Spesifikasi Teknikal Paparan LED 7-Segmen 0.56 Inci - Ketinggian Digit 14.22mm - Voltan Kehadapan 2.6V - AlInGaP Kuning Jingga - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-5703AJF ialah modul paparan LED 7-segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan keterlihatan tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk menukar isyarat elektrik kepada aksara angka yang boleh dilihat. Teknologi teras menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang didepositkan pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) untuk menghasilkan cahaya dalam spektrum kuning-jingga. Sistem bahan ini dipilih kerana kecekapannya yang tinggi dan kecerahan yang sangat baik dalam julat warna ambar/jingga berbanding teknologi lama seperti Gallium Fosfida (GaP) standard. Peranti ini mempunyai muka kelabu muda dan segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

Paparan ini dikategorikan sebagai jenis katod sepunya, bermakna semua katod (terminal negatif) bagi setiap segmen LED disambungkan secara dalaman kepada pin sepunya. Konfigurasi ini biasa dalam paparan digital dan memudahkan reka bentuk litar apabila menggunakan mikropengawal atau IC pemacu yang menyerap arus. Pasaran sasaran untuk komponen ini termasuk panel kawalan perindustrian, peralatan ujian dan pengukuran, perkakas pengguna, papan pemuka automotif (untuk penunjuk bukan kritikal), dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan paparan angka yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik ditakrifkan oleh beberapa parameter utama yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C).Keamatan Pencahayaan Purata (Iv)ditentukan dengan minimum 800 μcd, tipikal 1667 μcd, dan tiada had maksimum dinyatakan, apabila didorong pada arus kehadapan (IF) 1mA. Parameter ini menunjukkan kecerahan segmen yang menyala seperti yang dilihat. Keamatan pencahayaan diukur menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata manusia fotopik (disesuaikan cahaya siang) seperti yang ditakrifkan oleh CIE (Commission Internationale de l'Éclaiage).

Ciri-ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)biasanya 611 nanometer (nm) pada IF=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik adalah maksimum.Panjang Gelombang Dominan (λd)biasanya 605 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dipancarkan seperti yang dilihat dan lebih relevan untuk spesifikasi warna.Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)biasanya 17 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak; separuh lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik (tulen).

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik utama ialahVoltan Kehadapan per Segmen (VF), yang mempunyai nilai tipikal 2.6V dan maksimum 2.6V pada arus kehadapan 20mA. Ini adalah susut voltan merentasi segmen LED apabila ia mengkonduksi. Nilai minimum disenaraikan sebagai 2.05V.Arus Songsang per Segmen (IR)ditentukan dengan maksimum 100 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan ciri kebocoran peranti dalam keadaan mati.

Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaanditentukan sebagai 2:1 maksimum untuk segmen dalam kawasan cahaya yang serupa. Ini bermakna kecerahan satu segmen tidak boleh lebih daripada dua kali kecerahan segmen lain di bawah keadaan pemacu yang sama, memastikan rupa digit yang seragam.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.Arus Kehadapan Berterusan per Segmendinilai pada 25 mA maksimum. Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C ditentukan di atas suhu ambien (Ta) 25°C. Ini adalah penting untuk pengurusan terma; apabila suhu ambien meningkat, arus maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan secara linear untuk mengelakkan kepanasan berlebihan. Sebagai contoh, pada 85°C, arus maksimum akan menjadi 25 mA - (0.33 mA/°C * (85-25)°C) = 5.2 mA.

