Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTS-3401LJF - Ketinggian Digit 0.8 Inci - Warna Jingga Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3401LJF ialah paparan diod pemancar cahaya (LED) tujuh segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk berangka yang jelas dan berkuasa rendah. Teknologi terasnya adalah berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang terkenal dengan penghasilan cahaya berkecekapan tinggi dalam spektrum ambar hingga merah jingga. Peranti khusus ini memancarkan warna jingga kuning. Paparan ini mempunyai muka kelabu dan segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Matlamat reka bentuk utama untuk komponen ini adalah penggunaan kuasa yang rendah, penampilan aksara yang sangat baik dengan pencahayaan segmen yang seragam, dan kebolehpercayaan keadaan pepejal, menjadikannya sesuai untuk pelbagai peranti elektronik pengguna dan perindustrian di mana data berangka perlu dipersembahkan dengan jelas dan cekap.

1.1 Kelebihan Teras

• Operasi Kuasa Rendah:Direka untuk penggunaan kuasa yang minimum, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sensitif tenaga.
• Keterlihatan Tinggi:Menawarkan penampilan aksara yang sangat baik dengan segmen yang berterusan dan seragam serta sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan dari pelbagai kedudukan.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:Sebagai peranti berasaskan LED, ia mempunyai jangka hayat operasi yang panjang, rintangan hentaman, dan prestasi yang konsisten berbanding paparan mekanikal atau berasaskan filamen.
• Antara Muka Standard:Keperluan pemacu yang serasi dengan I.C. memudahkan integrasi dengan litar mikropengawal dan logik biasa.
• Prestasi Dikategorikan:Peranti dikategorikan berdasarkan keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi berbilang digit.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter elektrik, optik dan fizikal utama yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi untuk paparan.

• Kadar Maksimum Mutlak:Ini adalah had tekanan yang tidak boleh dilampaui dalam sebarang keadaan untuk mengelakkan kerosakan kekal.
  • Penyerakan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum. Ini menghadkan kesan gabungan arus kehadapan dan susutan voltan merentasi setiap segmen LED.
  • Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:25 mA maksimum pada 25°C. Faktor penurunan linear 0.33 mA/°C digunakan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C.
  • Arus Kehadapan Puncak per Segmen:60 mA maksimum, tetapi hanya dalam keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1 ms). Ini membolehkan pemanduan berlebihan ringkas untuk mencapai kecerahan puncak yang lebih tinggi dalam aplikasi berbilang.
  • Voltan Songsang per Segmen:5 V maksimum. Melebihi ini boleh merosakkan simpang PN LED.
  • Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
  • Suhu Pateri:260°C selama 3 saat pada jarak 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah parameter kritikal untuk proses pateri gelombang atau aliran balik.
• Ciri-ciri Elektrik/Optik (pada T_A=25°C):Ini adalah parameter operasi tipikal.
  • Voltan Kehadapan (V_F):2.05V (Min), 2.6V (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi segmen aktif apabila didorong dengan arus yang ditentukan.
  • Arus Songsang (I_R):100 µA maksimum pada V_R=5V. Ini menunjukkan arus bocor minimum apabila LED terpincang songsang.

2.2 Ciri-ciri Optik

Parameter optik mengukur keluaran cahaya dan sifat warna paparan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):320 µcd (Min), 900 µcd (Tip) pada I_F=1mA. Ini adalah ukuran kecerahan yang dirasakan bagi segmen seperti yang diukur oleh sensor yang ditapis untuk sepadan dengan tindak balas fotopik mata manusia (lengkung CIE). Julat yang luas menunjukkan proses pengkategorian.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 maksimum pada I_F=10mA. Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen berbeza bagi digit yang sama atau antara unit berbeza, memastikan keseragaman visual.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):611 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik adalah paling besar.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):605 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia yang paling sepadan dengan warna cahaya yang dipancarkan, mentakrifkan warna jingga kuningnya.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan; nilai yang lebih kecil bermakna warna yang lebih monokromatik (tulen).

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini merujuk kepada proses pengisihan (pengkategorian) selepas pengeluaran.

