Dokumen Teknikal LTS-3861JG Paparan LED - Ketinggian Digit 0.3 Inci - Hijau (AlInGaP) - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3861JG ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang padat, direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk numerik yang jelas, terang dengan penggunaan kuasa rendah. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan bacaan digital yang sangat mudah dibaca. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk cip diod pemancar cahaya (LED). AlInGaP terkenal dengan kecekapan tinggi dan prestasi bercahaya yang sangat baik dalam spektrum panjang gelombang ambar hingga hijau. Peranti khusus ini memancarkan cahaya hijau, menawarkan keseimbangan yang baik antara keterlihatan dan keselesaan mata. Paparan ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan apabila segmen menyala atau tidak menyala. Ia dikategorikan berdasarkan keamatan bercahaya, membolehkan pengelasan dan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran. Peranti ini dibina dalam konfigurasi anod sepunya, memudahkan reka bentuk litar untuk aplikasi pemultipleksan.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Keamatan bercahaya purata (Iv) ditetapkan dengan nilai tipikal 800 µcd pada arus hadapan (IF) 1 mA, dengan minimum 320 µcd. Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan. Panjang gelombang dominan (λd) ialah 572 nm, meletakkan pancaran dengan tegas dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) ialah 571 nm, dan separuh lebar garis spektrum (Δλ) ialah 15 nm, menunjukkan warna yang agak tulen dengan penyebaran spektrum yang minimum. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara segmen ditetapkan pada maksimum 2:1, memastikan kecerahan seragam merentasi digit untuk penampilan yang konsisten.

2.2 Ciri Elektrik dan Terma

Parameter elektrik mentakrifkan sempadan operasi dan keperluan kuasa. Penarafan maksimum mutlak adalah kritikal untuk operasi yang boleh dipercayai: penyerakan kuasa per segmen tidak boleh melebihi 70 mW. Arus hadapan berterusan per segmen dinilai pada 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C untuk suhu ambien melebihi 25°C. Arus hadapan puncak 60 mA dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1 ms). Voltan hadapan (VF) per segmen mempunyai nilai tipikal 2.6 V pada IF=20 mA, dengan maksimum 2.6 V. Penarafan voltan songsang ialah 5 V, dan arus songsang (IR) adalah maksimum 100 µA pada VR=5V. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi dan penyimpanan -35°C hingga +85°C.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Dokumen data dengan jelas menyatakan bahawa peranti ini "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini membayangkan proses pengelasan atau penyusunan selepas pembuatan. LED secara semula jadi mempunyai variasi dalam output disebabkan perbezaan mikroskopik dalam epitaksi semikonduktor. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengeluar mengukur keamatan bercahaya setiap unit dan menyusunnya ke dalam kategori atau kelas yang berbeza berdasarkan julat keamatan yang telah ditetapkan (contohnya, kelas kecerahan tinggi, kelas standard). Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan minimum yang dijamin untuk aplikasi mereka, mengelakkan ketidakpadanan kecerahan yang ketara apabila berbilang paparan digunakan bersebelahan. Walaupun kod kelas khusus tidak terperinci dalam dokumen ini, amalan ini memastikan prestasi yang boleh diramal.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun petikan dokumen data yang diberikan merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal," graf khusus tidak disertakan dalam teks. Biasanya, lengkung sedemikian untuk paparan LED akan merangkumi beberapa plot utama. Lengkung Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I-V) menunjukkan hubungan tak linear, penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Lengkung Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, selalunya menunjukkan kawasan lineariti sebelum kecekapan menurun. Lengkung Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien adalah penting untuk memahami pengurangan kecerahan pada suhu tinggi, memaklumkan keputusan pengurusan terma. Lengkung Taburan Kuasa Spektrum akan mengesahkan secara visual panjang gelombang dominan dan puncak, menunjukkan ciri jalur pancaran sempit LED AlInGaP.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LTS-3861JG dibentangkan dengan lukisan dimensi pakej terperinci (dirujuk tetapi tidak terperinci sepenuhnya dalam teks). Spesifikasi mekanikal utama termasuk ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm). Dimensi pakej keseluruhan, jarak pin, dan satah duduk ditakrifkan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Binaan fizikal menempatkan cip LED AlInGaP pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lut sinar dalam pakej plastik. Muka kelabu dengan segmen putih memberikan penampilan tidak bercahaya. Konfigurasi pin ditakrifkan dengan jelas untuk pakej 10-pin.

6. Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti ini mempunyai konfigurasi 10-pin. Pin 1 dan 6 kedua-duanya disambungkan ke ANOD SEPUNYA. Reka bentuk dwi-anod ini membantu dalam pengagihan arus dan boleh membantu dalam susun atur PCB. Pin yang tinggal adalah katod individu untuk setiap segmen: Pin 2 (Katod F), Pin 3 (Katod G), Pin 4 (Katod E), Pin 5 (Katod D), Pin 7 (Katod D.P. untuk titik perpuluhan), Pin 8 (Katod C), Pin 9 (Katod B), dan Pin 10 (Katod A). Gambarajah litar dalaman (dirujuk) akan menunjukkan kesepuluh pin ini disambungkan ke anod dan katod lapan LED (tujuh segmen tambah satu titik perpuluhan) yang disusun dalam matriks anod sepunya. Memahami susun atur ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu yang betul, biasanya melibatkan mikropengawal dengan pemacu segmen atau IC pemacu paparan khusus.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak termasuk spesifikasi pateri kritikal: peranti boleh menahan suhu pateri maksimum 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada 1.6 mm (1/16 inci) di bawah satah duduk. Ini adalah kekangan profil pateri alir balik piawai. Pereka mesti memastikan proses pemasangan PCB mereka, sama ada pateri gelombang atau alir balik, mematuhi had ini untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED dalaman, ikatan wayar, atau pakej plastik. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi boleh menyebabkan kekuningan plastik, degradasi epoksi, atau kegagalan sambungan semikonduktor. Pengendalian yang betul untuk mengelakkan nyahcas elektrostatik (ESD) juga tersirat, walaupun tidak dinyatakan secara jelas, kerana LED umumnya sensitif kepada lonjakan voltan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LTS-3861JG sesuai untuk pelbagai peranti berkuasa rendah, mudah alih, dan berkuasa utama yang memerlukan paparan digit numerik tunggal. Aplikasi biasa termasuk: panel instrumen (voltmeter, ammeter, pemasa), peralatan rumah (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, pembuat kopi), elektronik pengguna (peralatan audio, pengecas), kawalan industri (paparan titik set, unit pembilang), dan peranti perubatan. Keperluan arus rendahnya menjadikannya sesuai untuk peralatan beroperasi bateri.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mengintegrasikan paparan ini, beberapa faktor mesti dipertimbangkan.Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap katod segmen (atau pemacu arus malar) untuk menetapkan arus hadapan kepada nilai selamat (contohnya, 10-20 mA untuk kecerahan penuh, 1-5 mA untuk kuasa lebih rendah). Nilai perintang dikira menggunakan R = (Voltan Bekalan - VF) / IF.Pemultipleksan:Untuk sistem berbilang digit, paparan anod sepunya ini mudah dipultipleks. Mikropengawal akan mengaktifkan anod sepunya setiap digit secara berurutan melalui suis transistor sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit tersebut pada talian katod sepunya.Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan orientasi pemasangan akhir.Pengurusan Terma:Walaupun kuasa rendah, pastikan suhu ambien kekal dalam spesifikasi, terutamanya jika tertutup.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Kelebihan pembezaan utama LTS-3861JG berasal daripada teknologi AlInGaPnya berbanding teknologi lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) piawai. AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemacu yang sama, atau kecerahan setara pada arus yang lebih rendah, melanjutkan hayat bateri. Ketulenan warna (lebar spektrum sempit) juga lebih unggul. Berbanding paparan digit yang lebih besar, saiz 0.3 inci menawarkan tapak yang padat. Reka bentuk anod sepunya adalah lebih biasa dan selalunya lebih mudah untuk dihubungkan dengan port mikropengawal piawai yang dikonfigurasikan sebagai sink arus. Pengkategorian berdasarkan keamatan bercahaya memberikan kelebihan berbanding bahagian tidak dikelaskan dengan menjamin konsistensi kecerahan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan untuk bekalan 5V dan 10 mA per segmen?

