Spesifikasi Teknikal Digit Paparan LED Merah Hiper AlInGaP 0.56 Inci - Ketinggian 14.22mm - Voltan Kehadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen paparan LED berprestasi tinggi dengan ketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm). Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk angka atau alfanumerik yang jelas dan terang dengan kebolehlihatan dan kebolehpercayaan yang sangat baik. Reka bentuk terasnya memberi tumpuan kepada menyampaikan prestasi optik yang unggul melalui bahan semikonduktor termaju.

Paparan ini menggunakan reka bentuk keadaan pepejal, memastikan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap getaran dan kejutan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri, instrumentasi dan elektronik pengguna di mana output visual yang boleh dipercayai adalah kritikal.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama digit paparan ini berasal daripada teknologi bahan dan reka bentuk optiknya. Penggunaan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) yang tidak lut sinar adalah pembeza utama. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dalam bahagian merah hingga ambar spektrum cahaya nampak, yang menyumbang secara langsung kepada kecerahan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik peranti ini.

Gabungan muka kelabu muda dan warna segmen putih dipilih khusus untuk memaksimumkan nisbah kontras. Ini meningkatkan kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan persekitaran, dari persekitaran yang kurang terang hingga bilik yang sangat terang. Sudut pandangan yang luas memastikan maklumat yang dipaparkan kekal boleh dibaca walaupun dilihat dari kedudukan luar paksi, yang sangat penting untuk meter panel, peralatan ujian dan paparan maklumat awam.

Keperluan kuasa rendah adalah satu lagi kelebihan penting, membolehkan integrasi ke dalam sistem berkuasa bateri atau cekap tenaga tanpa menjejaskan kecerahan paparan. Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memberikan konsistensi dan kebolehramalan dalam tahap kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran, yang penting untuk paparan berbilang digit di mana penampilan seragam adalah wajib.

Sasaran pasaran merangkumi pelbagai sektor termasuk automasi industri (untuk bacaan kawalan proses), peralatan ujian dan pengukuran (multimeter, osiloskop), peranti perubatan, papan pemuka automotif (untuk paparan tambahan) dan perkakas pengguna. Kebolehpercayaan dan prestasinya menjadikannya pilihan utama untuk pereka yang memerlukan penyelesaian paparan angka yang tahan lama dan jelas.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan mencapai prestasi yang diingini dalam aplikasi akhir.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai pada suhu persekitaran (Ta) 25°C.Keamatan Bercahaya Purata (Iv)ditentukan dengan minimum 320 µcd, nilai tipikal 700 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan, apabila didorong pada arus kehadapan (IF) 1mA. Parameter ini, diukur menggunakan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, menunjukkan kecerahan yang dirasai. Julat yang luas mencadangkan pengelasan berhati-hati diperlukan untuk aplikasi yang dipadankan keamatan.

ThePanjang Gelombang Dominan (λd)ialah 639 nm, mengklasifikasikan output sebagai warna merah hiper.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)biasanya 650 nm. Perbezaan kecil antara panjang gelombang dominan dan puncak menunjukkan output yang tulen secara spektrum.Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ)ialah 20 nm, yang menerangkan keketatan spektrum cahaya yang dipancarkan; nilai yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.

TheNisbah Padanan Keamatan Bercahaya (Iv-m)ditentukan sebagai 2:1 maksimum apabila segmen didorong pada 10mA. Nisbah ini mentakrifkan variasi yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen berbeza digit yang sama atau antara digit, memastikan keseragaman visual dalam nombor yang dipaparkan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Terma

Parameter elektrik utama ialahVoltan Kehadapan per Segmen (VF), yang mempunyai nilai tipikal 2.6V pada arus pacuan (IF) 20mA. Minimum disenaraikan sebagai 2.1V. Voltan ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan ciri kebocoran diod dalam keadaan mati.

Had terma dan kebolehpercayaan ditakrifkan di bawahPenarafan Maksimum Mutlak.Arus Kehadapan Berterusan per Segmenialah 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.28 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan secara linear apabila suhu persekitaran meningkat melebihi 25°C. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

TheArus Kehadapan Puncak per Segmendinilai untuk 90 mA tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ini membolehkan tempoh pendek pacuan berlebihan untuk pemultipleksan atau mencapai kecerahan puncak yang lebih tinggi.Pelesapan Kuasa per Segmendihadkan kepada 70 mW. Peranti boleh beroperasi dan disimpan dalam julat suhu yang luas dari -35°C hingga +105°C. Suhu pateri tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat pada jarak 1.6mm di bawah satah dudukan semasa pemasangan.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Pembinaan fizikal peranti menentukan tapaknya, keperluan pemasangan dan integrasi keseluruhan ke dalam produk.

