Dokumen Teknikal LTS-3403JS - Paparan LED 7-Segmen Kuning AlInGaP - Ketinggian Digit 0.8 Inci - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3403JS ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen monokrom yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili digit (0-9) dan beberapa aksara terhad secara visual melalui pencahayaan segmen LED individu secara selektif. Teknologi teras adalah berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang direka untuk memancarkan cahaya dalam kawasan gelombang kuning. Pemilihan bahan khusus ini menawarkan keseimbangan kecekapan, kecerahan dan ketulenan warna. Peranti ini dikategorikan sebagai jenis katod sepunya, bermakna katod (terminal negatif) bagi segmen LED disambungkan bersama secara dalaman, memudahkan litar pemacu apabila menggunakan pemadu arus sink. Reka bentuk fizikalnya mempunyai muka plat kelabu muda dengan garis besar segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan apabila segmen diterangi.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi peranti di bawah keadaan yang ditentukan.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Parameter ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan untuk prestasi yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:40 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa elektrik yang boleh ditukar kepada haba dan cahaya oleh satu segmen tanpa risiko kerosakan.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:60 mA. Arus ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Ia digunakan untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Penarafan ini berkurangan secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C, satu proses yang dikenali sebagai penyahkadar.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Melebihi voltan ini dalam arah pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk berfungsi dan disimpan dalam julat suhu persekitaran ini.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen semasa pateri gelombang atau alir semula.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 320 μcd (min) hingga 700 μcd (max), dengan nilai tipikal tersirat, apabila didorong pada arus hadapan (I_F) 1 mA per segmen. Ini adalah ukuran kecerahan output cahaya yang dirasakan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):588 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah paling besar, mentakrifkan warna kuning.
• Separuh Lebar Garis Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermakna warna kuning yang lebih monokromatik (tulen).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):587 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang yang dirasakan oleh mata manusia, hampir sama dengan panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Julat dari 2.05 V (min) hingga 2.6 V (max) pada I_F= 20 mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengkonduksi.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA (max) apabila voltan songsang (V_R) 5 V dikenakan.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (max). Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen berbeza bagi digit yang sama atau antara digit, memastikan penampilan seragam.

Nota Pengukuran:Keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan penderia dan penapis yang menghampiri kepekaan spektrum fotopik (disesuaikan cahaya siang) mata manusia, seperti yang ditakrifkan oleh CIE (Suruhanjaya Pencahayaan Antarabangsa).

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian (Binning)

Lembaran data menunjukkan peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini merujuk kepada proses pengisihan selepas pengeluaran yang dikenali sebagai "binning." Semasa pembuatan, variasi kecil dalam pertumbuhan epitaksial dan pemprosesan bahan AlInGaP boleh membawa kepada perbezaan dalam parameter utama seperti voltan hadapan (V_F) dan keamatan bercahaya (I_V). Untuk memastikan konsistensi bagi pengguna akhir, unit yang dihasilkan diuji dan diisih ke dalam "bin" atau kumpulan tertentu berdasarkan nilai yang diukur. Untuk LTS-3403JS, kriteria pengkategorian utama adalah keamatan bercahaya pada 1 mA, seperti yang dibuktikan oleh nilai min (320 μcd) dan maks (700 μcd) yang ditentukan. Ini membolehkan pereka memilih bahagian dari bin keamatan tertentu jika aplikasi mereka memerlukan tahap kecerahan yang dipadankan dengan ketat merentasi pelbagai paparan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Keluk Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, keluk piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan hubungan eksponen. Keluk akan menunjukkan V_Ftipikal pada arus pemacu biasa seperti 1 mA dan 20 mA.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi, sebelum berpotensi tepu pada arus yang sangat tinggi.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, faktor kritikal untuk pengurusan haba dalam aplikasi kecerahan tinggi atau suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~588 nm dan separuh lebar, mengesahkan pancaran warna kuning.

