Dokumen Teknikal LTS-10304JD Paparan LED - Ketinggian Digit 1.0 Inci - Hiper Merah 650nm - Arus Kehadapan 24mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-10304JD ialah paparan LED tujuh segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan nombor yang jelas dengan penggunaan kuasa rendah. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan penunjuk nombor yang sangat kelihatan dan boleh dipercayai. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan cip LED HYPER MERAH AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide), yang menawarkan kecerahan dan kecekapan yang tinggi. Teknologi ini, yang ditumbuhkan pada substrat GaAs, terkenal dengan prestasi unggul dalam spektrum merah. Paparan ini mempunyai muka hitam dengan segmen putih, menghasilkan penampilan kontras tinggi yang meningkatkan kebolehbacaan. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya dan ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk elektronik moden dengan pertimbangan alam sekitar.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan ini. Pada arus ujian piawai 1mA per segmen, keamatan bercahaya purata (Iv) berjulat dari minimum 410 µcd hingga nilai tipikal 2200 µcd. Kecerahan tinggi ini boleh dicapai pada arus pacuan yang sangat rendah, satu ciri utama. Panjang gelombang dominan (λd) biasanya 639 nm, dengan panjang gelombang pancaran puncak (λp) 650 nm, meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan hiper-merah spektrum cahaya nampak. Lebar separuh garis spektrum (Δλ) ialah 20 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak tulen. Padanan keamatan bercahaya antara segmen ditetapkan pada nisbah maksimum 2:1, memastikan penampilan seragam merentasi digit apabila dipacu di bawah keadaan yang sama.

2.2 Kadar Elektrik dan Terma

Parameter elektrik menentukan had dan keadaan operasi. Arus kehadapan berterusan mutlak maksimum per segmen ialah 24 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaran 0.28 mA/°C apabila suhu meningkat. Arus kehadapan puncak 90 mA dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Voltan kehadapan (Vf) per segmen biasanya berjulat dari 4.2V hingga maksimum 5.2V pada arus pacuan 20mA. Kadar voltan songsang maksimum ialah 10V. Penyerakan kuasa per segmen dinilai pada 134 mW. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi dan penyimpanan -35°C hingga +105°C, menunjukkan ketahanan untuk pelbagai persekitaran. Pateri mesti dilakukan pada suhu maksimum 260°C selama tidak lebih daripada 3 saat pada jarak 1.6mm di bawah satah dudukan.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

3.1 Dimensi Fizikal dan Lukisan

Peranti ini mempunyai ketinggian digit 1.0 inci (25.4 mm). Dimensi pakej disediakan dalam datasheet dengan semua ukuran dalam milimeter. Toleransi piawai ialah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota khusus menunjukkan toleransi anjing hujung pin +0.4 mm, yang penting untuk susun atur PCB dan perancangan pemasangan. Lukisan biasanya menunjukkan panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan pakej, dimensi segmen digit, serta jarak dan diameter tepat bagi 14 pin.

3.2 Konfigurasi Pin dan Pengenalpastian Polarity

LTS-10304JD ialah paparan katod sepunya. Ia mempunyai 14 pin, tidak semua aktif. Sambungan pin adalah seperti berikut: Pin 1 (Anod E), Pin 2 (Anod D), Pin 3 (Tiada Pin), Pin 4 (Katod Sepunya), Pin 5 (Anod C), Pin 6 (Anod D.P. - Titik Perpuluhan), Pin 7 (Tiada Pin), Pin 8 (Anod B), Pin 9 (Anod A), Pin 10 (Tiada Pin), Pin 11 (Katod Sepunya), Pin 12 (Anod F), Pin 13 (Tiada Pin), Pin 14 (Anod G). Kehadiran dua pin katod sepunya (4 dan 11) membolehkan reka bentuk litar yang fleksibel. Titik perpuluhan terletak di sebelah kanan digit.

