Dokumen Teknikal LED Paparan LTD-5223AJF - Ketinggian Digit 0.56 Inci - AlInGaP Jingga Kuning - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-5223AJF ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan paparan nombor yang jelas, terang dengan penggunaan kuasa rendah. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output visual nombor dalam peranti elektronik. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran cahaya jingga-kuning yang tersendiri. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dan kebolehlihatan yang sangat baik. Paparan ini mempunyai muka kelabu muda dan warna segmen putih, menawarkan kontras tinggi untuk kebolehbacaan optimum di bawah pelbagai keadaan pencahayaan.

Peranti ini dikategorikan sebagai jenis katod sepunya dengan konfigurasi titik perpuluhan sebelah kanan. Ia direka untuk kebolehpercayaan keadaan pepejal, memastikan jangka hayat operasi yang panjang dan prestasi yang konsisten. Pasaran sasaran termasuk panel kawalan industri, peralatan ujian dan pengukuran, perkakas pengguna, dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan paparan nombor yang padat, boleh dipercayai dan cekap tenaga.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Parameter utama, diukur pada suhu ambien (TA) 25\u00b0C, adalah seperti berikut:

• Keamatan Pencahayaan Purata (I_V):Julat dari minimum 320 \u00b5cd hingga nilai tipikal 700 \u00b5cd apabila didorong pada arus hadapan (I_F) 1mA per segmen. Tahap kecerahan tinggi ini memastikan kebolehlihatan yang baik.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (\u03bb_p):Biasanya 611 nanometer (nm). Ini mentakrifkan titik khusus keluaran kuasa spektrum tertinggi dalam kawasan spektrum nampak jingga-kuning.
• Separuh Lebar Garis Spektrum (\u0394\u03bb):Kira-kira 17 nm. Parameter ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan; lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tepu dan tulen.
• Panjang Gelombang Dominan (\u03bb_d):Biasanya 605 nm. Ini adalah persepsi panjang gelombang tunggal warna oleh mata manusia, yang hampir sepadan dengan warna jingga-kuning yang dilihat.
• Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (I_V-m):Maksimum 2:1. Ini menentukan variasi yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen berbeza bagi digit yang sama apabila didorong di bawah keadaan yang sama (I_F=1mA), memastikan penampilan seragam.

Semua ukuran keamatan pencahayaan dilakukan menggunakan gabungan sensor dan penapis yang ditentukur untuk menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE, memastikan data relevan dengan penglihatan manusia.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan keadaan operasi dan had untuk peranti:

• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Biasanya 2.6V, dengan maksimum 2.6V pada I_F=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi segmen yang menyala.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):Maksimum 100 \u00b5A apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan. Ini menunjukkan tahap arus bocor apabila LED terpincang songsang.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak

Ini adalah had tekanan yang tidak boleh dilampaui dalam apa jua keadaan untuk mengelakkan kerosakan kekal:

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA (pada kitaran tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA. Penarafan ini menurun secara linear dari 25\u00b0C pada kadar 0.33 mA/\u00b0C.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35\u00b0C hingga +85\u00b0C.
• Suhu Pateri:260\u00b0C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Dokumen teknikal menunjukkan peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan." Ini membayangkan proses pengelasan atau penyusunan berdasarkan keluaran optik yang diukur. Walaupun butiran kod pengelasan khusus tidak diberikan dalam petikan ini, pengkategorian tipikal untuk paparan sedemikian melibatkan pengumpulan unit berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada arus ujian piawai (cth., 1mA atau 20mA). Ini memastikan pereka menerima paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk penampilan produk yang seragam. Pembeli harus merujuk spesifikasi pengelasan penuh pengeluar untuk definisi kod terperinci berkaitan keamatan dan berpotensi voltan hadapan (V_f) untuk memastikan keserasian elektrik dalam reka bentuk mereka.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen teknikal merujuk "Keluk Ciri Elektrik / Optik Biasa." Perwakilan grafik ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di luar spesifikasi titik tunggal. Walaupun keluk khusus tidak dipaparkan dalam teks yang diberikan, ia biasanya termasuk:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F). Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus pacuan, membantu mengoptimumkan pertukaran antara kecerahan dan penggunaan kuasa.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana kecerahan berkurangan apabila suhu simpang meningkat, yang kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak (\u03bb_p) dan bentuk spektrum cahaya yang dipancarkan.

Pereka mesti merujuk keluk ini untuk meramal prestasi di bawah keadaan bukan piawai dan untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai merentasi julat suhu yang ditentukan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti ini mempunyai ketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm). Lukisan dimensi pakej (dirujuk tetapi tidak ditunjukkan) memberikan garis besar mekanikal terperinci, termasuk panjang keseluruhan, lebar, tinggi, dimensi segmen, dan jarak lead (pin). Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter dengan toleransi piawai \u00b10.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Maklumat ini adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan memastikan muat yang betul dalam selongsong produk akhir.

5.2 Sambungan Pin dan Pengenalpastian Polarity

LTD-5223AJF ialah paparan dua digit, katod sepunya dengan 18 pin. Susunan pin adalah seperti berikut:

• Katod Sepunya (CC):Pin 13 dan 14 adalah terminal katod sepunya untuk Digit 2 dan Digit 1, masing-masing. Dalam konfigurasi katod sepunya, semua katod segmen LED untuk digit tertentu disambungkan secara dalaman ke pin tunggal ini. Untuk menyala segmen, pin anodnya yang sepadan mesti didorong tinggi (voltan positif melalui perintang penghad arus) manakala katod sepunya digitnya ditarik rendah (bumi).
• Anod Segmen:Pin 1-12 dan 15-18 adalah sambungan anod untuk segmen individu (A-G dan DP) bagi kedua-dua digit. Pemetaan ditakrifkan dengan jelas dalam jadual sambungan pin (cth., Pin 1: Anod E untuk Digit 1).
• Titik Perpuluhan Sebelah Kanan:Anod titik perpuluhan ditentukan untuk setiap digit (Pin 4 dan 9), mengesahkan kedudukannya di sebelah kanan digit.

Gambarajah litar dalaman (dirujuk) mengesahkan secara visual seni bina katod sepunya ini dan sambungan antara segmen dalam setiap digit.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak menentukan parameter pateri kritikal: lead boleh dikenakan suhu 260\u00b0C selama maksimum 3 saat, diukur pada titik 1/16 inci (1.6mm) di bawah satah dudukan (di mana badan pakej bertemu PCB). Ini adalah kekangan profil pateri alir balik piawai. Untuk memastikan kebolehpercayaan:

• Patuhi dengan ketat profil masa-suhu ini semasa proses pateri alir balik.
• Elakkan pateri tangan terus ke badan pakej; kenakan haba hanya pada lead.
• Biarkan peranti menyejuk secara semula jadi selepas pateri; elakkan kejutan terma.
• Ikuti langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai semasa pengendalian dan pemasangan.
• Simpan peranti dalam julat suhu yang ditentukan (-35\u00b0C hingga +85\u00b0C) dalam persekitaran kering sebelum digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Biasa

Untuk paparan katod sepunya seperti LTD-5223AJF, dua kaedah pacuan utama digunakan:

1. Pacuan Statik:Setiap anod segmen mempunyai perintang penghad arus dan pin pemacu khusus. Katod sepunya disambungkan secara kekal ke bumi. Kaedah ini mudah tetapi memerlukan banyak pin I/O (7 segmen + DP per digit).
2. Pacuan Berbilang (Dinamik):Ini adalah kaedah paling biasa untuk paparan berbilang digit. Semua anod segmen untuk kedudukan segmen yang sama merentasi digit disambungkan bersama. Katod sepunya setiap digit dikawal secara bebas oleh transistor atau IC pemacu. Mikropengawal mengitar dengan pantas melalui menghidupkan katod satu digit pada satu masa sambil membentangkan data segmen untuk digit tersebut pada talian anod sepunya. Ini mengurangkan dengan ketara pin I/O yang diperlukan dan sangat cekap. Kecerahan tinggi dan masa tindak balas yang baik LED AlInGaP menjadikannya sesuai untuk berbilang.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk setiap anod segmen (atau talian anod sepunya dalam berbilang) untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai selamat, biasanya antara 1mA dan 20mA bergantung pada kecerahan yang dikehendaki dan belanjawan kuasa. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F.
• Operasi Arus Rendah:Dokumen teknikal menyerlahkan prestasi cemerlang pada arus serendah 1mA per segmen. Ini adalah kelebihan utama untuk aplikasi berkuasa bateri atau sensitif tenaga.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas memastikan kebolehbacaan dari pelbagai kedudukan, yang penting untuk peralatan dipasang panel.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, pastikan suhu ambien operasi tidak melebihi 85\u00b0C. Dalam ruang tertutup atau persekitaran suhu tinggi, pertimbangkan pengudaraan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTD-5223AJF adalah teknologi bahan dan pengoptimuman arus rendahnya:

• AlInGaP vs. Bahan Tradisional:Berbanding teknologi LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pacuan yang sama atau kecerahan setara pada kuasa yang lebih rendah. Ia juga memberikan ketepuan warna dan kestabilan yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat.
• Reka Bentuk Arus Rendah:Banyak paparan dicirikan pada arus yang lebih tinggi (cth., 20mA). LTD-5223AJF diuji dan dipilih secara eksplisit untuk ciri-ciri cemerlang pada 1mA, menjadikannya pilihan terbaik untuk reka bentuk kuasa ultra-rendah di mana setiap miliampere dikira.
• Keseragaman:Ciri seperti "Segmen Seragam Berterusan" dan nisbah padanan keamatan pencahayaan yang ketat (2:1) memastikan penampilan profesional dan konsisten merentasi semua digit dan segmen, yang tidak selalu dijamin dalam paparan kos rendah.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah arus minimum yang diperlukan untuk melihat segmen menyala?

J: Walaupun peranti diuji sehingga 1mA, segmen mungkin kelihatan pada arus yang lebih rendah, walaupun kecerahan akan sangat malap. Untuk operasi yang boleh dipercayai, reka bentuk untuk minimum 1mA yang ditentukan.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V atau 5V secara langsung?

J: Ya, tetapi anda mesti sentiasa menggunakan perintang penghad arus. Dengan V_Ftipikal 2.6V, bekalan 5V memerlukan nilai perintang kira-kira (5V - 2.6V) / 0.020A = 120\u03a9 untuk pacuan 20mA. Untuk logik 3.3V, ruang kepala lebih kecil: (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35\u03a9. Sentiasa sahkan arus hadapan sebenar.

S: Apakah maksud "Katod Sepunya" untuk reka bentuk litar saya?

J: Ia bermakna anda menyalurkan arus ke bumi untuk menghidupkan digit. Dalam amalan, anda menyambungkan pin katod sepunya ke pin I/O mikropengawal (ditetapkan sebagai output rendah) atau ke pengumpul transistor NPN yang pemancarnya dibumikan. Mikropengawal kemudian menyalakan transistor untuk membolehkan digit.

S: Bagaimanakah saya mencapai kecerahan seragam semasa berbilang?

J: Dalam pacuan berbilang, arus seketika per segmen adalah lebih tinggi daripada arus purata yang dikehendaki kerana setiap digit hanya hidup untuk sebahagian masa (kitaran tugas). Sebagai contoh, untuk mencapai purata 5mA per segmen dalam berbilang 2 digit dengan kitaran tugas sama, anda akan memacu setiap segmen dengan kira-kira 10mA apabila digitnya aktif. Arus puncak masih mesti kekal dalam penarafan maksimum mutlak 25mA berterusan/90mA berdenyut.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Paparan Multimeter Mudah Alih Berkuasa Rendah

Seorang pereka mencipta multimeter digital pegang tangan yang mesti beroperasi untuk tempoh yang panjang pada satu bateri 9V. Kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan adalah kritikal. LTD-5223AJF adalah calon yang ideal.

Pelaksanaan:Pereka menggunakan mikropengawal dengan pemacu LCD/segmen bersepadu atau IC pemacu berbilang khusus. Mereka memilih untuk memacu setiap segmen pada arus purata 2mA untuk menjimatkan kuasa. Untuk berbilang 2 digit, arus puncak semasa slot masa aktif ditetapkan kepada 4mA per segmen, yang berada dalam keupayaan peranti. Keamatan pencahayaan tinggi pada arus rendah (320-700 \u00b5cd pada 1mA) memastikan paparan kekal jelas kelihatan. Warna jingga-kuning AlInGaP dipilih untuk kontras tingginya terhadap muka kelabu muda dan keberkesanannya dalam cahaya ambien malap dan terang. Sudut pandangan yang luas membolehkan pengguna membaca pengukuran dari sudut yang berbeza tanpa kehilangan kejelasan. Voltan hadapan rendah meminimumkan kehilangan kuasa dalam litar pemacu, melanjutkan lagi jangka hayat bateri.

11. Pengenalan Prinsip Teknikal

Prinsip operasi teras adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang P-N semikonduktor. LTD-5223AJF menggunakan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) sebagai bahan semikonduktor aktif. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalur bahan dikenakan merentasi simpang, elektron dari rantau jenis-N bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-P. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan\u2014dalam kes ini, jingga-kuning (~605-611 nm). Cip dipasang pada substrat GaAs tidak lutsinar, yang membantu mengarahkan keluaran cahaya ke atas melalui segmen, meningkatkan kecekapan dan kontras. Tujuh segmen individu (A-G) dan titik perpuluhan (DP) dibentuk oleh cip LED atau rantau cip yang berasingan, terpencil secara elektrik tetapi disusun secara fizikal untuk membentuk corak digit. Konfigurasi katod sepunya menyambungkan secara dalaman semua katod segmen dalam satu digit, memudahkan litar pemacu luaran.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen kekal sebagai penyelesaian yang teguh dan kos efektif untuk paparan nombor, bidang optoelektronik yang lebih luas sedang berkembang. Penggunaan AlInGaP mewakili kemajuan berbanding bahan semikonduktor III-V lama seperti GaAsP, menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan ketulenan warna yang lebih baik. Trend semasa dalam teknologi paparan untuk maklumat yang lebih kompleks termasuk peralihan ke OLED atau LCD matriks titik, yang menawarkan keupayaan alfanumerik dan grafik penuh dalam pakej bersaiz serupa. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi nombor khusus yang memerlukan kebolehpercayaan melampau, operasi julat suhu luas, kecerahan tinggi, dan kesederhanaan, paparan LED tujuh segmen seperti LTD-5223AJF terus menjadi pilihan utama. Pembangunan masa depan mungkin memberi tumpuan kepada bahan yang lebih cekap (seperti InGaN yang dipertingkatkan untuk warna lain atau teknologi mikro-LED), mengurangkan lagi penggunaan kuasa untuk aplikasi kritikal bateri, dan mengintegrasikan elektronik pemacu terus ke dalam pakej paparan untuk memudahkan reka bentuk sistem.