod sepunya (1 & 6) diikat bersama secara dalaman. Konfigurasi ini adalah standard untuk paparan satu digit, katod sepunya.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

• Pateri Alir Semula:Serasi dengan proses alir semula SMT standard. Suhu pateri maksimum dinilai ialah 260°C selama 3 saat. Profil bebas plumbum standard dengan suhu puncak antara 245-250°C adalah disyorkan untuk kekal dalam had ini.
• Pateri Tangan:Jika pateri manual diperlukan, gunakan besi terkawal suhu ditetapkan maksimum 350°C dan hadkan masa sentuhan kurang daripada 3 saat per pin untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.
• Pembersihan:Gunakan hanya agen pembersih yang serasi dengan epoksi LED dan bahan plastik. Elakkan pembersihan ultrasonik melainkan disahkan selamat untuk pakej tertentu.
• Langkah Berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik):Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit, LED umumnya sensitif kepada ESD. Urus dengan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai (stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan).
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditentukan (-35°C hingga +85°C).

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan yang paling biasa ialahpemultipleksan. Untuk paparan berbilang digit, pengawal mikro mengaktifkan katod sepunya setiap digit secara berurutan sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit tersebut pada talian anod sepunya. Ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dengan ketara. Pemacu arus malar IC atau tatasusunan transistor sering digunakan untuk membekalkan arus yang mencukupi untuk segmen.

Pengiraan Perintang Pembatas Arus:Penting untuk pacuan langsung. Formula: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Contoh: Untuk bekalan 5V, V_F=2.2V, dan I_F=10mA: R = (5 - 2.2) / 0.01 = 280 Ω. Gunakan nilai standard terdekat (cth., 270 Ω atau 330 Ω). Satu perintang diperlukan per anod segmen jika memacu secara langsung.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Kawalan Kecerahan:Gunakan PWM pada pemacu katod atau anod untuk meredupkan paparan. Ini lebih berkesan dan cekap daripada mengubah arus DC.
• Sudut Pandangan:Letakkan paparan dengan mempertimbangkan sudut pandangannya yang luas untuk memastikan keterlihatan optimum untuk pengguna akhir.
• Pengurusan Haba:Patuhi garis panduan penurunan arus untuk aplikasi suhu ambien tinggi. Pastikan kawasan kuprum PCB atau pengudaraan yang mencukupi jika memacu pada atau berhampiran arus maksimum.
• Penyahgandingan:Letakkan kapasitor seramik kecil (cth., 100nF) berhampiran pin kuasa paparan untuk menindas bunyi bising, terutamanya dalam reka bentuk berbilang.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama sepertiLED Merah GaAsP, LTS-3361JG berasaskan AlInGaP menawarkan kecerahan dan kecekapan yang jauh lebih tinggi untuk arus tertentu. Berbanding dengan beberapaLED putih atau biru dengan fosfor moden, ia memberikan warna hijau tulen dan tepu tanpa kerumitan dan kehilangan kecekapan penukaran fosfor.

Pembezaan utamanya terletak pada gabungan khususnya:ketinggian digit 0.3 inci, konfigurasi katod sepunya, pancaran AlInGaP hijau tulen, dan kategori keintensitan yang dicirikan. Produk pesaing mungkin menggunakan teknologi cip yang berbeza (cth., InGaN untuk biru/hijau), mempunyai warna pakej yang berbeza (cth., muka hitam), atau anod sepunya.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin pengawal mikro 3.3V?

A: Mungkin, tetapi dengan berhati-hati. V_F tipikal ialah 2.05V, dan voltan tinggi output pin GPIO (V_OH) mungkin serendah 2.64V pada bekalan 3.3V. Ruang kepala voltan (3.3V - 2.6V = 0.7V) adalah minimum untuk perintang pembatas arus. Lebih selamat menggunakan transistor atau pemacu IC untuk antara muka pengawal mikro.

Q2: Mengapa terdapat dua pin katod sepunya (1 dan 6)?

A: Ini adalah untuk simetri mekanikal dan pengagihan arus yang lebih baik. Menyambungkan kedua-dua pin ke bumi pada PCB anda membantu mengimbangi beban arus, berpotensi meningkatkan keseragaman kecerahan segmen dan kebolehpercayaan jangka panjang.

Q3: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak Pancaran dan Panjang Gelombang Dominan?

A: Panjang Gelombang Puncak Pancaran (λ_p) ialah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia yang sepadan dengan warna sumber cahaya. Untuk sumber monokromatik seperti LED hijau ini, mereka sangat hampir.

Q4: Bagaimanakah saya mencapai kecerahan konsisten dalam reka bentuk berbilang digit?

A: 1) Gunakan litar pemacu arus malar. 2) Laksanakan penentukuran perisian atau pelarasan PWM per digit jika perlu. 3) Yang paling penting, tentukan dan gunakan LED dari kategori keintensitan bercahaya yang sama daripada pembekal anda.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario: Mereka bentuk paparan voltmeter 4 digit mudah.

1. Pemilihan Komponen:Empat paparan LTS-3361JG dipilih untuk kebolehbacaan dan warna hijaunya, yang sering dikaitkan dengan status "hidup" atau "normal".
2. Skim Pacuan:Skim pemultipleksan dipilih. Pengawal mikro dengan 12 pin I/O (8 untuk anod segmen A-G, DP, dan 4 untuk katod digit) boleh memacu keseluruhan paparan.
3. Reka Bentuk Litar:Talian anod segmen disambungkan secara selari merentasi keempat-empat digit. Pin katod sepunya setiap digit (1 & 6) disambungkan bersama dan kemudian ke sink transistor NPN. Pengawal mikro menghidupkan satu transistor (digit) pada satu masa sambil mengeluarkan kod 7-segmen yang sepadan pada talian anod. Kadar segar semula ditetapkan di atas 60 Hz untuk mengelakkan kelipan.
4. Pengiraan Arus:Untuk paparan berbilang, arus serta-merta per segmen boleh lebih tinggi untuk mencapai kecerahan purata yang sama. Jika kitar tugas ialah 1/4 (4 digit), untuk mendapatkan purata I_{F_purata} 5mA, arus serta-merta semasa masa aktifnya sepatutnya I_{F_serta-merta}= I_{F_purata}/ Kitar Tugas = 5mA / 0.25 = 20mA. Ini berada dalam penarafan berterusan tetapi mesti diperiksa terhadap penarafan puncak untuk frekuensi pemultipleksan yang dipilih.
5. Susun Atur PCB:Paparan diletakkan dengan jarak tepat mengikut lukisan dimensi. Jejak untuk sambungan katod sepunya dibuat lebih lebar untuk mengendalikan arus segmen terkumpul apabila digit diterangi sepenuhnya (cth., nombor '8').

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTS-3361JG adalah berdasarkan bahan semikonduktorAlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Ini adalah semikonduktor sebatian III-V di mana atom aluminium, indium, galium, dan fosforus disusun dalam kekisi kristal. Apabila dipincang ke hadapan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif simpang PN, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Nisbah spesifik Al, In, Ga, dan P dalam kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk pancaran hijau sekitar 572 nm, komposisi tepat diperlukan.

Cip-cip ini difabrikasi padasubstrat GaAs (Gallium Arsenida) tidak lut sinar. Substrat ini menyerap sebahagian cahaya yang dihasilkan, tetapi sistem bahan AlInGaP itu sendiri sangat cekap. Cahaya dipancarkan dari permukaan atas cip. Muka kelabu dan penyebar segmen putih pakej membantu meningkatkan kontras dengan menyerap cahaya ambien dan menyebarkan cahaya hijau yang dipancarkan dari cip dengan cekap, masing-masing.

12. Trend Teknologi

Walaupun produk khusus ini menggunakan teknologi AlInGaP yang matang dan boleh dipercayai, trend pasaran paparan LED yang lebih luas termasuk:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan kecekapan pengekstrakan cahaya (LEE) semua warna LED, mengurangkan penggunaan kuasa untuk kecerahan yang sama.
• Pengecilan:Terdapat trend ke arah pic piksel yang lebih kecil dan paparan ketumpatan lebih tinggi, walaupun untuk peranti 7-segmen berdiri sendiri, saiz 0.3 inci kekal sebagai standard popular untuk kebolehbacaan.
• Integrasi:Lebih banyak paparan mengintegrasikan pemacu IC terus ke dalam pakej modul, memudahkan litar luaran untuk pereka.
• Teknologi Alternatif:Untuk aplikasi warna penuh atau resolusi tinggi, teknologi seperti MicroLED dan OLED maju sedang berkembang. Walau bagaimanapun, untuk paparan angka satu digit yang mudah, teguh, terang dan kos rendah, LED berasaskan AlInGaP dan InGaN kekal dominan kerana kebolehpercayaan, jangka hayat, dan kesederhanaan mereka.

LTS-3361JG mewakili penyelesaian yang dioptimumkan dengan baik dalam niche-nya, mengimbangi prestasi, kos, dan kebolehpercayaan berdasarkan fizik semikonduktor dan teknik pembungkusan yang mantap.