3.1 Dimensi Pakej dan Susunan Pin

Peranti ini mematuhi pakej paparan LED dua digit piawai. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan dimensi. Lukisan ini penting untuk pereka susun atur PCB untuk mencipta tapak yang betul, memastikan kesesuaian mekanikal dan pembentukan sendi pateri yang betul.

Skema sambungan pin adalah kritikal untuk antara muka yang betul. Peranti ini mempunyai konfigurasiAnod Sepunya. Terdapat dua pin anod sepunya berasingan: Pin 12 untuk Digit 1 dan Pin 9 untuk Digit 2. Ini membolehkan kawalan bebas atau pemultipleksan dua digit. Katod segmen (A hingga G, dan Titik Perpuluhan) disambungkan secara selari merentasi kedua-dua digit. Contohnya, Pin 11 (Katod A) mengawal segmen 'A' kedua-dua Digit 1 dan Digit 2. Pin 6 dan 8 dicatatkan sebagai "Tiada Sambungan" (N/C). Gambarajah litar dalaman terperinci biasanya menunjukkan struktur anod-sepunya, katod-selari untuk dua digit ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun datasheet menyediakan data jadual, lengkung ciri tipikal menawarkan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai.

Lengkung voltan kehadapan (VF) berbanding arus kehadapan (IF) adalah asas. Ia menunjukkan hubungan tak linear di mana VF meningkat dengan IF. Pereka menggunakannya untuk memilih nilai perintang pembatas arus yang sesuai untuk voltan bekalan tertentu untuk mencapai arus pacuan sasaran (contohnya, 10mA atau 20mA).

Lengkung keamatan bercahaya (Iv) berbanding arus kehadapan (IF) menunjukkan bagaimana kecerahan berskala dengan arus. Ia secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan terma dan kecekapan. Lengkung ini membantu pereka mengimbangi kecerahan dengan penggunaan kuasa dan jangka hayat peranti.

Lengkung keamatan bercahaya berbanding suhu persekitaran adalah penting untuk memahami penyahkadaratan terma. Apabila suhu meningkat, kecekapan cip LED berkurangan, membawa kepada penurunan intensiti output untuk arus pacuan yang sama. Ini mesti diambil kira dalam aplikasi yang tertakluk kepada suhu operasi tinggi untuk memastikan paparan kekal cukup terang.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul semasa proses pemasangan adalah penting untuk mengelakkan kerosakan dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

Penarafan maksimum mutlak untuk pateri dinyatakan dengan jelas: peranti boleh menahan suhu maksimum 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan pakej. Garis panduan ini direka untuk proses pateri gelombang atau pateri aliran balik. Melebihi had masa-suhu ini boleh menyebabkan kegagalan ikatan wayar dalaman, retakan pakej atau degradasi cip LED.

Adalah disyorkan untuk mengikuti garis panduan piawai JEDEC atau IPC untuk kepekaan kelembapan dan prosedur pembakaran jika peranti disimpan dalam persekitaran tidak terkawal sebelum digunakan, walaupun tahap khusus tidak dinyatakan dalam datasheet ini. Menggunakan langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) semasa pengendalian sentiasa dinasihatkan untuk komponen semikonduktor.

6. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

Mengintegrasikan paparan ini memerlukan reka bentuk elektrik dan optik yang teliti.

6.1 Reka Bentuk Litar Pacuan

Untuk paparan anod sepunya, anod biasanya disambungkan kepada bekalan voltan positif melalui perintang pembatas arus atau disalurkan melalui transistor. Katod segmen disambungkan kepada IC pemacu (seperti pemacu paparan khusus atau pin GPIO mikropengawal) yang menyalurkan arus ke tanah untuk menerangi segmen. Nilai perintang pembatas arus (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF - Vdriver_sat) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan kehadapan segmen LED (gunakan nilai tipikal atau maks untuk kebolehpercayaan), Vdriver_sat ialah voltan tepu transistor atau IC pemacu, dan IF ialah arus kehadapan yang dikehendaki.

Untuk pemultipleksan dua digit, anod sepunya (Pin 9 dan 12) dihidupkan secara bergilir pada frekuensi tinggi (biasanya >100Hz). Apabila anod Digit 1 aktif, pemacu katod mempersembahkan corak untuk Digit 1. Kemudian, anod Digit 2 diaktifkan dengan coraknya yang sepadan. Ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dengan ketara tetapi memerlukan pemasaan yang teliti untuk mengelakkan kelipan dan bayangan.

