Lembaran Data Paparan LED LTS-4301KD - Ketinggian Digit 0.4 Inci - Warna Merah Hiper - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW - Dokumentasi Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-4301KD ialah modul paparan angka digit tunggal berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas, terang dan boleh dipercayai. Fungsi terasnya adalah untuk mewakili secara visual satu digit perpuluhan (0-9) bersama-sama dengan titik perpuluhan, menggunakan teknologi semikonduktor termaju untuk prestasi optimum.

Penentudhalaan Teras:Peranti ini diposisikan sebagai penyelesaian premium berkecerahan tinggi untuk panel kawalan industri, instrumentasi, peralatan ujian, dan perkakas pengguna di mana kebolehbacaan yang sangat baik di bawah pelbagai keadaan pencahayaan adalah paling penting. Ia menyasarkan aplikasi yang menuntut kebolehpercayaan jangka panjang dan prestasi optik yang konsisten.

Kelebihan Utama:Kelebihan utama paparan ini berpunca daripada penggunaan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk cip pemancar cahaya. Teknologi ini menawarkan prestasi yang lebih unggul berbanding teknologi lama seperti GaAsP standard, terutamanya dari segi kecekapan bercahaya, ketulenan warna, dan prestasi suhu tinggi. Peranti ini dibinkan untuk keamatan bercahaya, memastikan keseragaman merentasi kumpulan pengeluaran.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci bagi parameter teknikal utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi peranti. Parameter utama diukur di bawah keadaan ujian tertentu (biasanya pada suhu ambien Ta=25°C).

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Ini adalah ukuran kuasa output cahaya seperti yang dilihat oleh mata manusia. Lembaran data menyatakan minimum 200 μcd, nilai tipikal 650 μcd, dan maksimum di bawah arus hadapan (I_F) 1mA. Pada arus pacuan lebih tinggi 10mA, keamatan tipikal meningkat dengan ketara kepada 9750 μcd. Hubungan tak linear antara arus dan kecerahan ini adalah tipikal untuk LED dan diterangkan secara terperinci dalam lengkung ciri.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Parameter ini mentakrifkan panjang gelombang spesifik di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Untuk LTS-4301KD, ini adalah 650 nanometer (nm), yang berada dalam bahagian merah dalam spektrum cahaya nampak, dikelaskan sebagai \"Merah Hiper.\"
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Pada 639 nm, ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia, yang mungkin berbeza sedikit daripada panjang gelombang puncak disebabkan bentuk spektrum pancaran. Ia mengesahkan titik warna merah.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Nilai 20 nm ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan. Lebar separuh yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik dan tulen.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):Nisbah maksimum 2:1 dinyatakan untuk segmen dalam peranti yang sama di bawah keadaan pacuan yang sama (I_F=1mA). Ini memastikan keseragaman visual merentasi semua segmen digit, mengelakkan sesetengah segmen kelihatan lebih terang daripada yang lain.

2.2 Ciri Elektrik

Memahami tingkah laku elektrik adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan jangka hayat peranti.

• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Susutan voltan merentasi segmen yang menyala apabila dipacu pada arus yang ditentukan. Nilai tipikal ialah 2.6V pada I_F=20mA, dengan minimum 2.1V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):Maksimum 100 μA dinyatakan apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan. Ini menunjukkan tahap arus bocor apabila LED terpincang songsang, yang sepatutnya minimum.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:Arus DC maksimum yang boleh dikenakan secara berterusan kepada satu segmen tanpa risiko kerosakan ialah 25 mA.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:Untuk operasi berdenyut (pada 1kHz, kitar tugas 10%), arus puncak lebih tinggi 90 mA dibenarkan. Ini membolehkan skim pemultipleksan atau pacuan lampau ringkas untuk peningkatan kecerahan.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini mentakrifkan had operasi di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Ia bukan keadaan untuk operasi normal.

• Penyerakan Kuasa per Segmen:Kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh satu segmen ialah 70 mW. Melebihi had ini berisiko menyebabkan kepanasan berlebihan dan degradasi.
• Penurunan Arus Hadapan:Lembaran data menyatakan faktor penurunan 0.28 mA/°C dari 25°C. Ini bermakna untuk setiap darjah Celsius melebihi 25°C, arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan sebanyak 0.28 mA untuk kekal dalam had terma yang selamat. Ini adalah parameter kritikal untuk persekitaran suhu tinggi.
• Julat Suhu Operasi dan Penyimpanan:Peranti ini dinilai untuk operasi dari -35°C hingga +105°C dan boleh disimpan dalam julat yang sama. Julat yang luas ini menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang keras.
• Voltan Songsang per Segmen:Mengenakan lebih daripada 5V dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan dan merosakkan LED.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data secara jelas menyatakan peranti ini \"DIBIN UNTUK KEINTENSAN BERCAHAYA.\" Ini adalah proses kawalan kualiti dan pengisihan.