Keluk ini penting untuk pereka bentuk model tingkah laku paparan di bawah keadaan operasi berbeza yang tidak diliputi secara eksplisit dalam jadual.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti mempunyai garis besar fizikal yang ditakrifkan. Semua dimensi disediakan dalam milimeter (mm) dengan toleransi piawai ±0.25 mm (0.01 inci) melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan dimensi. Ciri utama ialah ketinggian digit 0.8 inci, yang sepadan dengan 20.32 mm, mentakrifkan saiz aksara.

5.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

LTS-3403JS dibungkus dalam pakej 18-pin. Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 4, 6, 12, dan 17 adalah Anod Sepunya. Katod segmen ditetapkan kepada pin tertentu: A(2), B(15), C(13), D(11), E(5), F(3), G(14). Selain itu, ia mempunyai kedua-dua Titik Perpuluhan Kiri (L.D.P, pin 7) dan Kanan (R.D.P, pin 10). Pin 1, 8, 9, 16, dan 18 dinyatakan sebagai "Tiada Pin" (mungkin tidak digunakan atau hadir secara mekanikal sahaja). Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi katod sepunya untuk segmen digit utama, bermakna semua katod segmen adalah berasingan, dan anod adalah sepunya. Titik perpuluhan boleh diakses secara individu.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak menyediakan parameter pateri utama: peranti boleh menahan suhu maksimum 260°C sehingga 3 saat semasa proses pateri. Ini adalah tipikal untuk profil pateri gelombang atau alir semula inframerah. Adalah penting bahawa had haba ini tidak dilebihi untuk mengelakkan kerosakan pada ikatan wayar dalaman, cip LED, atau pakej plastik. Pereka harus mengikuti garis panduan piawai JEDEC atau IPC untuk reka bentuk tapak kaki PCB, memastikan saiz dan jarak pad yang betul untuk memudahkan pembentukan sendi pateri yang baik dan mengelakkan jambatan. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asalnya sehingga digunakan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa alir semula.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LTS-3403JS sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan paparan angka yang jelas dan boleh dipercayai, termasuk:

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter, pembilang frekuensi, bekalan kuasa.
• Kawalan Perindustrian:Meter panel, penunjuk proses, paparan pemasa.
• Elektronik Pengguna:Peralatan audio (penguat, penerima), perkakas dapur.
• Pasaran Selepas Jualan Automotif:Gauge dan bacaan (di mana spesifikasi persekitaran dipenuhi).
• Peranti Mudah Alih Berkuasa Rendah:Di mana prestasi arus rendahnya yang cemerlang (serendah 1mA/segmen) adalah kelebihan penting untuk hayat bateri.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:LED adalah peranti didorong arus. Perintang had arus bersiri adalah wajib untuk setiap anod sepunya atau pemacu arus malar mesti digunakan untuk mengelakkan melebihi arus berterusan maksimum, terutamanya kerana V_Fboleh berbeza-beza.
• Multiplexing:Untuk paparan berbilang digit, multiplexing (mengitar kuasa dengan pantas antara digit) adalah biasa untuk mengurangkan bilangan pin dan kuasa. Reka bentuk katod sepunya LTS-3403JS sangat sesuai untuk ini. Penarafan arus puncak (60mA) membolehkan arus berdenyut yang lebih tinggi semasa multiplexing untuk mencapai kecerahan yang dirasakan.
• Sudut Pandangan:Ciri "sudut pandangan luas" adalah bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi.
• Pengurusan Haba:Walaupun kuasa rendah, dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus yang lebih tinggi, perhatian harus diberikan kepada keluk penyahkadar untuk arus berterusan.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Kelebihan pembezaan utama LTS-3403JS berdasarkan lembaran datanya adalah:

• Bahan (AlInGaP):Berbanding teknologi lama seperti GaAsP, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik, menghasilkan output yang lebih terang dan konsisten.
• Operasi Arus Rendah:Pencirian dan ujiannya untuk prestasi cemerlang pada arus serendah 1 mA per segmen menjadikannya menonjol untuk aplikasi kuasa ultra-rendah di mana paparan lain mungkin malap atau tidak stabil.
• Padanan Segmen:Peranti diuji untuk padanan segmen, memastikan kecerahan seragam merentasi semua segmen digit, yang kritikal untuk penampilan gred profesional.
• Pakej Kontras Tinggi:Muka kelabu muda dengan segmen putih memberikan kontras tinggi walaupun tanpa kuasa, meningkatkan kebolehbacaan keseluruhan.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

J: Tidak. Voltan hadapan tipikal ialah 2.05-2.6V. Menyambungkannya terus ke 5V tanpa perintang had arus akan menyebabkan aliran arus berlebihan, memusnahkan LED. Perintang bersiri mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (cth., 5V), V_FLED, dan I_F.

yang dikehendaki.

S: Apakah perbezaan antara "Panjang Gelombang Puncak" dan "Panjang Gelombang Dominan"?

J: Panjang gelombang puncak ialah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia yang sepadan dengan warna cahaya. Untuk sumber monokromatik seperti LED kuning ini, mereka sangat hampir (587nm vs 588nm)._FS: Arus berterusan maksimum ialah 25mA, tetapi keadaan ujian untuk V

ialah 20mA. Mana yang patut saya gunakan untuk reka bentuk?

J: 20mA ialah keadaan ujian piawai dan titik operasi biasa untuk kecerahan yang baik. Anda boleh mereka bentuk untuk 20mA. Penarafan 25mA adalah maksimum mutlak; mereka bentuk berhampiran had ini tanpa pertimbangan haba tidak dinasihatkan untuk kebolehpercayaan jangka panjang.

S: Bagaimana saya menggunakan titik perpuluhan kiri dan kanan?

J: Mereka adalah LED bebas. Pin 7 (L.D.P) ialah katod untuk titik perpuluhan kiri, dan Pin 10 (R.D.P) adalah untuk kanan. Untuk menerangi satu, anda mesti menyambungkan pin katodnya ke tanah (melalui perintang) dan membekalkan voltan kepada salah satu anod sepunya (pin 4, 6, 12, 17).

10. Contoh Reka Bentuk PraktikalSenario:

1. Mereka bentuk bacaan voltmeter satu digit yang dikuasakan oleh bekalan 5V, mensasarkan arus segmen 10 mA untuk kecerahan yang mencukupi.Konfigurasi Litar:
2. Gunakan konfigurasi katod sepunya. Sambungkan semua katod segmen (A-G, DP) ke pin I/O individu mikropengawal melalui perintang had arus. Sambungkan semua empat anod sepunya (pin 4, 6, 12, 17) bersama ke landasan bekalan 5V.Pengiraan Perintang:_FAndaikan V_{kes terburuk 2.6V pada 10mA. Nilai Perintang R = (V}bekalan_F- V_F) / I²= (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohm. Perintang piawai 220 atau 270 Ohm akan sesuai. Pelesapan kuasa dalam perintang P = I²R = (0.01)
3. * 240 = 0.024W, jadi perintang 1/4W piawai adalah baik.Antara Muka Mikropengawal:
4. Untuk memaparkan nombor (cth., '7'), mikropengawal akan menetapkan pinnya yang disambungkan ke segmen A, B, dan C kepada logik RENDAH (menyerap arus), sambil mengekalkan yang lain TINGGI. Ini melengkapkan litar dari 5V (anod) melalui LED dan perintang ke tanah mikropengawal, menerangi segmen A, B, dan C.Sambungan Multiplexing:

Untuk paparan 4-digit, anda akan mempunyai empat unit LTS-3403JS. Sambungkan semua katod segmen yang sepadan bersama (semua pin 'A' bersama, dll.). Anod sepunya setiap paparan akan dikawal secara berasingan oleh suis transistor. Mikropengawal mengitar dengan pantas melalui mendayakan anod satu digit pada satu masa sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit itu. Ketekalan penglihatan membuatkan semua digit kelihatan menyala serentak.

11. Prinsip Operasi

LTS-3403JS beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Bahan aktif adalah AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi ambang simpang (lebih kurang 2V) dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan—dalam kes ini, cahaya kuning sekitar 587-588 nm. Setiap segmen digit adalah LED berasingan dengan simpang p-n sendiri. Konfigurasi katod sepunya bermakna sisi-n (katod) semua simpang ini untuk digit utama disambungkan secara dalaman, manakala sisi-p (anod) adalah berasingan untuk kawalan segmen individu.

12. Trend Teknologi