TheArus Kehadapan Puncak per Segmenialah 60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini membolehkan skim pemultipleksan atau pemanduan lampau ringkas untuk meningkatkan kecerahan.Pelesapan Kuasa per Segmenialah 70 mW.Voltan Songsang per Segmentidak boleh melebihi 5V. Julat suhu operasi dan penyimpanan ialah -35°C hingga +105°C. Penarafan suhu pateri adalah untuk pateri gelombang atau aliran semula: 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan pakej.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Spesifikasi menunjukkan peranti iniDikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan. Ini membayangkan sistem pengkategorian digunakan. Pengkategorian adalah amalan industri piawai di mana LED yang dihasilkan disusun (dikategorikan) berdasarkan parameter utama seperti keamatan pencahayaan, voltan kehadapan, dan panjang gelombang dominan selepas pengeluaran. Ini memastikan konsistensi dalam satu kelompok pengeluaran atau pesanan tunggal. Walaupun kod kategori khusus tidak disediakan dalam petikan ini, pereka harus sedar bahawa kategori tipikal akan mengumpulkan peranti dengan Iv yang serupa (contohnya, 800-1200 μcd, 1200-1667 μcd) dan mungkin julat VF yang serupa. Untuk aplikasi kritikal yang memerlukan keseragaman warna atau kecerahan merentasi pelbagai paparan, menetapkan kategori yang ketat atau meminta peranti dari kategori yang sama adalah penting.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang disediakan, lengkung ciri tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Lengkung Arus Kehadapan (IF) vs. Voltan Kehadapan (VF):Ini menunjukkan hubungan eksponen. Lengkung akan mempunyai voltan lutut sekitar 1.8-2.0V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan yang kecil. VF tipikal 2.6V dibaca dari lengkung ini pada IF=20mA.
• Lengkung Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Arus Kehadapan (IF):Lengkung ini secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin menunjukkan tepuan atau kecekapan berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan terma.
• Lengkung Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Suhu Ambien (Ta):Ini menunjukkan bagaimana kecerahan berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat. LED AlInGaP biasanya mempunyai pekali suhu negatif untuk keluaran cahaya.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak sekitar 611 nm dan separuh lebar lebih kurang 17 nm, mengesahkan pancaran kuning-jingga.

Lengkung-lengkung ini adalah penting untuk pereka memahami tingkah laku tak linear LED, merancang pengurusan terma, dan mereka bentuk litar had arus yang sesuai.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Peranti ini mempunyaiketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan (tidak diperincikan sepenuhnya di sini) dengan semua dimensi dalam milimeter. Toleransi utama diperhatikan: toleransi dimensi umum adalah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya, dan toleransi anjakan hujung pin adalah ±0.4 mm. Toleransi anjakan ini mengambil kira ketidakselarasan kecil kaki yang keluar dari badan pakej plastik, yang penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan peralatan pemasukan automatik.

Thegambar rajah sambungan pinditakrifkan dengan jelas dengan 10 pin dalam konfigurasi pakej dua dalam baris (DIP). Susunan pin adalah: 1(E), 2(D), 3(Katod Sepunya), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(Katod Sepunya), 9(F), 10(G). Kehadiran dua pin katod sepunya (3 dan 8) membantu dalam mengagihkan arus dan mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin, yang baik untuk kebolehpercayaan. Anod titik perpuluhan (DP) berada pada pin 5. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan setiap segmen (A-G, DP) sebagai LED individu dengan anodnya disambungkan ke pin masing-masing dan semua katod diikat bersama ke pin katod sepunya.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak menentukan profil pateri: suhu badan komponen tidak boleh melebihi penarafan maksimum semasa pemasangan. Secara khusus, ia menyatakan suhu pateri harus 260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (1.6mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah rujukan piawai untuk pateri gelombang. Untuk pateri aliran semula, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak 260°C adalah sesuai, memastikan masa di atas likuidus (TAL) dan tempoh suhu puncak pada kaki komponen dikawal untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik atau ikatan wayar dalaman.

Keadaan penyimpananharus mematuhi julat suhu penyimpanan yang ditentukan iaitu -35°C hingga +105°C. Adalah dinasihatkan untuk menyimpan komponen dalam persekitaran kering, anti-statik untuk mengelakkan penyerapan lembapan (yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa aliran semula) dan kerosakan nyahcas elektrostatik, walaupun risiko untuk LED adalah lebih rendah daripada beberapa IC.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Nombor bahagian ialah LTS-5703AJF. Akhiran "AJF" berkemungkinan mengekod atribut khusus seperti warna (Kuning Jingga), jenis pakej, dan mungkin kategori kecerahan. Semakan spesifikasi ditunjukkan, dan dokumen ditandakan sebagai hak milik pengeluar. Pembungkusan piawai untuk komponen lubang tembus sedemikian biasanya dalam tiub anti-statik atau pita amunisi pada gegelung untuk pemasangan automatik. Kuantiti tepat setiap tiub/gegelung dan bahan pembungkusan tidak dinyatakan dalam petikan ini tetapi akan tersedia dalam spesifikasi pembungkusan berasingan.

8. Cadangan Aplikasi

Litar Aplikasi Tipikal:Sebagai paparan katod sepunya, ia biasanya didorong oleh mikropengawal atau IC pemacu paparan khusus (seperti daftar anjakan 74HC595 dengan perintang had arus atau MAX7219). Setiap anod segmen memerlukan perintang had arus. Nilai perintang boleh dikira menggunakan R = (Vcc - VF) / IF. Untuk bekalan 5V (Vcc), VF=2.6V, dan IF=20mA, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ohm. Nilai yang sedikit lebih tinggi (contohnya, 150-220 Ohm) sering digunakan untuk meningkatkan jangka hayat dan mengurangkan penggunaan kuasa sambil mengekalkan kecerahan yang baik.

Pertimbangan Reka Bentuk:

• Pemanduan Arus:Jangan melebihi arus berterusan maksimum mutlak 25 mA per segmen. Gunakan faktor penyahkadaratan untuk persekitaran suhu tinggi.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, pemultipleksan adalah biasa. Penarafan arus puncak (60 mA pada kitar tugas 1/10) membolehkan arus seketika yang lebih tinggi semasa masa hidup pemultipleksan untuk mencapai kecerahan yang lebih tinggi seperti yang dilihat. Pastikan arus purata dari masa ke masa tidak melebihi penarafan berterusan.
• Sudut Pandangan:Spesifikasi menyebut sudut pandangan yang luas, yang merupakan ciri paparan LED dengan kanta resap. Pertimbangkan kedudukan pandangan yang dimaksudkan apabila memasang paparan.
• Susun Atur PCB:Ikuti tapak kaki yang disyorkan dari lukisan dimensi. Pastikan lubang bersaiz dengan betul untuk diameter kaki dan menyediakan jarak yang mencukupi.

9. Perbandingan Teknikal dan Kelebihan

Berbanding LED merah GaAsP lama atau LED kuning/hijau GaP standard, teknologi AlInGaP dalam LTS-5703AJF menawarkan kelebihan ketara:

• Kecerahan dan Kecekapan Lebih Tinggi:AlInGaP menyediakan keberkesanan pencahayaan yang unggul, menghasilkan paparan yang lebih cerah pada arus pemacu yang sama atau kecerahan yang serupa pada kuasa yang lebih rendah.
• Ketepuan Warna Lebih Baik:Ciri-ciri spektrum menghasilkan warna kuning-jingga yang lebih hidup dan konsisten.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:LED tidak mempunyai filamen atau kaca untuk pecah, menawarkan rintangan hentaman dan getaran yang tinggi dan jangka hayat operasi yang sangat panjang (biasanya puluhan ribu jam).
• Keperluan Kuasa Rendah:Beroperasi pada voltan dan arus rendah, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri.
• Pakej Bebas Plumbum:Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar.

Berbanding paparan 7-segmen peranti pemasangan permukaan (SMD) moden, versi lubang tembus ini lebih mudah untuk prototaip, pemasangan manual, dan aplikasi di mana penggantian paparan mungkin diperlukan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah tujuan dua pin katod sepunya (3 dan 8)?

J1: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin membantu mengagihkan jumlah arus katod (iaitu jumlah arus dari semua segmen yang menyala) merentasi dua kaki fizikal, mengurangkan ketumpatan arus dan tekanan terma pada setiap sendi pateri dan bingkai kaki, seterusnya meningkatkan kebolehpercayaan.

S2: Bolehkah saya mendorong paparan ini terus dari pin mikropengawal 3.3V?

J2: Mungkin, tetapi anda mesti menyemak voltan kehadapan. VF tipikal ialah 2.6V, jadi bekalan 3.3V hanya meninggalkan 0.7V untuk perintang had arus. Menggunakan hukum Ohm, untuk arus 10mA yang dikehendaki, R = (3.3 - 2.6) / 0.01 = 70 Ohm. Ini boleh dilaksanakan, tetapi kecerahan mungkin sedikit lebih rendah daripada nilai dinilai pada 20mA. Pastikan pin mikropengawal boleh membekalkan arus yang diperlukan.

S3: Apakah maksud "Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan 2:1" untuk reka bentuk saya?

J3: Ia menjamin bahawa dalam satu peranti, tiada segmen akan lebih daripada dua kali lebih cerah daripada mana-mana segmen lain apabila didorong secara sama. Ini mengelakkan digit yang kelihatan tidak sekata (contohnya, segmen A yang sangat malap dan segmen G yang sangat cerah). Untuk reka bentuk berbilang digit, nyatakan peranti dari kategori keamatan yang sama untuk memastikan konsistensi merentasi digit.

S4: Bagaimanakah saya mengira pelesapan kuasa untuk keseluruhan paparan?

J4: Untuk senario terburuk dengan semua 8 segmen (7 segmen + DP) menyala secara berterusan pada arus berterusan maksimum 25 mA setiap satu, dengan VF tipikal 2.6V. Kuasa per segmen = VF * IF = 2.6V * 0.025A = 65 mW. Jumlah kuasa = 8 * 65 mW = 520 mW. Ini adalah kuasa yang dilesapkan sebagai haba oleh pakej LED itu sendiri, yang mesti dipertimbangkan untuk pengurusan terma dalam ruang tertutup.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Bacaan Voltmeter Digital.Dalam prototaip multimeter digital meja kerja ringkas, LTS-5703AJF boleh digunakan untuk memaparkan bacaan voltan. Penukar analog-ke-digital (ADC) mikropengawal membaca voltan, memprosesnya, dan mendorong paparan melalui daftar anjakan seperti 74HC595. Perintang had arus diletakkan secara bersiri dengan setiap anod segmen. Katod sepunya ditukar oleh transistor yang dikawal oleh mikropengawal untuk pemultipleksan jika berbilang digit digunakan. Kontras dan kecerahan tinggi memastikan kebolehbacaan dalam persekitaran makmal yang terang.

Contoh 2: Paparan Penghitung Perindustrian.Untuk penghitung kepingan barisan pengeluaran, paparan perlu boleh dipercayai dan boleh dilihat dari jarak jauh. LTS-5703AJF, dengan ketinggian digit 0.56 inci, adalah sesuai. Ia boleh didorong oleh modul keluaran pengawal logik boleh atur cara (PLC) yang direka untuk paparan LED atau melalui IC penghitung ringkas. Julat suhu operasi yang luas (-35°C hingga +105°C) menjadikannya teguh untuk keadaan lantai kilang di mana suhu mungkin berubah-ubah.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTS-5703AJF adalah berdasarkanAluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP)heterostruktur semikonduktor yang ditumbuhkan secara epitaksial padasubstrat Gallium Arsenida (GaAs). Pancaran cahaya dicapai melalui elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan melebihi voltan jurang jalur diod dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (telaga kuantum). Di sana, mereka bergabung semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi aloi khusus AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk cahaya kuning-jingga, tenaga jurang jalur adalah lebih kurang 2.0-2.1 elektron volt (eV). Substrat GaAs adalah legap kepada cahaya yang dipancarkan, jadi cip direka untuk memancarkan cahaya dari permukaan atas. Pakej plastik menggabungkan kenta acuan yang membentuk keluaran cahaya, memberikan perlindungan alam sekitar, dan mencipta bentuk segmen yang tersendiri.

13. Trend Pembangunan Teknologi

Walaupun ini adalah komponen lubang tembus yang matang, trend dalam teknologi paparan mempengaruhi konteksnya. Industri LED yang lebih luas terus memberi tumpuan kepada:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk mengurangkan penggabungan semula bukan radiatif dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari cip semikonduktor, membawa kepada paparan yang lebih cerah pada kuasa yang lebih rendah.
• Pengecilan dan Dominasi SMD:Pasaran sebahagian besarnya telah beralih ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, ruang papan yang dikurangkan, dan profil yang lebih rendah. Paparan lubang tembus seperti ini kekal relevan untuk niche khusus yang memerlukan keteguhan, kemudahan pateri tangan, atau penggantian.
• Penyelesaian Bersepadu:Terdapat trend ke arah paparan dengan IC pemacu bersepadu ("paparan pintar") yang memudahkan antara muka mikropengawal hos dengan mengendalikan pemultipleksan, penyahkodan, dan kawalan arus secara dalaman.
• Gamut Warna Diperluas dan RGB:Untuk paparan yang mampu warna penuh, pembangunan LED merah, hijau, dan biru yang cekap, termasuk mikro-LED, adalah trend utama. Walaupun ini adalah peranti monokrom, penambahbaikan bahan asas memberi manfaat kepada semua warna LED.
• Substrat Fleksibel dan Telus:Penyelidikan ke arah paparan pada substrat fleksibel atau telus adalah aktif, walaupun ini lebih relevan untuk paparan panel maju daripada unit angka bersegmen tradisional.

LTS-5703AJF mewakili penyelesaian yang boleh dipercayai dan kos efektif dalam kemajuan teknologi yang berterusan ini.