Selepas pembuatan, paparan individu diuji dan diisih ke dalam \"bin\" atau kumpulan yang berbeza berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur (biasanya pada arus ujian standard seperti 1mA atau 10mA). Peranti dalam bin yang sama akan mempunyai tahap kecerahan yang sangat serupa. Ini memastikan apabila berbilang paparan digunakan dalam produk (cth., panel berbilang digit), semua digit akan mempunyai penampilan yang konsisten, mengelakkan variasi kecerahan ketara dari satu digit ke digit seterusnya. Walaupun lembaran data tidak menyenaraikan kod bin atau julat keamatan khusus, amalan ini menjamin nilai minimum dan tipikal yang dinyatakan dipenuhi dengan konsistensi tinggi.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal.\" Walaupun graf khusus tidak diterangkan secara terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung standard untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung Arus Hadapan (I_F) vs. Voltan Hadapan (V_F):Ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal untuk diod. Voltan \"lutut\" adalah sekitar V_Ftipikal 2.6V. Pereka bentuk menggunakan ini untuk menetapkan voltan pacuan yang sesuai.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (I_F):Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Ia secara amnya linear dalam satu julat tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi. Titik data (200 μcd @1mA, 9750 μcd @10mA) menunjukkan tindak balas yang sangat cekap dan super-linear.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat. Faktor penurunan (0.28 mA/°C) berkaitan secara langsung dengan kecerunan ciri ini. Teknologi AlInGaP secara amnya mempunyai prestasi suhu tinggi yang lebih baik daripada bahan lama, tetapi output cahaya masih berkurangan dengan haba.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada 650 nm (λ_p) dan lebar 20 nm (Δλ) pada separuh keamatan maksimum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LTS-4301KD menggunakan pakej LED digit tunggal standard dengan pin lubang tembus untuk dipasang pada papan litar bercetak (PCB).

• Ketinggian Digit:0.4 inci (10.16 mm), yang mentakrifkan saiz fizikal nombor yang dipaparkan.
• Penampilan Pakej:Peranti ini mempunyai muka kelabu (latar belakang paparan) dengan segmen putih. Gabungan warna ini memberikan kontras tinggi apabila segmen merah menyala.
• Konfigurasi Pin:Peranti ini mempunyai 10 pin dalam pakej dua baris. Gambarajah litar dalaman dan jadual sambungan pin menunjukkan ia adalah jenisKatod Sejagat. Ini bermakna semua katod (terminal negatif) bagi segmen LED individu (A-G dan DP) disambungkan secara dalaman kepada dua pin sejagat (pin 3 dan pin 8). Setiap anod segmen (terminal positif) mempunyai pin khususnya sendiri. Konfigurasi ini adalah biasa dan memudahkan pemultipleksan dalam paparan berbilang digit.
• Dimensi dan Toleransi:Semua dimensi diberikan dalam milimeter. Toleransi umum adalah ±0.25mm, dengan toleransi anjakan hujung pin khusus ±0.4mm untuk mengambil kira variasi semasa proses pembentukan pendawaian.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Lembaran data memberikan keadaan pateri khusus untuk mengelakkan kerosakan terma semasa pemasangan.

• Pateri Gelombang atau Tangan:Keadaan yang disyorkan adalah memateri pada 260°C untuk maksimum 3 saat, dengan keadaan hujung besi pateri mestilah sekurang-kurangnya 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan badan pakej. Ini mengelakkan haba berlebihan bergerak ke atas pendawaian dan merosakkan die semikonduktor dalaman dan ikatan wayar.
• Langkah Berjaga-jaga Terma Umum:Suhu unit semasa keseluruhan proses pemasangan tidak boleh melebihi penarafan suhu maksimum yang dinyatakan dalam bahagian Penarafan Maksimum Mutlak. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi, walaupun di bawah suhu pateri, harus dielakkan.
• Keadaan Penyimpanan:Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asalnya dalam persekitaran dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan (-35°C hingga +105°C) dan pada kelembapan rendah untuk mengelakkan pengoksidaan pendawaian.

7. Cadangan Aplikasi

Senario Aplikasi Tipikal:

• Instrumentasi Industri:Meter panel, pengawal proses, paparan pemasa.
• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, pembilang frekuensi, bekalan kuasa.
• Perkakas Pengguna:Ketuhar gelombang mikro, mesin basuh, paparan peralatan audio.
• Pemasangan Semula Automotif:Gauge dan bacaan (di mana spesifikasi persekitaran sesuai).