• Pengkategorian Keamatan Bercahaya:Selepas pembuatan, LED diuji dan dikumpulkan berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada arus ujian piawai (contohnya, 1mA atau 10mA). Nilai tipikal yang ditentukan iaitu 900 µcd dan minimum 320 µcd mentakrifkan kategori yang mungkin. Menggunakan bahagian yang dikategorikan memastikan tahap kecerahan yang konsisten merentasi semua segmen paparan berbilang digit, yang penting untuk keseragaman estetik dan fungsi dalam produk akhir. Pereka bentuk harus merujuk kepada pengeluar untuk ketersediaan kod kategori tertentu dan spesifikasi untuk perolehan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun petikan PDF yang disediakan menyebut "Lengkung Ciri-ciri Elektrik / Optik Tipikal," graf khusus tidak disertakan dalam teks. Biasanya, lengkung sedemikian akan merangkumi:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-V):Graf ini akan menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus pemacu, biasanya secara sub-linear, menyerlahkan perubahan kecekapan.
• Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan:Menggambarkan hubungan eksponen I-V diod, penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, yang penting untuk pengurusan haba dalam aplikasi suhu tinggi atau kecerahan tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan panjang gelombang puncak dan dominan serta separuh lebar spektrum secara visual.

Pereka bentuk harus sentiasa merujuk kepada lembaran data lengkap dengan graf untuk memahami hubungan ini sepenuhnya untuk reka bentuk litar yang kukuh.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti digambarkan sebagai paparan ketinggian digit 0.8 inci, yang sepadan dengan 20.32 mm untuk ketinggian aksara berangka itu sendiri. Lukisan dimensi pakej (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks) akan menentukan panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan pakej plastik, jarak kaki dan penempatan segmen. Toleransi biasanya ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan mekanikal yang tepat adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan memastikan pemasangan yang betul dalam sarung.

5.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

LTS-3401LJF ialah paparananod biasa. Ini bermakna anod semua segmen LED (dan titik perpuluhan) disambungkan secara dalaman dan dibawa keluar ke pin biasa (4, 6, 12, 17). Katod segmen individu (A-G, dan titik perpuluhan kiri/kanan) mempunyai pin mereka sendiri. Untuk menyala segmen, pin katod yang sepadan mesti didorong rendah (disambungkan ke bumi atau sinki arus) manakala pin anod biasa dikekalkan tinggi (disambungkan ke V_CCmelalui perintang penghad arus). Jadual pin adalah kritikal untuk susun atur PCB yang betul dan pembangunan rutin pemacu perisian. Beberapa pin (1, 8, 9, 16, 18) disenaraikan sebagai "TIADA PIN," bermakna ia hadir secara fizikal tetapi tidak bersambung elektrik (N/C).

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Lembaran data menyediakan parameter pateri utama: pakej boleh menahan suhu pateri 260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (1.6 mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah rujukan piawai untuk pateri gelombang. Untuk pateri aliran balik, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak sekitar 260°C akan digunakan, tetapi masa di atas likuidus harus dikawal. Adalah disyorkan untuk mengikuti garis panduan JEDEC/IPC piawai untuk mengendalikan peranti sensitif lembapan (jika berkenaan) dan mengelakkan tekanan mekanikal pada kaki semasa pemasangan. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, pembilang frekuensi, bekalan kuasa.
• Elektronik Pengguna:Jam, pemasa, perkakas dapur, paparan peralatan audio.
• Kawalan Perindustrian:Meter panel, penunjuk proses, bacaan sistem kawalan.
• Automotif Selepas Pasaran:Gauge dan paparan di mana keterlihatan tinggi dan kebolehpercayaan diperlukan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk setiap sambungan anod biasa (atau setiap segmen dalam skim berbilang) untuk menetapkan arus kehadapan. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_CC- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk yang selamat.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, litar pemacu berbilang adalah biasa. Ini melibatkan kitaran kuasa (melalui anod biasa) ke setiap digit dengan pantas sambil mempersembahkan data segmen yang sepadan untuk digit tersebut. Ini mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan dengan ketara. Pastikan kadar arus puncak (60 mA pada kitar tugas 1/10) tidak dilampaui dalam konfigurasi sedemikian.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan garis penglihatan pengguna yang dimaksudkan apabila memasang paparan.
• Pengurusan Haba:Walaupun kuasa rendah, dalam suhu ambien tinggi atau tetapan kecerahan tinggi, pastikan suhu pakej kekal dalam had dengan mempertimbangkan susun atur papan dan aliran udara.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTS-3401LJF ialah penggunaan teknologiAlInGaPuntuk pancaran jingga kuning. Berbanding teknologi lama seperti LED GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan keluaran yang lebih terang untuk arus pemacu yang sama atau penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk kecerahan yang sama. Ia juga secara amnya memberikan kestabilan dan konsistensi warna yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat. Berbanding LED putih (yang biasanya LED biru dengan salutan fosfor), peranti monokromatik ini menawarkan keberkesanan yang lebih tinggi untuk aplikasi di mana warna ambar/jingga tertentu dikehendaki, seperti dalam tetapan serasi penglihatan malam atau cahaya rendah.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

• S: Apakah tujuan sambungan "Tiada Pin"?
  
  J: Ia adalah pemegang tempat mekanikal yang membantu mengamankan pakej semasa pateri dan memberikan integriti struktur. Ia tidak boleh disambungkan ke mana-mana rangkaian elektrik dalam litar anda.
• S: Bolehkah saya memandu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?
  
  J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang penghad arus. Menyambung 5V terus ke katod (dengan anod tinggi) akan cuba menarik arus berlebihan, merosakkan kedua-dua LED dan mungkin pin mikropengawal. Kira perintang berdasarkan voltan bekalan anda dan arus segmen yang dikehendaki.
• S: Apakah maksud "Anod Biasa" untuk reka bentuk litar saya?
  
  J: Ia bermakna anda membekalkan voltan positif (V_CC) ke pin anod biasa, dan anda menyedut arus ke bumi melalui pin katod individu untuk menghidupkan segmen. Litar pemacu anda (contohnya, mikropengawal) akan mengaktifkan segmen dengan menetapkan pin I/O yang disambungkan ke katod kepada keadaan LOGIK RENDAH (0V).
• S: Bagaimanakah saya mencapai kecerahan seragam dalam reka bentuk berbilang digit?
  
  J: Sumber komponen dari kod kategori keamatan bercahaya yang sama dari pengeluar. Selain itu, pastikan nilai perintang penghad arus yang sama untuk semua segmen dan gunakan arus pemacu yang konsisten dalam skim pemanduan berbilang atau statik anda.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Digital Mudah.

Seorang pereka bentuk mencipta paparan voltmeter DC 3 digit menggunakan LTS-3401LJF. Mereka menggunakan mikropengawal dengan penukar analog-ke-digital (ADC) untuk mengukur voltan. Tiga paparan digunakan. Pin mikropengawal tidak mencukupi untuk memandu semua segmen (3 digit * 8 segmen = 24 talian) secara langsung, jadi reka bentuk berbilang dipilih. Pendaftar anjakan 8-bit tunggal dengan keluaran sinki arus malar (contohnya, 74HC595 dengan transistor luaran atau IC pemacu LED khusus) digunakan untuk mengawal semua katod segmen (A-G, DP) untuk semua digit. Tiga pin I/O mikropengawal digunakan untuk membolehkan anod biasa setiap digit secara selektif melalui transistor PNP kecil atau MOSFET. Perisian mengitar dengan pantas melalui membolehkan setiap digit (1, 2, 3) sambil mengalih keluar corak segmen yang sepadan untuk digit tersebut ke pendaftar anjakan. Ketekalan penglihatan membuatkan semua digit kelihatan terus menyala. Pereka bentuk mengira perintang penghad arus untuk talian anod biasa berdasarkan bekalan 5V, V_F2.6V, dan arus segmen purata yang dikehendaki 10mA, melaraskan untuk kitar tugas 1/3 pemultipleksan tiga digit.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTS-3401LJF adalah berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang PN semikonduktor yang diperbuat daripada AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dari bahan jenis-N bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-P dalam rantau aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga kuning (~605 nm panjang gelombang dominan). Penggunaan substrat GaAs tidak lut sinar membantu meningkatkan kontras dengan menyerap cahaya sesat, menyumbang kepada penampilan aksara paparan yang sangat baik. Tujuh segmen individu dibentuk oleh berbilang cip LED AlInGaP kecil yang disusun dalam corak, setiap satu terpencil elektrik dan boleh dialamatkan.

12. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen kekal sebagai penyelesaian yang kukuh dan kos efektif untuk bacaan berangka, landskap teknologi paparan yang lebih luas sedang berkembang. Terdapat trend ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti paparan dengan pengawal terbina dalam (antara muka I2C atau SPI) yang mengurangkan I/O mikropengawal dan kerumitan perisian yang diperlukan dengan ketara. Dari segi bahan, teknologi AlInGaP matang dan sangat cekap untuk warna ambar/merah. Untuk aplikasi warna penuh atau putih, LED berasaskan InGaN (Indium Gallium Nitride) biru/hijau/putih mendominasi. Trend masa depan mungkin termasuk voltan operasi yang lebih rendah, kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak cahaya per watt), dan integrasi paparan ke dalam substrat fleksibel atau lutsinar, walaupun ini lebih relevan dengan jenis paparan baharu berbanding peranti berangka bersegmen tradisional. Kelebihan teras LED—kebolehpercayaan, jangka hayat panjang, dan operasi voltan rendah—memastikan penggunaan berterusan mereka dalam aplikasi di mana faktor-faktor ini adalah utama.