Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTS-3403LJG - Ketinggian Digit 0.8 Inci - AlInGaP Hijau - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3403LJG ialah modul paparan tujuh segmen satu digit berprestasi tinggi yang direka untuk bacaan angka yang jelas dalam pelbagai aplikasi elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output aksara digital yang sangat mudah dibaca. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk cip LED. Sistem bahan ini terkenal dengan penghasilan pancaran cahaya berkecekapan tinggi dalam spektrum hijau ke merah, menawarkan kecerahan dan ketulenan warna yang lebih baik berbanding teknologi lama. Paparan ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Penggunaan kuasa rendah dan keserasian dengan litar bersepadu piawai menjadikannya sesuai untuk pasaran sasaran yang luas, termasuk elektronik pengguna, instrumentasi industri, peralatan ujian dan pengukuran, serta sistem terbenam yang memerlukan petunjuk angka yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Metrik prestasi utama ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai pada suhu ambien (Ta) 25°C.Keamatan Bercahaya Purata (Iv)ditentukan dengan minimum 320 µcd, nilai tipikal 900 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan, apabila didorong pada arus hadapan (IF) 1mA. Parameter ini menunjukkan kecerahan segmen yang menyala seperti yang dilihat. Output cahaya dikategorikan, bermakna peranti dikelaskan mengikut keamatan bercahaya yang diukur, memastikan konsistensi tahap kecerahan untuk kumpulan pengeluaran.

Ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)biasanya 571 nanometer (nm) pada IF=20mA, yang meletakkan cahaya yang dipancarkan dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak.Panjang Gelombang Dominan (λd)biasanya 572 nm, metrik berkait rapat yang menerangkan warna yang dilihat.Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)biasanya 15 nm, menunjukkan lebar jalur spektrum yang agak sempit, yang menyumbang kepada warna hijau tulen dan tepu. Keamatan bercahaya diukur menggunakan sensor dan penapis yang ditentukur kepada lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai sepadan dengan persepsi visual manusia.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi.Voltan Hadapan per Segmen (VF)mempunyai nilai tipikal 2.6V dan maksimum 2.6V apabila IF=10mA. Ini adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.

ThePenarafan Maksimum Mutlakmenetapkan sempadan untuk operasi selamat. Arus hadapan berterusan maksimum per segmen ialah 25 mA. Faktor penurunan nilai 0.33 mA/°C digunakan secara linear dari 25°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan kerosakan haba. Voltan songsang maksimum per segmen ialah 5V. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti.

2.3 Ciri Terma

Pengurusan haba diimplikasikan melalui spesifikasi penurunan nilai untuk arus hadapan berterusan. Peranti ini dinilai untukJulat Suhu Operasidaripada -35°C hingga +85°C danJulat Suhu Penyimpananyang sama.Suhu Pateripenarafan menentukan bahawa peranti boleh menahan 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan semasa proses pateri gelombang atau alir semula. Pematuhan kepada garis panduan ini adalah penting untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED dalaman dan ikatan wayar.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menyatakan dengan jelas bahawa peranti inidikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna semasa pembuatan, paparan LED diuji dan disusun ke dalam kategori berbeza berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (biasanya 1mA, mengikut spesifikasi Iv). Proses pengkategorian ini memastikan pengguna akhir menerima produk dengan tahap kecerahan yang konsisten, yang penting untuk aplikasi di mana berbilang digit digunakan bersebelahan untuk mengelakkan variasi ketara dalam keamatan segmen. Walaupun dokumen tidak memperincikan kod atau julat kategori tertentu, amalan ini menjamin tahap prestasi minimum (320 µcd) dan mengumpulkan peranti dengan ciri output yang serupa bersama-sama.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepadaLengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam petikan teks, lengkung sedemikian adalah piawai dalam dokumentasi LED. Ia biasanya termasuk:

• Lengkung Arus Hadapan (IF) vs. Voltan Hadapan (VF):Ini menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan, penting untuk mereka bentuk litar pemacu yang betul. Voltan lutut biasanya sekitar VF yang dinyatakan iaitu 2.05-2.6V.
• Lengkung Keamatan Bercahaya (Iv) vs. Arus Hadapan (IF):Graf ini menggambarkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia secara amnya linear dalam julat tertentu tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan had haba dan kecekapan.
• Lengkung Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Ini menunjukkan kesan pemadaman haba, di mana output cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini mengukuhkan kepentingan spesifikasi penurunan nilai arus.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~571nm dan separuh lebar yang sempit, mengesahkan pancaran warna hijau tulen.

Lengkung ini memberikan pereka pemahaman yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai, membolehkan reka bentuk sistem yang lebih teguh dan optimum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini disediakan denganlukisan dimensi pakejterperinci. Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan ini adalah kritikal untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak), memastikan tapak kaki dan kawasan larangan direka dengan betul. Paparan ini direka untukpemasangan mudah pada papan P.C. atau soket, mencadangkan ia mempunyai pin yang sesuai untuk pateri lubang tembus atau dimasukkan ke dalam soket yang serasi. Penerangan fizikal menyatakanmuka kelabu dan segmen putih, yang merupakan ciri mekanikal utama yang mempengaruhi estetik dan kebolehbacaan.

6. Sambungan Pin dan Litar Dalaman

LTS-3403LJG ialah paparan jeniskatod sepunya. Ini bermakna katod (terminal negatif) semua segmen LED disambungkan bersama secara dalaman dan dibawa keluar ke pin sepunya, manakala anod (terminal positif) setiap segmen mempunyai pin khususnya sendiri. Jadual sambungan pin menyenaraikan 17 pin, dengan beberapa ditanda sebagai \"TIADA PIN\" (mungkin tidak digunakan atau hadir secara mekanikal sahaja). Pin aktif mengawal segmen A hingga G, dua titik perpuluhan (Titik Perpuluhan Kiri dan Kanan, L.D.P dan R.D.P), dan lima sambungan katod sepunya (pin 4, 6, 12, 17, dan satu diimplikasikan oleh penerangan katod sepunya).Gambarajah litar dalamanakan mewakili secara visual seni bina katod sepunya ini, menunjukkan bagaimana berbilang pin katod diikat bersama secara dalaman untuk mengagihkan arus dan berpotensi membantu dalam penyebaran haba.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang disediakan ialahspesifikasi suhu pateri: 260°C selama 3 saat pada 1/16 inci di bawah satah dudukan. Ini adalah profil JEDEC piawai untuk pateri gelombang atau alir semula komponen lubang tembus. Pereka mesti memastikan proses pemasangan mereka mematuhi had ini untuk mengelakkan kejutan haba, yang boleh memecahkan pakej epoksi atau merosakkan die semikonduktor. Pengendalian umum harus mengikuti langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai untuk peranti semikonduktor. Keadaan penyimpanan ditakrifkan oleh julat suhu penyimpanan -35°C hingga +85°C.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk sebarang aplikasi yang memerlukan satu digit angka yang sangat kelihatan. Kegunaan biasa termasuk: meter panel untuk voltan, arus, atau suhu; jam dan pemasa digital; unit papan mata; kaunter pengeluaran; kod penunjuk status pada perkakas atau peralatan industri; dan sebagai sebahagian daripada paparan berbilang digit yang lebih besar dalam sistem di mana digit dipelbagaikan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri untuk setiap anod segmen. Nilai perintang dikira berdasarkan voltan bekalan (Vcc), voltan hadapan LED (VF, gunakan maksimum 2.6V untuk kebolehpercayaan), dan arus hadapan yang dikehendaki (IF, kekal di bawah 25mA berterusan). Formula: R = (Vcc - VF) / IF.
• Litar Pemacu:Sebagai paparan katod sepunya, katod biasanya disambungkan ke bumi atau ditukar ke bumi oleh IC pemacu (seperti penyahkod/pemacu 7-segmen atau pin GPIO mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai sink). Anod didorong tinggi melalui perintang pembatas arus.
• Pempelbagaian:Untuk sistem berbilang digit yang menggunakan paparan serupa, pempelbagaian adalah teknik biasa untuk mengawal banyak segmen dengan pin I/O yang lebih sedikit. Ini melibatkan kitaran kuasa pantas kepada katod sepunya setiap digit sambil mempersembahkan data segmen sepadan pada talian anod dikongsi. Penggunaan kuasa rendah dan keserasian LTS-3403LJG menjadikannya sesuai untuk aplikasi pempelbagaian.
• Sudut Pandangan:Lembaran data mendakwa sudut pandangan yang luas, yang harus disahkan dalam lukisan mekanikal atau disahkan untuk keperluan aplikasi khusus.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTS-3403LJG ialah penggunaanteknologi AlInGaPdanketinggian digit 0.8 incikhususnya. Berbanding teknologi lama seperti LED GaP atau GaAsP piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan paparan yang lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang serupa pada kuasa yang lebih rendah. Ketinggian 0.8 inci (20.32mm) adalah saiz piawai yang menawarkan keseimbangan baik antara keterlihatan dan penggunaan ruang papan. Reka bentuk muka kelabu/segmen putih meningkatkan kontras berbanding pakej semua hitam atau semua hijau. Konfigurasi katod sepunya adalah yang paling biasa dan disokong secara meluas oleh IC pemacu dan pustaka mikropengawal.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan mempunyai berbilang pin katod sepunya (cth., pin 4, 6, 12, 17)?

J: Berbilang pin katod membantu mengagihkan jumlah arus pulangan dari semua segmen yang menyala, mengurangkan ketumpatan arus dalam mana-mana pin tunggal dan jejak PCB. Ini meningkatkan kebolehpercayaan dan mungkin membantu dalam penyebaran haba dari cip LED. Ia disambungkan secara dalaman, jadi secara elektrik ia adalah nod yang sama.

