Dokumen Teknikal LTC-5836JG Paparan LED - Ketinggian Digit 0.52 Inci - Hijau AlInGaP - Voltan Kehadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-5836JG ialah modul paparan LED tujuh segmen tiga digit berprestasi tinggi. Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang ditumbuhkan di atas substrat Gallium Arsenida (GaAs), yang direka untuk memancarkan cahaya hijau. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik. Peranti ini mempunyai ketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm), memberikan keterlihatan yang baik. Paparan ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan segmen putih, yang meningkatkan kontras dan memperbaiki kebolehbacaan aksara di bawah pelbagai keadaan pencahayaan. Ia menggunakan konfigurasi anod sepunya, yang merupakan reka bentuk piawai untuk memudahkan litar pemacu dalam paparan berbilang digit.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk keamatan bercahaya yang tinggi, penampilan aksara yang sangat baik dengan pencahayaan segmen yang seragam, dan sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan dari kedudukan yang berbeza. Pembinaan keadaan pepejalnya menawarkan kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang berbanding teknologi paparan lain. Keperluan kuasa yang rendah menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau yang peka tenaga. Produk ini biasanya disasarkan pada instrumentasi industri, elektronik pengguna (seperti jam, pemasa, dan perkakas), peralatan ujian dan pengukuran, dan sebarang aplikasi yang memerlukan paparan angka yang boleh dipercayai, terang, dan mudah dibaca.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Ciri-ciri elektrik dan optik menentukan batas operasi dan prestasi paparan LED. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem yang betul.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Parameter optik utama ialah keamatan bercahaya purata per segmen. Di bawah arus ujian piawai 10 mA, nilai tipikal ialah 577 mikrokandela (µcd), dengan nilai minimum yang ditetapkan 200 µcd. Tahap kecerahan tinggi ini memastikan keterlihatan yang baik. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 571 nanometer (nm), meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak. Lebar separuh garis spektrum (Δλ) ialah 15 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak sempit dan tulen. Panjang gelombang dominan (λd) ialah 572 nm. Padanan keamatan bercahaya antara segmen ditentukan dengan nisbah maksimum 2:1, yang bertujuan untuk memastikan kecerahan seragam merentasi semua segmen digit untuk penampilan yang konsisten.

2.2 Parameter Elektrik

Voltan kehadapan (VF) per segmen ialah parameter kritikal untuk reka bentuk pemacu. Pada arus kehadapan (IF) 20 mA, VF tipikal ialah 2.6 volt, dengan maksimum 2.6V dan minimum 2.1V. Julat voltan ini mesti dipertimbangkan semasa memilih perintang pembatas arus atau mereka bentuk pemacu arus malar. Arus songsang (IR) per segmen adalah sangat rendah, dengan maksimum 100 mikroampere (µA) pada voltan songsang (VR) 5V, menunjukkan ciri diod yang baik.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Penyerakan kuasa berterusan maksimum per segmen ialah 70 mW. Arus kehadapan puncak per segmen ialah 60 mA, tetapi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (frekuensi 1 kHz, kitar tugas 10%) untuk menguruskan penjanaan haba. Arus kehadapan berterusan per segmen dikurangkan daripada 25 mA pada 25°C pada kadar 0.33 mA/°C. Lengkung pengurangan ini adalah penting untuk mereka bentuk sistem yang boleh dipercayai beroperasi pada suhu ambien yang tinggi. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditentukan dari -35°C hingga +85°C, menjadikannya sesuai untuk pelbagai persekitaran.

3. Penjelasan Sistem Binning

Dokumen data menunjukkan bahawa peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini membayangkan proses binning di mana unit disusun berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (mungkin 10 mA). Bin ditakrifkan dengan nilai keamatan minimum dan maksimum. Pereka harus sedar bahawa memesan bahagian ini mungkin menghasilkan paparan dari bin keamatan tertentu, yang menjejaskan konsistensi kecerahan paparan keseluruhan, terutamanya jika berbilang paparan digunakan dalam satu produk. Dokumen data tidak menentukan bin berasingan untuk panjang gelombang atau voltan kehadapan, mencadangkan kawalan yang lebih ketat atau kurang variasi dalam parameter ini untuk barisan produk ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung khusus tidak terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung ciri tipikal untuk peranti sedemikian akan menjadi penting untuk reka bentuk. Ini biasanya termasuk:

• Lengkung IV (Arus vs. Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus kehadapan dan voltan kehadapan, penting untuk menentukan titik operasi dan mereka bentuk litar pemacu.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam cara sub-linear, membantu mengoptimumkan pertukaran antara kecerahan dan penggunaan kuasa/haba.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang kritikal untuk aplikasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang, mengesahkan nilai panjang gelombang puncak dan dominan.