3.3 Gambar Rajah Litar Dalaman

Gambar rajah litar dalaman menunjukkan sambungan elektrik bagi tujuh segmen (A hingga G) dan titik perpuluhan (DP). Semua anod segmen diasingkan antara satu sama lain, manakala katodnya disambungkan bersama ke pin katod sepunya. Konfigurasi ini adalah piawai untuk paparan katod-sepunya yang boleh dipelbagaikan, di mana segmen individu dihidupkan dengan menggunakan voltan positif pada pin anod masing-masing sambil menyalurkan arus melalui katod sepunya.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepada lengkung ciri elektrik dan optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-V): Graf ini akan menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pacuan, menunjukkan kecekapan tinggi pada arus rendah (contohnya, 1mA).Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan: Menggambarkan ciri IV diod, penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran: Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, yang kritikal untuk memahami keperluan pengurusan terma.Taburan Spektrum: Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, berpusat sekitar 650 nm dengan lebar separuh 20 nm yang ditetapkan.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pemasangan mesti mematuhi had terma yang ditetapkan untuk mengelakkan kerosakan. Suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C, dan komponen harus dikenakan suhu ini selama maksimum 3 saat. Ukuran ini diambil 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan pakej. Parameter ini serasi dengan profil pateri alir semula bebas plumbum piawai. Adalah penting untuk memastikan reka bentuk pad PCB sepadan dengan tapak kaki yang disyorkan untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa menyebabkan tekanan mekanikal pada pin pakej LED.

6. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk peranti elektronik berkuasa bateri atau kuasa rendah yang memerlukan penunjuk nombor yang jelas. Aplikasi biasa termasuk instrumentasi mudah alih, elektronik pengguna (jam, pemasa, penimbang), panel kawalan industri, peranti perubatan, dan paparan papan pemuka automotif (untuk fungsi sekunder). Operasi arus rendahnya memanjangkan jangka hayat bateri dengan ketara.

6.2 Reka Bentuk Litar dan Kaedah Pemacu

Untuk menggunakan keupayaan arus rendah, pereka boleh menggunakan perintang penghad arus ringkas atau pemacu arus malar. Untuk mempelbagaikan berbilang digit (walaupun ini adalah unit satu digit, prinsipnya terpakai kepada sistem berbilang digit yang menggunakan paparan serupa), konfigurasi katod-sepunya mudah dipacu dengan menyalurkan arus melalui transistor atau IC pemacu khusus di sebelah katod sambil mengaktifkan anod segmen secara berurutan. Voltan kehadapan tipikal 4.2-5.2V pada 20mA bermakna paparan selalunya memerlukan voltan bekalan lebih tinggi daripada 5V untuk pemacu langsung dengan perintang; penukar peningkatan atau pemacu LED khusus mungkin diperlukan dalam sistem 3.3V atau 5V untuk mencapai kecerahan penuh. Pada arus rendah yang disyorkan 1mA per segmen, susutan voltan akan lebih rendah, berpotensi membolehkan operasi dari rel 5V.

6.3 Nota Reka Bentuk Terma dan Optik

Walaupun peranti mempunyai julat suhu operasi yang luas, mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah akan mengekalkan output bercahaya dan kebolehpercayaan jangka panjang. Jarak yang mencukupi pada PCB dan, jika perlu, via terma boleh membantu. Nisbah kontras tinggi (muka hitam, segmen putih) dioptimumkan untuk pandangan langsung. Untuk kebolehbacaan terbaik dalam cahaya ambien terang, pastikan paparan tidak dikalahkan oleh sumber cahaya luaran; bingkai tenggelam atau penapis boleh memberi manfaat.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LTS-10304JD terletak padateknologi AlInGaP Hiper Merahdigabungkan denganoperasi arus rendah. Berbanding dengan LED GaAsP lama atau LED GaP merah piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan setara pada arus yang jauh lebih rendah. Berbanding dengan paparan arus rendah lain, spesifikasinya untuk operasi serendah 1mA per segmen dengan keamatan yang dipadankan adalah kelebihan utama untuk reka bentuk kuasa ultra-rendah. Pembinaan bebas plumbum, mematuhi RoHS menyelaraskannya dengan piawaian pembuatan moden, tidak seperti beberapa komponen warisan.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

J: Tidak terus untuk kecerahan penuh. Pada 20mA, voltan kehadapan (4.2-5.2V) sangat hampir dengan atau melebihi 5V, meninggalkan sedikit susutan voltan untuk perintang penghad arus. Anda memerlukan litar pemacu. Walau bagaimanapun, pada 1mA, voltan kehadapan lebih rendah, menjadikannya lebih boleh dilaksanakan, walaupun IC pemacu masih disyorkan untuk kawalan dan pemultipleksan.

S: Apakah tujuan dua pin katod sepunya?

J: Ia disambungkan secara dalaman. Menyediakan dua pin membantu mengagihkan arus, mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin/jejak PCB, dan menawarkan fleksibiliti susun atur. Anda boleh menggunakan satu atau kedua-duanya, tetapi menyambung kedua-duanya adalah amalan yang baik.

S: Bagaimana keamatan bercahaya "dikategorikan"?

J: Datasheet menunjukkan bahagian-bahagian dikategorikan (dibin) untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna semasa pembuatan, unit diuji dan disusun ke dalam kumpulan keamatan yang berbeza. Datasheet menyediakan julat min/tipikal (410-2200 µcd @1mA). Untuk padanan tepat dalam aplikasi kritikal, rujuk pengeluar untuk kod pembin tertentu.

S: Apakah maksud "segmen dipadankan"?

J: Ia bermakna ciri elektrik dan optik (seperti voltan kehadapan dan keamatan bercahaya) dipadankan dengan rapat dari satu segmen ke segmen lain dalam peranti yang sama. Ini memastikan kecerahan seragam apabila semua segmen dipacu dengan arus yang sama, yang tidak selalu dijamin dalam paparan gred rendah.

9. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk perakam data persekitaran kuasa rendah yang memaparkan suhu pada bacaan 4 digit. Menggunakan empat paparan LTS-10304JD, seorang pereka akan mencipta litar pemultipleksan. Mikropengawal kuasa rendah akan mengaktifkan katod sepunya setiap digit secara berurutan melalui transistor NPN kecil sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit tersebut pada satu set pin I/O (mungkin melalui daftar anjakan atau pengembang port untuk menjimatkan pin). Dengan menetapkan arus pacuan segmen kepada 2-3mA (jauh di bawah maksimum), kebolehbacaan yang sangat baik dicapai sambil meminimumkan jumlah penggunaan kuasa sistem. Nisbah kontras tinggi memastikan paparan boleh dibaca dalam keadaan dalaman dan luar teduh. Julat suhu luas paparan sepadan dengan spesifikasi operasi perakam.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan LED tujuh segmen ialah himpunan berbilang diod pemancar cahaya yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap daripada tujuh bar (segmen A-G) dan titik perpuluhan (DP) ialah LED individu. Dalam konfigurasi katod sepunya seperti LTS-10304JD, katod semua LED dalaman ini disambungkan bersama ke satu atau lebih pin sepunya. Untuk menerangi segmen tertentu, voltan positif mesti digunakan pada pin anod khususnya sementara katod sepunya disambungkan ke bumi (atau voltan lebih rendah), melengkapkan litar dan membenarkan arus mengalir. Dengan mengawal kombinasi segmen yang diterangi, angka 0-9 dan beberapa huruf boleh dibentuk. Sistem bahan AlInGaP memancarkan cahaya apabila elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif di bawah pincang kehadapan, dengan komposisi aloi khusus menentukan panjang gelombang warna merah.

11. Trend dan Konteks Teknologi

Pembangunan teknologi LED AlInGaP pada tahun 1990-an merupakan kejayaan besar untuk LED merah, oren, dan kuning berkeamatan tinggi. Ia sebahagian besarnya menggantikan teknologi GaAsP dan GaP yang kurang cekap dalam aplikasi yang memerlukan keterlihatan tinggi. Trend dalam komponen paparan terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak cahaya per watt), voltan operasi yang lebih rendah, dan integrasi. Walaupun paparan tujuh segmen diskret kekal penting untuk banyak aplikasi, terdapat trend selari ke arah paparan matriks titik bersepadu dan OLED untuk grafik yang lebih kompleks. Walau bagaimanapun, untuk bacaan nombor ringkas, kebolehpercayaan tinggi, kuasa rendah, dan kecerahan tinggi, paparan tujuh segmen berasaskan AlInGaP seperti LTS-10304JD terus menjadi penyelesaian pilihan dan kos efektif, terutamanya dalam konteks industri dan automotif di mana ketahanan dan jangka hayat panjang adalah penting.