J: Menggunakan VF tipikal 2.6V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohm. Perintang piawai 220 Ohm atau 270 Ohm akan sesuai.

S: Bolehkah saya memandunya terus dari pin mikropengawal?

J: Tidak disyorkan untuk menyumber/menyedut arus segmen penuh (sehingga 25 mA) terus dari kebanyakan pin MCU, yang selalunya terhad kepada 20 mA maksimum mutlak per pin dan kurang untuk operasi berterusan. Gunakan transistor atau IC pemacu khusus (contohnya, daftar anjakan 74HC595 dengan perintang pembatas arus, atau pemacu LED arus malar).

S: Mengapa terdapat dua pin anod sepunya (1 dan 6)?

J: Ini membantu dalam susun atur PCB dengan menyediakan dua titik sambungan untuk anod sepunya, membolehkan pengagihan kuasa yang lebih baik dan penghalaan jejak yang lebih mudah, terutamanya apabila paparan diletakkan di atas komponen lain.

S: Bagaimanakah suhu mempengaruhi kecerahan?

J: Keamatan bercahaya LED biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Penyahkadaratan arus berterusan (0.33 mA/°C melebihi 25°C) adalah satu penunjuk. Untuk kawalan kecerahan tepat merentasi suhu, maklum balas atau pampasan mungkin diperlukan.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk pemasa digital mudah menggunakan mikropengawal. LTS-3861JG akan memaparkan digit saat (0-9). Port I/O MCU akan dikonfigurasikan: satu pin untuk mengawal transistor PNP yang menukar anod sepunya kepada Vcc, dan 7 pin lain (setiap satu dengan perintang siri 220-ohm) disambungkan ke katod A-G. Perisian tegar akan mengandungi jadual carian yang menukar nombor 0-9 kepada corak 7 segmen yang sepadan (contohnya, '0' = 0b00111111). Ia akan mengaktifkan anod, mengeluarkan corak, menunggu selang pemultipleksan, kemudian menyahaktifkan anod. Pendekatan ini meminimumkan penggunaan pin. Penggunaan kuasa rendah membolehkan pemasa beroperasi untuk tempoh yang panjang pada bateri kecil. Kontras tinggi dan sudut pandangan yang luas memastikan masa boleh dibaca dari pelbagai kedudukan.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTS-3861JG adalah berdasarkan teknologi pencahayaan keadaan pepejal. Setiap segmen mengandungi satu atau lebih cip LED AlInGaP. LED adalah diod semikonduktor. Apabila pincang hadapan (voltan positif pada anod relatif kepada katod), elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam AlInGaP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) dengan panjang gelombang ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Komposisi aloi khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida direka untuk menghasilkan cahaya hijau pada sekitar 572 nm. Substrat GaAs tidak lut sinar menyerap sebarang cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kontras. Cahaya kemudiannya dibentuk dan dipancarkan melalui kanta epoksi pakej, membentuk bentuk segmen yang boleh dikenali.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun AlInGaP adalah kemajuan penting untuk LED merah, oren, ambar, dan hijau, landskap untuk pemancar hijau telah berkembang. Untuk cahaya hijau kecekapan sangat tinggi, LED berasaskan Indium Gallium Nitrida (InGaN) kini dominan, terutamanya dalam spektrum hijau tulen hingga biru. Walau bagaimanapun, AlInGaP kekal sangat kompetitif di kawasan ambar-hijau kerana prestasi dan kestabilannya yang sangat baik. Trend dalam paparan adalah ke arah ketumpatan lebih tinggi, keupayaan warna penuh, dan integrasi. Paparan tujuh segmen satu digit seperti LTS-3861JG mewakili penyelesaian matang, kos efektif untuk aplikasi di mana hanya maklumat numerik diperlukan. Kelebihan mereka adalah kesederhanaan, ketahanan, kos rendah, dan kemudahan penyambungan yang melampau berbanding modul matriks titik atau OLED/LCD grafik yang lebih kompleks. Mereka terus digunakan secara meluas dalam aplikasi di mana atribut ini adalah utama berbanding keupayaan grafik.