6.2 Integrasi Optik

Muka kelabu muda menyediakan latar belakang neutral dan tidak reflektif yang meningkatkan kontras. Apabila mereka bentuk selongsong produk, pertimbangkan penggunaan tingkap atau penapis. Penapis ketumpatan neutral boleh digunakan untuk mengurangkan kecerahan dalam persekitaran yang sangat gelap, manakala penapis berwarna (contohnya, merah) boleh meningkatkan kontras lebih lanjut dalam keadaan terang. Sudut pandangan yang luas harus dipertimbangkan apabila meletakkan paparan relatif kepada garis penglihatan pengguna yang dijangkakan.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama peranti ini ialah penggunaan teknologiAlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia menghasilkan lebih banyak cahaya (lumen) untuk jumlah kuasa elektrik (watt) yang sama, menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi dan/atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.

Selain itu, LED AlInGaP secara amnya mempunyai kestabilan suhu yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih panjang disebabkan sifat bahan yang lebih baik. Output "merah hiper" (panjang gelombang dominan 639nm) juga merupakan warna merah yang tersendiri dan tepu berbanding warna merah yang sering berwarna oren teknologi lama. Berbanding alternatif kontemporari, gabungan khusus ketinggian digit 0.56 inci, konfigurasi anod sepunya dan pengkategorian keamatan bercahaya yang dijamin adalah ciri penentunya untuk pereka yang memilih paparan.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya"?

J: Ia bermakna LED diuji dan disusun (dikelaskan) berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai. Ini memastikan konsistensi apabila berbilang digit digunakan bersebelahan, menghalang satu digit daripada kelihatan lebih terang atau lebih malap daripada jirannya.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

J: Tidak, tidak secara langsung. Voltan kehadapan tipikal ialah 2.6V, dan pin GPIO mikropengawal tidak boleh membekal atau menyalurkan arus yang mencukupi dengan selamat (biasanya 20-40mA maks per pin, dengan had jumlah untuk cip). Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus luaran dan kemungkinan pemacu transistor atau IC pemacu paparan khusus untuk menyediakan arus dan voltan yang betul.

S: Mengapa terdapat dua pin anod sepunya berasingan untuk dua digit?

J: Ini membolehkan pemultipleksan. Dengan menghidupkan anod untuk Digit 1 dan menetapkan segmennya, kemudian mematikannya dan menghidupkan anod untuk Digit 2 dengan segmennya, dan mengulangi kitaran ini dengan cepat, anda boleh mengawal dua digit menggunakan hanya 7 pin segmen + 2 pin digit = 9 pin, bukannya 7 x 2 = 14 pin jika setiap segmen dikabelkan secara bebas.

S: Apakah tujuan pin "Tiada Sambungan" (N/C)?

J: Ia adalah pin yang hadir secara fizikal pada pakej yang tidak disambungkan secara elektrik kepada litar LED dalaman. Ia sering dimasukkan untuk kestabilan mekanikal pakej semasa proses pencetakan atau untuk mengekalkan jarak dan tapak pin piawai. Ia tidak boleh disambungkan dalam litar.

9. Pengenalan Prinsip Operasi

LED (Diod Pemancar Cahaya) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan kehadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas (elektron dan lubang) ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam diod silikon piawai, tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai haba. Dalam bahan seperti AlInGaP, jurang jalur tenaga adalah sedemikian rupa sehingga sebahagian besar tenaga penggabungan semula ini dibebaskan sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) khusus cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Jurang jalur AlInGaP direka untuk menghasilkan cahaya dalam rantau merah hingga ambar spektrum dengan kecekapan tinggi. Substrat GaAs yang tidak lut sinar membantu memantulkan lebih banyak cahaya yang dijana keluar melalui bahagian atas peranti, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya keseluruhan.

10. Trend Pembangunan

Bidang teknologi paparan sentiasa berkembang. Walaupun digit LED diskret seperti ini kekal penting untuk aplikasi tertentu kerana kesederhanaan, kecerahan dan kebolehpercayaannya, beberapa trend adalah ketara. Terdapat pergerakan umum ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti modul berbilang digit dengan pengawal terbina dalam (antara muka I2C atau SPI) yang memudahkan tugas mikropengawal hos. Pengejaran kecekapan yang lebih tinggi berterusan, berpotensi beralih dari AlInGaP ke sistem bahan yang lebih maju untuk pancaran merah/oren. Selain itu, permintaan untuk gamut warna yang lebih luas dan koordinat kromatisiti khusus dalam aplikasi profesional mungkin mendorong pengelasan yang lebih tepat dan spesifikasi yang lebih ketat pada panjang gelombang dominan dan ketulenan warna. Walau bagaimanapun, kelebihan asas digit LED diskret—kekukuhan, kecerahan tinggi, kos rendah untuk paparan angka mudah dan sudut pandangan yang sangat baik—memastikan relevansinya yang berterusan dalam banyak produk industri dan komersial.