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

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang pembatas arus bersiri dengan setiap segmen. Menyambungkan sumber 5V terus ke anod (dengan katod dibumikan) akan cuba menarik arus yang sangat besar, berpotensi memusnahkan segmen LED dan merosakkan pin mikropengawal.

S: Apakah maksud \"Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m) 2:1\"?

J: Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti apabila diukur di bawah keadaan yang sama (IF=1mA). Nisbah 2:1 bermakna segmen paling terang tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada segmen paling malap, memastikan keseragaman merentasi digit.

S: Bagaimanakah saya mengira perintang pembatas arus yang sesuai?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (Vbekalan - VF) / IF. Contohnya, dengan bekalan 5V (Vbekalan), VF maksimum 2.6V, dan IF yang dikehendaki 10mA (0.01A): R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohm. Perintang piawai 220 atau 270 Ohm akan sesuai.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Pertimbangkan mereka bentuk voltmeter digital mudah yang memaparkan 0-9.9V. Sistem menggunakan mikropengawal dengan penukar analog-ke-digital (ADC) untuk mengukur voltan. Perisian tegar mikropengawal membaca ADC, menukar nilai kepada dua digit BCD (Perpuluhan Dikod Binari), dan memacu dua paparan LTS-3403LJG dalam konfigurasi pempelbagaian. Satu paparan menunjukkan tempat puluh (0-9) dan satu lagi menunjukkan tempat satu dan titik perpuluhan. Katod sepunya setiap paparan disambungkan ke pin mikropengawal berasingan yang dikonfigurasikan sebagai sink litar terbuka/output rendah. Tujuh anod segmen (A-G) dan anod titik perpuluhan kanan disambungkan ke pin mikropengawal lain melalui perintang pembatas arus 220-ohm individu, dikongsi antara kedua-dua paparan. Perisian tegar dengan cepat menukar katod paparan mana yang dibumikan sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit khusus itu. Pendekatan ini menggunakan hanya 8 pin untuk segmen + 2 pin untuk kawalan digit = 10 pin I/O, bukannya 16+ pin yang diperlukan untuk pemacu statik. Teknologi AlInGaP memastikan bacaan terang dan jelas walaupun dalam persekitaran yang terang.

12. Pengenalan Prinsip Teknikal

LTS-3403LJG adalah berdasarkanteknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Ini adalah semikonduktor sebatian III-V di mana tenaga jurang jalur--perbezaan tenaga antara jalur valens dan jalur konduksi--boleh ditala dengan melaraskan nisbah Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus. Untuk pancaran hijau, jurang jalur direkayasa menjadi lebih kurang 2.2-2.3 elektron volt (eV). Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke kawasan aktif di mana ia bergabung semula. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (λ) foton yang dipancarkan adalah berkadar songsang dengan tenaga jurang jalur (Eg), seperti yang diterangkan oleh persamaan λ = hc/Eg (di mana h ialah pemalar Planck dan c ialah kelajuan cahaya). Komposisi khusus menghasilkan foton dengan panjang gelombang sekitar 571-572 nm, yang dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya hijau. Substrat GaAs tidak telus menyerap sebahagian cahaya yang dipancarkan, tetapi reka bentuk dan bahan masih menghasilkan kecekapan dan kecerahan yang tinggi.

13. Trend Teknologi

Evolusi paparan tujuh segmen mencerminkan kemajuan dalam teknologi LED. Paparan awal menggunakan GaAsP atau GaP, yang mempunyai kecekapan dan julat warna yang terhad. AlInGaP, diperkenalkan pada 1990-an, mewakili lompatan besar, menawarkan kecekapan tinggi dan ketepuan warna yang sangat baik dalam spektrum merah-jingga-kuning-hijau. Untuk hijau tulen dan biru, teknologi Indium Gallium Nitrida (InGaN) kemudian menjadi dominan dan kini piawai untuk LED putih juga. Trend semasa dalam paparan angka termasuk: peralihan ke arahpakej peranti pemasangan permukaan (SMD)untuk pemasangan automatik, walaupun jenis lubang tembus seperti ini kekal popular untuk prototaip dan industri tertentu; integrasiIC pemacu dan pengawalterus ke dalam modul paparan (paparan pintar); penggunaanmatriks ketumpatan lebih tinggiuntuk paparan alfanumerik dan matriks titik menggantikan unit tujuh segmen mudah dalam banyak aplikasi; dan tumpuan berterusan padapeningkatan kecekapan (lumen per watt)danvoltan operasi lebih rendahuntuk memenuhi peraturan penjimatan tenaga dan permintaan hayat bateri. Walaupun teknologi lebih baharu wujud, paparan berasaskan AlInGaP seperti LTS-3403LJG kekal sebagai penyelesaian kos efektif dan sangat boleh dipercayai untuk petunjuk angka hijau monokromatik di mana ciri prestasi khususnya adalah optimum.