Dokumen Teknikal LTC-2728JS - Paparan LED 7-Segmen 0.28 Inci - AlInGaP Kuning - 2.6V Voltan Hadapan - 40mW Kuasa Terserak

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-2728JS ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen empat digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili data angka secara visual melalui segmen yang boleh dialamatkan secara individu. Peranti ini dibina menggunakan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) termaju untuk elemen pemancar cahaya, yang dipasang pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lutsinar. Gabungan ini menghasilkan pancaran kuning yang menjadi ciri khasnya. Paparan ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

Kelebihan teras paparan ini termasuk rupa aksara yang sangat baik, dicapai melalui segmen yang berterusan dan seragam, serta kecerahan tinggi dengan kontras yang kuat. Ia beroperasi dengan keperluan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau yang peka tenaga. Tambahan pula, ia menawarkan sudut pandangan yang luas dan mendapat manfaat daripada kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED, memastikan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran.

Pasaran sasaran untuk komponen ini termasuk panel kawalan perindustrian, peralatan ujian dan pengukuran, elektronik pengguna (seperti jam atau perkakas), papan pemuka automotif (untuk paparan tambahan), dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan penyelesaian paparan angka yang teguh, mudah dibaca dan cekap.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Parameter optik utama menentukan prestasi visual paparan.Keamatan Pencahayaan Purata (Iv)ditentukan dengan nilai tipikal 600 µcd pada arus hadapan (IF) 1mA, dengan minimum 200 µcd. Parameter ini mengukur kecerahan output cahaya seperti yang dilihat oleh mata manusia, ditentukur menggunakan penapis yang menghampiri lengkung respons fotopik CIE.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)ialah 588 nm, danPanjang Gelombang Dominan (λd)ialah 587 nm, kedua-duanya diukur pada IF=20mA. Nilai-nilai ini meletakkan pancaran dengan kukuh dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak.Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)ialah 15 nm, menunjukkan warna kuning monokromatik yang agak tulen.Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaanantara segmen ditentukan sebagai maksimum 2:1, memastikan kecerahan seragam merentasi semua segmen satu digit untuk rupa yang konsisten.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mengawal pemanduan LED yang selamat dan berkesan.Voltan Hadapan per Segmen (VF)mempunyai nilai tipikal 2.6V pada IF=20mA, dengan maksimum 2.6V. Ini ialah susutan voltan merentasi segmen yang menyala.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 10 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.Arus Hadapan Berterusan per Segmendinilai pada maksimum 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadar 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan kepanasan berlebihan. Untuk operasi berdenyut,Arus Hadapan Puncak per Segmen60 mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).Kuasa Terserak per Segmendihadkan kepada 40 mW.

2.3 Penarafan Terma dan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had operasi di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.Julat Suhu Operasi dan Penyimpananadalah dari -35°C hingga +85°C. Julat yang luas ini menjadikan paparan sesuai untuk persekitaran yang sukar. MaksimumVoltan Songsang per Segmenialah 5V; melebihi ini boleh merosakkan simpang LED. Spesifikasi pengendalian kritikal ialahSuhu Pateri: peranti boleh menahan maksimum 260°C sehingga 3 saat, diukur pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan pakej. Ini adalah penting untuk memandu proses pateri aliran semula.

3. Penjelasan Sistem Binning

Berdasarkan dokumen teknikal yang diberikan, kod binning eksplisit untuk panjang gelombang (atau suhu warna), fluks pencahayaan, atau voltan hadapan tidak diterangkan secara terperinci. Spesifikasi memberikan nilai minimum, tipikal, dan maksimum untuk parameter utama seperti keamatan pencahayaan (200-600 µcd) dan voltan hadapan (2.05-2.6V). Dalam konteks pengeluaran, pengeluar selalunya mengumpulkan LED ke dalam bin prestasi yang lebih ketat dalam julat ini untuk memastikan konsistensi dalam satu kelompok atau untuk keperluan pelanggan tertentu. Pereka bentuk harus berunding dengan pengeluar untuk pilihan binning yang tersedia jika padanan warna atau keseragaman keamatan yang tepat melebihi spesifikasi min/maks yang diterbitkan adalah kritikal untuk aplikasi.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen teknikal merujuk kepada lengkung ciri elektrik/optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak dihasilkan semula dalam teks, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:Arus Hadapan (IF) vs. Voltan Hadapan (VF): Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Arus Hadapan (IF): Ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam kawasan yang hampir linear sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi.Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Suhu Ambien (Ta): Lengkung ini menunjukkan pekali suhu negatif LED, di mana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat.Taburan Kuasa Spektrum: Plot yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang, berpusat sekitar 588 nm dengan separuh lebar 15 nm yang ditentukan. Memahami hubungan ini adalah penting untuk mengoptimumkan keadaan pemanduan untuk kecerahan, kecekapan, dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.28 inci (7.0 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci dengan semua ukuran dalam milimeter. Toleransi umumnya ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Peranti ini ialah pakej dua baris 16 pin (DIP). Gambar rajah litar dalaman mendedahkan konfigurasi katod sepunya berbilang. Ini bermakna katod LED untuk setiap digit disambungkan bersama (empat pin katod sepunya: Digit 1, 2, 3, dan 4), manakala anod untuk setiap jenis segmen (A hingga G, tambah DP) disambungkan merentasi semua digit. Struktur ini membolehkan berbilang, di mana digit menyala satu demi satu secara berturutan pantas untuk mencipta persepsi semua digit menyala secara berterusan, mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dengan ketara.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan ialah rintangan haba pateri: komponen boleh menahan suhu puncak 260°C selama maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah badan pakej. Ini adalah penarafan piawai untuk pateri gelombang atau aliran semula. Untuk profil aliran semula, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C adalah sesuai. Langkah berjaga-jaga termasuk mengelakkan tekanan mekanikal pada pin semasa pemasukan, memastikan penjajaran yang betul sebelum memateri, dan mencegah jambatan pateri berlebihan antara pin. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asalnya sehingga digunakan, dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan -35°C hingga +85°C, dan dalam persekitaran kelembapan rendah untuk mengelakkan penyerapan kelembapan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian ialah LTC-2728JS. Penerangan yang dikaitkan dengan nombor bahagian ini ialah "AlInGaP Kuning, Katod Sepunya Berbilang, Titik Perpuluhan Tangan Kanan." Ini menunjukkan bahan LED, konfigurasi elektrik, dan kedudukan titik perpuluhan. Butiran pembungkusan khusus seperti kuantiti tiub, kiraan dulang, atau spesifikasi gegelung tidak termasuk dalam petikan yang diberikan. Label biasanya termasuk nombor bahagian, kod lot, dan kod tarikh. Untuk pesanan, nombor bahagian asas LTC-2728JS digunakan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk mana-mana aplikasi yang memerlukan bacaan angka berbilang digit yang jelas. Kegunaan biasa termasuk: meter panel digital untuk voltan, arus, atau frekuensi; pemasa dan jam; kaunter barisan pengeluaran; bacaan peranti perubatan (cth., monitor tekanan darah); paparan perkakas rumah (ketuhar, ketuhar gelombang mikro, mesin basuh); dan tolok pasaran selepas automotif.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Litar Pemandu:Disebabkan reka bentuk katod sepunya berbilangnya, IC pemacu paparan khusus (seperti MAX7219 atau mikropengawal dengan perisian berbilang) hampir selalu diperlukan. Setiap digit dihidupkan dengan menyalurkan arus melalui pin katod sepunyanya sambil membekalkan arus ke pin anod segmen yang sesuai.Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap talian anod segmen (atau mungkin untuk setiap katod sepunya, bergantung pada seni bina pemacu) untuk menetapkan arus hadapan kepada nilai yang selamat, biasanya antara 5-20 mA bergantung pada kecerahan yang dikehendaki dan belanjawan kuasa. Nilai perintang boleh dikira menggunakan R = (Vcc - VF) / IF.Kadar Segar Semula:Apabila berbilang, kadar segar semula per digit harus cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan, biasanya melebihi 60 Hz per digit (jadi kadar kitaran keseluruhan >240 Hz untuk 4 digit).Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan kedudukan pemasangan yang fleksibel.Urutan Kuasa:Pastikan litar pemandu tidak menggunakan voltan songsang atau arus berlebihan semasa kuasa dihidupkan atau dimatikan.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan teknologi tujuh segmen lain, LED kuning AlInGaP menawarkan kelebihan yang berbeza. Berbanding LED merah GaAsP atau GaP tradisional, AlInGaP memberikan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemanduan yang sama. Ia juga menawarkan kestabilan suhu yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih panjang. Berbanding LED biru atau putih dengan penapis, kuning AlInGaP adalah warna pancaran langsung, mengelakkan kehilangan kecekapan yang berkaitan dengan penukaran fosfor. Ketinggian digit 0.28 inci adalah saiz biasa, menawarkan keseimbangan yang baik antara kebolehbacaan dan penggunaan ruang papan, lebih besar daripada paparan 0.2 inci untuk pandangan yang lebih mudah dan lebih kecil daripada paparan 0.5 inci untuk kekompakan. Reka bentuk katod sepunya berbilang adalah piawai untuk paparan berbilang digit, meminimumkan bilangan pin berbanding reka bentuk tanpa berbilang (pemanduan statik) yang memerlukan lebih banyak talian I/O.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan "Titik Perpuluhan Tangan Kanan" dalam penerangan?

J: Ini menentukan kedudukan fizikal segmen titik perpuluhan. "Tangan Kanan" bermaksud titik perpuluhan terletak di sebelah kanan digit. Sesetengah paparan menawarkan titik perpuluhan tangan kiri atau tengah.

S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan sumber voltan malar?

J: Tidak. LED adalah peranti yang dipandu arus. Sumber voltan malar tanpa perintang pembatas arus bersiri berkemungkinan membenarkan arus berlebihan mengalir, memusnahkan segmen LED. Sentiasa gunakan skim pembatas arus.

S: Apakah maksud "Kitar Tugas 1/10, Lebar Denyut 0.1ms" untuk Arus Hadapan Puncak?

J: Penarafan ini membenarkan arus seketika yang lebih tinggi (60 mA) hanya jika denyut sangat pendek (0.1ms) dan LED dimatikan untuk tempoh yang lebih lama (memberikan kitar tugas 10%). Ini membolehkan anda mencapai letupan ringkas kecerahan yang lebih tinggi untuk kesan berbilang atau strobo tanpa memanaskan cip secara berlebihan. Untuk pencahayaan keadaan mantap, anda mesti menggunakan penarafan Arus Hadapan Berterusan (maksimum 25 mA).

S: Pin 4, 9, 10, dan 12 disenaraikan sebagai "TIADA PIN." Apakah maksudnya?

J: Ini adalah pin yang tidak hadir secara fizikal. Pakej mempunyai tapak kaki 16 pin, tetapi hanya 12 pin sebenarnya hadir dan disambungkan secara elektrik. Ini adalah amalan biasa untuk menyeragamkan saiz pakej sambil menampung konfigurasi litar dalaman yang berbeza.

S: Bagaimanakah saya mengira jumlah penggunaan kuasa?

J: Untuk paparan berbilang, kuasa bukan sekadar jumlah semua segmen. Dalam skim berbilang tipikal, hanya satu digit menyala pada satu masa. Oleh itu, kuasa seketika adalah lebih kurang kuasa untuk satu digit yang menyala sepenuhnya (cth., 8 segmen * IF per segmen * VF). Kuasa purata adalah nilai ini dibahagikan dengan bilangan digit (untuk masa hidup yang sama).

11. Kes Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter 4 Digit.Seorang pereka bentuk membina voltmeter digital untuk memaparkan 0.00V hingga 19.99V. Mereka memilih LTC-2728JS untuk kecerahan dan kebolehbacaannya. Mereka menggunakan mikropengawal dengan penukar analog-ke-digital (ADC) untuk mengukur voltan. Perisian tegar mikropengawal mengendalikan penukaran bacaan ADC kepada format BCD (Perpuluhan Berkod Binari). Empat pin I/O dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka untuk memandu pin katod sepunya (Digit 1-4). Tujuh pin I/O lain (tambah satu untuk titik perpuluhan) dikonfigurasikan sebagai output tolak-tolak untuk memandu anod segmen (A-G, DP) melalui perintang pembatas arus individu 100Ω (dikira untuk Vcc=5V, VF~2.6V, IF~20mA). Perisian tegar melaksanakan gangguan pemasa yang mengitar melalui empat digit pada kadar 1 kHz (250 Hz per digit). Dalam rutin gangguan, ia mematikan semua digit, mengeluarkan corak segmen untuk digit seterusnya, dan kemudian menghidupkan katod digit itu. Ini mencipta paparan yang stabil dan bebas kelipan yang menunjukkan voltan yang diukur.

12. Pengenalan Prinsip

Prinsip operasi adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Struktur kristal AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) adalah semikonduktor jurang jalur langsung. Apabila pincang hadapan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif di mana mereka bergabung semula. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning (~587-588 nm). Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap sebarang cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kontras dengan mengelakkan pantulan dalaman yang boleh menyebabkan rupa "kabur". Format tujuh segmen adalah corak piawai di mana tujuh LED berbentuk bar yang dikawal secara bebas (segmen) boleh menyala dalam kombinasi yang berbeza untuk membentuk angka 0-9 dan beberapa huruf.

13. Trend Pembangunan

Trend dalam paparan tujuh segmen dan penunjuk LED diskret yang serupa terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi, penggunaan kuasa yang lebih rendah, dan kebolehpercayaan yang lebih baik. Walaupun teknologi AlInGaP asas adalah matang, penapisan proses membawa kepada kecekapan kuantum dalaman dan pengekstrakan cahaya yang lebih baik. Terdapat integrasi elektronik pemandu yang semakin meningkat, bergerak ke arah paparan "pintar" dengan pengawal terbina dalam, antara muka I2C atau SPI, dan juga penderia cahaya ambien untuk pelarasan kecerahan automatik, mengurangkan beban reka bentuk pada mikropengawal sistem. Dari segi faktor bentuk, terdapat tekanan berterusan untuk pakej yang lebih nipis dan pic piksel yang lebih kecil untuk paparan maklumat ketumpatan tinggi. Walau bagaimanapun, untuk bacaan perindustrian piawai, pakej DIP lubang melalui klasik, seperti yang digunakan oleh LTC-2728JS, kekal popular kerana keteguhannya, kemudahan pateri tangan untuk prototaip, dan kebolehpercayaan yang terbukti dalam persekitaran yang mencabar.