Jurutera mesti merujuk lengkung ini untuk meramal prestasi di bawah keadaan operasi bukan piawai.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini datang dalam pakej paparan LED piawai. Dimensi pakej diberikan dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm. Gambar rajah sambungan pin adalah kritikal untuk susun atur PCB. LTC-5836JG mempunyai 30 pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi anod sepunya untuk setiap satu daripada tiga digit, dengan katod individu untuk setiap segmen (A-G) dan titik perpuluhan (D.P.). Jadual pinout memetakan setiap pin ke fungsinya dengan teliti (contohnya, Pin 3 ialah Anod Sepunya untuk Digit 1, Pin 16 ialah Katod B untuk Digit 3). Tafsiran jadual ini yang betul adalah wajib untuk mengelakkan ralat pendawaian semasa reka bentuk PCB.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Dokumen data menentukan satu keadaan pateri: peranti boleh dikenakan suhu besi pateri 260°C selama 3 saat, dengan hujung besi diletakkan sekurang-kurangnya 1/16 inci (lebih kurang 1.59 mm) di bawah satah dudukan pakej. Ini adalah garis panduan untuk pateri tangan atau pembaikan. Untuk pemasangan moden, profil pateri gelombang atau pateri alir semula akan lebih biasa. Walaupun tidak dinyatakan di sini, profil alir semula bebas plumbum tipikal dengan suhu puncak sekitar 245-260°C mungkin boleh digunakan, tetapi jisim terma pakej mesti dipertimbangkan. Adalah sentiasa disyorkan untuk melaksanakan kelayakan proses. Julat suhu penyimpanan ialah -35°C hingga +85°C, dan peranti harus disimpan dalam pembungkusan sensitif lembapan jika bertujuan untuk pateri alir semula untuk mengelakkan kerosakan "popcorning".

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian ialah LTC-5836JG. Akhiran "JG" kemungkinan menandakan warna hijau dan varian pakej atau prestasi tertentu. Dokumen data tidak memperincikan pembungkusan pukal (contohnya, tiub, dulang, atau gegelung) atau kuantiti per pakej. Untuk pengeluaran, maklumat ini mesti diperoleh daripada pembekal atau pengedar. Label pada pembungkusan biasanya akan termasuk nombor bahagian, kod lot, dan mungkin maklumat bin keamatan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk sebarang peranti yang memerlukan bacaan angka berbilang digit yang jelas. Aplikasi biasa termasuk multimeter digital, pembilang frekuensi, penunjuk kawalan proses, penimbang, peranti perubatan, paparan papan pemuka automotif (untuk maklumat tidak kritikal), pemasa industri, dan perkakas pengguna seperti ketuhar atau ketuhar gelombang mikro.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Gunakan pemacu arus malar atau perintang pembatas arus untuk setiap katod segmen. Anod sepunya untuk setiap digit harus ditukar (contohnya, oleh transistor) untuk membolehkan multipleks, yang mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan daripada pengawal mikro.
• Pengiraan Arus:Berdasarkan kecerahan yang dikehendaki dan lengkung IV, kira nilai perintang siri yang sesuai menggunakan formula: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan kehadapan (gunakan 2.6V untuk margin reka bentuk), dan IF ialah arus kehadapan yang dikehendaki (tidak melebihi 25 mA berterusan).
• Multipleks:Apabila multipleks berbilang digit, pastikan kadar segar semula cukup tinggi (biasanya >60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan. Arus puncak per segmen semasa masa hidup multipleks tidak boleh melebihi penarafan maksimum mutlak.
• Pengurusan Haba:Pastikan pengudaraan yang mencukupi jika beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu ambien yang tinggi. Pertimbangkan lengkung pengurangan arus kehadapan.
• Perlindungan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Laksanakan prosedur pengendalian ESD yang betul semasa pemasangan.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti LED merah Gallium Arsenida Fosfida (GaAsP), teknologi AlInGaP dalam LTC-5836JG menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan paparan yang lebih terang untuk arus yang sama, atau kecerahan yang serupa pada kuasa yang lebih rendah. Warna hijau sering dianggap lebih selesa untuk pandangan lanjutan berbanding merah. Berbanding paparan matriks titik atau OLED grafik, paparan tujuh segmen ini lebih mudah, lebih kos efektif untuk aplikasi berangka sahaja, dan biasanya menawarkan kecerahan yang lebih tinggi dan jangka hayat yang lebih panjang, walaupun ia tidak mempunyai keupayaan abjad angka atau grafik.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan konfigurasi "anod sepunya"?

J: Dalam paparan anod sepunya, semua anod LED dalam satu digit disambungkan bersama ke satu pin. Ini membolehkan pengawal mikro mengawal digit mana yang aktif dengan membekalkan voltan (melalui suis) ke anod sepunya ini, manakala katod segmen individu dikawal untuk menghidupkan atau mematikan segmen tertentu. Ini amat mengurangkan bilangan pin pengawal mikro yang diperlukan.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan bekalan 5V?

J: Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap segmen. Sebagai contoh, untuk mencapai arus kehadapan 20 mA dengan VF 2.6V dan Vcc 5V, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Perintang piawai 120Ω akan sesuai.

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

J: Ia bermakna paparan diuji dan disusun ke dalam kumpulan (bin) berdasarkan kecerahan mereka. Jika konsistensi kecerahan mutlak adalah kritikal merentasi semua unit produk anda, anda harus menentukan dan membeli peranti dari bin keamatan yang sama daripada pembekal anda.

S: Bagaimanakah saya multipleks tiga digit tersebut?

J: Anda akan menyambungkan semua katod segmen yang sepadan bersama (contohnya, semua katod segmen "A" dari Digit 1, 2, dan 3 ke satu pin pengawal mikro melalui pemacu). Anda kemudian secara berurutan mendayakan (memberi kuasa kepada) anod sepunya Digit 1, kemudian Digit 2, kemudian Digit 3, sambil mengeluarkan corak segmen yang betul untuk setiap digit. Kitaran ini berulang dengan cepat.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Pemasa Digital dengan Pengawal Mikro.Seorang pereka mencipta pemasa undur. Mereka menggunakan LTC-5836JG untuk memaparkan minit dan saat (MM:SS). Mereka menyambungkan 7 talian segmen (A-G) dan talian kolon/titik perpuluhan ke pin output pengawal mikro melalui perintang pembatas arus (dikira untuk 15 mA per segmen untuk keseimbangan kecerahan dan kuasa). Tiga pin anod sepunya (satu untuk setiap digit minit dan dua untuk saat) disambungkan ke pengawal mikro melalui transistor NPN yang bertindak sebagai suis sisi rendah. Perisian tegar pengawal mikro menjalankan gangguan pemasa pada 1 kHz. Dalam rutin perkhidmatan gangguan, ia mematikan semua transistor digit, mengemas kini corak segmen untuk digit seterusnya yang akan dipaparkan, menghidupkan transistor digit yang sepadan, dan kemudian beralih ke digit seterusnya. Skema multipleks ini menggunakan hanya 7+3=10 pin I/O pengawal mikro untuk mengawal paparan 3 digit, menunjukkan penggunaan sumber yang cekap.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTC-5836JG adalah berdasarkan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Ini adalah semikonduktor sebatian III-V jurang jalur langsung. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Pembawa cas ini bergabung semula, melepaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus Al, In, Ga, dan P dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk pancaran hijau, jurang jalur direka kira-kira 2.2 hingga 2.3 elektron volt (eV). Penggunaan substrat GaAs menyediakan templat kristal yang sesuai untuk menumbuhkan lapisan epitaksial AlInGaP. Muka kelabu dan segmen putih adalah sebahagian daripada pakej plastik, yang bertindak sebagai penyebar dan kanta untuk membentuk output cahaya dari cip LED kecil menjadi segmen yang seragam dan boleh dikenali.

13. Trend Pembangunan Teknologi

Trend dalam teknologi paparan LED adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi, integrasi yang lebih besar, dan faktor bentuk yang lebih serba boleh. Walaupun paparan tujuh segmen diskret seperti LTC-5836JG kekal relevan untuk aplikasi berangka sahaja yang sensitif kos, beberapa trend adalah ketara. Pertama, peralihan ke arah bahan yang lebih cekap seperti Gallium Nitrida (GaN) untuk biru/hijau/putih dan penyempurnaan berterusan AlInGaP untuk merah/oren/kuning/hijau. Kedua, integrasi pemacu IC terus ke dalam modul paparan ("paparan pintar") untuk memudahkan reka bentuk sistem. Ketiga, pertumbuhan pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) berbanding jenis lubang tembus untuk pemasangan automatik. Akhirnya, tekanan kompetitif daripada teknologi alternatif seperti LED Organik (OLED) dan Paparan Hablur Cecair (LCD), yang menawarkan keupayaan grafik penuh dalam pakej nipis, walaupun selalunya pada titik harga, kecerahan, dan jangka hayat yang berbeza. Paparan tujuh segmen AlInGaP menduduki niche yang stabil di mana kesederhanaan, ketahanan, kecerahan tinggi, dan kos rendah adalah kelebihan muktamad.