Pertimbangan Reka Bentuk:

• Had Arus:SENTIASA gunakan perintang had arus bersiri untuk setiap segmen atau litar pemacu arus malar. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V, V_Ftipikal 2.6V, dan I_Fyang dikehendaki 10mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohm.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, konfigurasi katod sejagat adalah sesuai untuk pemultipleksan. Dengan mengaktifkan secara berurutan katod sejagat satu digit sambil memacu anod untuk segmen yang dikehendaki, banyak digit boleh dikawal dengan pin I/O yang lebih sedikit. Penarafan arus puncak (90mA @ 10% kitar tugas) membolehkan ini.
• Sudut Pandangan:Lembaran data mendakwa \"sudut pandangan yang luas,\" yang bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari sisi.
• Pengurusan Terma:Dalam aplikasi suhu ambien tinggi atau apabila memacu pada arus tinggi, pertimbangkan faktor penurunan arus. Pastikan jarak yang mencukupi pada PCB untuk penyerakan haba.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTS-4301KD ialah penggunaanteknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida)untuk cip LED, berbanding paparan lama yang menggunakan GaAsP atau GaP merah standard.

• vs. LED GaAsP/GaP Merah Tradisional:AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, bermakna output yang lebih terang pada arus pacuan yang sama. Ia juga memberikan ketepuan warna yang lebih baik (merah yang lebih dalam dan tulen pada 650nm berbanding ~630nm untuk merah standard) dan kestabilan prestasi yang lebih unggul merentasi suhu dan masa.
• vs. Warna/Saiz Lain:Dalam barisan pengeluar, peranti Merah Hiper 0.4\" ini akan dibandingkan dengan ketinggian digit lain (cth., 0.3\\

  Terminologi Spesifikasi LED

  Penjelasan lengkap istilah teknikal LED

  Prestasi Fotoelektrik

  Istilah	Unit/Perwakilan	Penjelasan Ringkas	Mengapa Penting
  Keberkesanan Bercahaya	lm/W (lumen per watt)	Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga.	Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik.
  Fluks Bercahaya	lm (lumen)	Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan".	Menentukan sama ada cahaya cukup terang.
  Sudut Pandangan	° (darjah), cth., 120°	Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran.	Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman.
  CCT (Suhu Warna)	K (Kelvin), cth., 2700K/6500K	Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk.	Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai.
  CRI / Ra	Tanpa unit, 0–100	Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik.	Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium.
  SDCM	Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah"	Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten.	Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama.
  Panjang Gelombang Dominan	nm (nanometer), cth., 620nm (merah)	Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna.	Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau.
  Taburan Spektrum	Lengkung panjang gelombang vs keamatan	Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang.	Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti.

  Parameter Elektrik

  Istilah	Simbol	Penjelasan Ringkas	Pertimbangan Reka Bentuk
  Voltan Hadapan	Vf	Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan".	Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri.
  Arus Hadapan	If	Nilai arus untuk operasi LED normal.	Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat.
  Arus Denyut Maks	Ifp	Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat.	Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan.
  Voltan Songsang	Vr	Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan.	Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan.
  Rintangan Terma	Rth (°C/W)	Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik.	Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat.
  Kekebalan ESD	V (HBM), cth., 1000V	Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah.	Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif.

  Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan

  Istilah	Metrik Utama	Penjelasan Ringkas	Kesan
  Suhu Simpang	Tj (°C)	Suhu operasi sebenar di dalam cip LED.	Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna.
  Susut Nilai Lumen	L70 / L80 (jam)	Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal.	Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED.
  Penyelenggaraan Lumen	% (cth., 70%)	Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa.	Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang.
  Anjakan Warna	Δu′v′ atau elips MacAdam	Darjah perubahan warna semasa penggunaan.	Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan.
  Penuaan Terma	Kerosakan bahan	Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang.	Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka.

  Pembungkusan & Bahan

  Istilah	Jenis Biasa	Penjelasan Ringkas	Ciri & Aplikasi
  Jenis Pakej	EMC, PPA, Seramik	Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma.	EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang.
  Struktur Cip	Depan, Flip Chip	Susunan elektrod cip.	Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi.
  Salutan Fosfor	YAG, Silikat, Nitrida	Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih.	Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI.
  Kanta/Optik	Rata, Mikrokanta, TIR	Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya.	Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya.

  Kawalan Kualiti & Pengelasan

  Istilah	Kandungan Pembin	Penjelasan Ringkas	Tujuan
  Bin Fluks Bercahaya	Kod cth. 2G, 2H	Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks.	Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama.
  Bin Voltan	Kod cth. 6W, 6X	Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan.	Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem.
  Bin Warna	Elips MacAdam 5-langkah	Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat.	Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat.
  Bin CCT	2700K, 3000K dll.	Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan.	Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza.

  Pengujian & Pensijilan

  Istilah	Piawaian/Ujian	Penjelasan Ringkas	Kepentingan
  LM-80	Ujian penyelenggaraan lumen	Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan.	Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21).
  TM-21	Piawaian anggaran hayat	Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80.	Menyediakan ramalan hayat saintifik.
  IESNA	Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan	Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma.	Asas ujian diiktiraf industri.
  RoHS / REACH	Pensijilan alam sekitar	Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri).	Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa.
  ENERGY STAR / DLC	Pensijilan kecekapan tenaga	Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan.	Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing.