Lembaran Data Paparan LED LTS-547AKS - Ketinggian Digit 0.52 Inci - Warna Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-547AKS ialah modul paparan angka satu digit berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas, terang dan boleh dipercayai. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili secara visual satu digit perpuluhan (0-9) bersama-sama dengan titik perpuluhan. Peranti ini dibina menggunakan teknologi semikonduktor AS-AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju, yang direka khas untuk memancarkan cahaya kuning yang terang. Sistem bahan ini, yang ditumbuhkan pada substrat GaAs (Gallium Arsenida), terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum kuning-oren. Paparan ini mempunyai penampilan yang tersendiri dengan muka hadapan berwarna kelabu dan segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan keseragaman kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

LTS-547AKS menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi industri, komersial dan pengguna. Keperluan kuasa rendahnya adalah kelebihan yang ketara, membolehkan integrasi ke dalam sistem berkuasa bateri atau cekap tenaga. Kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi memastikan keterlihatan yang sangat baik walaupun dalam persekitaran yang terang. Sudut pandangan yang luas memberikan fleksibiliti dalam pemasangan dan kedudukan pengguna. Kebolehpercayaan keadaan pepejal teknologi LED diterjemahkan kepada jangka hayat operasi yang panjang, rintangan hentaman, dan penyelenggaraan minimum berbanding teknologi paparan lama seperti paparan pijar atau pendarfluor vakum. Peranti ini juga ditawarkan dalam pakej bebas plumbum, mematuhi peraturan alam sekitar moden seperti RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Pasaran sasaran tipikal termasuk panel instrumen, peralatan ujian dan pengukuran, kawalan industri, peranti perubatan, perkakas pengguna, dan paparan papan pemuka automotif di mana penunjuk angka tunggal yang jelas diperlukan.

2. Tafsiran Mendalam Objektif Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam lembaran data. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan prestasi paparan yang optimum.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Ciri optik utama ialahKeamatan Bercahaya Purata (Iv). Diukur pada arus kehadapan (IF) 1 mA, nilai tipikal ialah 1400 µcd (mikrokandela), dengan nilai minimum yang ditetapkan 500 µcd. Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan bagi setiap segmen yang diterangi. Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m) ditetapkan sebagai maksimum 2:1. Nisbah ini menunjukkan variasi maksimum yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti, memastikan penampilan seragam apabila semua segmen diterangi. Ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) biasanya 588 nm (nanometer) pada IF=20mA. Panjang Gelombang Dominan (λd), yang lebih berkait rapat dengan warna yang dirasakan, mempunyai julat 584 nm hingga 594 nm. Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ) biasanya 15 nm, menerangkan ketulenan spektrum cahaya kuning yang dipancarkan.Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m)ditentukan sebagai maksimum 2:1. Nisbah ini menunjukkan variasi maksimum yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti, memastikan penampilan seragam apabila semua segmen diterangi. Ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)biasanya 588 nm (nanometer) pada IF=20mA.Panjang Gelombang Dominan (λd), yang lebih berkait rapat dengan warna yang dirasakan, mempunyai julat 584 nm hingga 594 nm.Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ)biasanya 15 nm, menerangkan ketulenan spektrum cahaya kuning yang dipancarkan.

2.2 Parameter Elektrik

Parameter elektrik utama ialahVoltan Kehadapan (VF)per segmen. Pada arus kehadapan 20 mA, VF tipikal ialah 2.6 Volt, dengan minimum 2.05 Volt. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus dan memancarkan cahaya. Pereka mesti memastikan litar pemacu dapat menyediakan voltan ini. Arus Songsang (IR) ditentukan sebagai maksimum 10 µA pada voltan songsang (VR) 5V, menunjukkan arus bocor yang sangat kecil apabila LED terpincang songsang. Melebihi Penarafan Maksimum Mutlak untuk voltan songsang (5V) boleh merosakkan peranti.Arus Songsang (IR)ditentukan sebagai maksimum 10 µA pada voltan songsang (VR) 5V, menunjukkan arus bocor yang sangat kecil apabila LED terpincang songsang. Melebihi Penarafan Maksimum Mutlak untuk voltan songsang (5V) boleh merosakkan peranti.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan untuk operasi biasa.Arus Kehadapan Berterusanper segmen ialah 25 mA pada 25°C. Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C disediakan, bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * 60°C) = 5.2 mA. Arus Kehadapan Puncak ialah 60 mA tetapi hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1 kHz, kitar tugas 25%). Pelesapan Kuasa per segmen ialah 70 mW. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditentukan dari -35°C hingga +85°C, mentakrifkan keadaan persekitaran yang boleh ditahan oleh peranti.Arus Kehadapan Puncakialah 60 mA tetapi hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1 kHz, kitar tugas 25%).Pelesapan Kuasaper segmen ialah 70 mW. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditentukan dari -35°C hingga +85°C, mentakrifkan keadaan persekitaran yang boleh ditahan oleh peranti.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data menunjukkan produk inidikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini merujuk kepada proses pembin atau pengisihan yang dilakukan semasa pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan pemprosesan wafer, LED dari kumpulan pengeluaran yang sama boleh mempunyai perbezaan kecil dalam parameter utama seperti keamatan bercahaya dan voltan kehadapan. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengeluar menguji setiap peranti dan mengisihnya ke dalam "bin" atau kategori yang berbeza berdasarkan prestasi yang diukur. LTS-547AKS dibin khusus untuk keamatan bercahaya (Iv), bermakna pelanggan boleh memilih peranti dari julat keamatan tertentu (bin) untuk menjamin kecerahan seragam merentasi semua digit dalam aplikasi paparan berbilang digit. Lembaran data menyediakan nilai minimum (500 µcd) dan tipikal (1400 µcd), tetapi kod bin tertentu dan julat keamatan sepadannya biasanya akan diterangkan dalam dokumen pembin berasingan atau tersedia atas permintaan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak diterangkan dalam teks yang disediakan, lengkung prestasi tipikal untuk peranti sedemikian akan memberikan pandangan reka bentuk yang sangat berharga. Lengkung ini mewakili secara grafik hubungan antara parameter utama.

4.1 Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Lengkung I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan tak linear antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia menunjukkan voltan "hidup" (sekitar 2.0-2.1V untuk AlInGaP) dan bagaimana voltan kehadapan meningkat sedikit dengan arus. Maklumat ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar penghad arus, sama ada menggunakan perintang mudah atau pemacu arus malar.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan

Plot ini menggambarkan bagaimana output cahaya (dalam µcd atau mcd) meningkat dengan arus kehadapan. Ia secara amnya linear dalam satu julat tetapi mungkin tepu pada arus yang sangat tinggi. Ini membantu pereka memilih arus operasi yang memberikan kecerahan yang diperlukan tanpa melebihi had pelesapan kuasa atau mempercepatkan susut nilai lumen.

4.3 Ciri Suhu

Lengkung yang menunjukkan variasi voltan kehadapan dan keamatan bercahaya dengan suhu ambien (Ta) atau suhu simpang (Tj) adalah penting. Biasanya, voltan kehadapan berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif), manakala keamatan bercahaya juga berkurangan apabila suhu meningkat. Memahami trend ini adalah penting untuk aplikasi yang tertakluk kepada ayunan suhu yang luas untuk memastikan prestasi yang stabil.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LTS-547AKS mempunyai ketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan dengan semua ukuran dalam milimeter dan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan ini adalah penting untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak), memastikan tapak kaki dan corak lubang direka dengan betul. Peranti ini mempunyai 10 pin dalam konfigurasi pakej dua baris.

5.1 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1: Anod E, Pin 2: Anod D, Pin 3: Katod Sepunya, Pin 4: Anod C, Pin 5: Anod D.P. (Titik Perpuluhan), Pin 6: Anod B, Pin 7: Anod A, Pin 8: Katod Sepunya, Pin 9: Anod F, Pin 10: Anod G. Peranti ini menggunakan konfigurasi katod sepunya. Ini bermakna katod (terminal negatif) semua segmen LED (A-G dan DP) disambungkan secara dalaman dan dibawa keluar ke dua pin (3 dan 8, yang disambungkan). Untuk menerangi segmen tertentu, pin anod sepadannya mesti didorong ke voltan positif (melalui perintang penghad arus atau pemacu) manakala pin katod sepunya disambungkan ke bumi. Gambar rajah litar dalaman akan menunjukkan sambungan katod sepunya ini untuk semua segmen.konfigurasi katod sepunya. Ini bermakna katod (terminal negatif) semua segmen LED (A-G dan DP) disambungkan secara dalaman dan dibawa keluar ke dua pin (3 dan 8, yang disambungkan). Untuk menerangi segmen tertentu, pin anod sepadannya mesti didorong ke voltan positif (melalui perintang penghad arus atau pemacu) manakala pin katod sepunya disambungkan ke bumi. Gambar rajah litar dalaman akan menunjukkan sambungan katod sepunya ini untuk semua segmen.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

Lembaran data menentukan parameter pateri kritikal: suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C, dan suhu ini hanya boleh digunakan selama maksimum 3 saat. Pengukuran ini diambil pada titik 1.6 mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen pada PCB. Panduan ini adalah penting untuk proses pateri gelombang atau pateri aliran semula. Melebihi had masa/suhu ini boleh menyebabkan kerosakan terma pada cip LED, pengkapsul epoksi, atau ikatan wayar dalaman, membawa kepada kegagalan serta-merta atau kebolehpercayaan jangka panjang yang berkurangan. Adalah disyorkan untuk mengikuti garis panduan IPC piawai untuk pemasangan LED. Untuk penyimpanan, julat yang ditentukan ialah -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pateri aliran semula.suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C, dan suhu ini hanya boleh digunakan selama maksimum3 saat. Pengukuran ini diambil pada titik 1.6 mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen pada PCB. Panduan ini adalah penting untuk proses pateri gelombang atau pateri aliran semula. Melebihi had masa/suhu ini boleh menyebabkan kerosakan terma pada cip LED, pengkapsul epoksi, atau ikatan wayar dalaman, membawa kepada kegagalan serta-merta atau kebolehpercayaan jangka panjang yang berkurangan. Adalah disyorkan untuk mengikuti garis panduan IPC piawai untuk pemasangan LED. Untuk penyimpanan, julat yang ditentukan ialah -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pateri aliran semula.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

LTS-547AKS adalah sesuai untuk mana-mana peranti yang memerlukan paparan angka tunggal yang sangat mudah dibaca. Aplikasi biasa termasuk: multimeter digital dan meter pengapit, pembilang frekuensi, bekalan kuasa bangku, pemasa dan pembilang proses, peralatan pemantauan perubatan (contohnya, paparan parameter tunggal), perkakas rumah (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, pembuat kopi), tolok pasaran selepas automotif (voltan, suhu), dan penunjuk panel kawalan industri.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Penghad Arus:LED adalah peranti didorong arus. Perintang penghad arus mesti disambung secara bersiri dengan setiap anod (atau menggunakan pemacu arus malar) untuk menetapkan arus kehadapan kepada nilai yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA untuk kecerahan penuh). Nilai perintang dikira menggunakan R = (Vcc - Vf) / If, di mana Vcc ialah voltan bekalan, Vf ialah voltan kehadapan LED, dan If ialah arus kehadapan yang dikehendaki.
• Pemultipleksan:Untuk memacu berbilang digit, teknik pemultipleksan sering digunakan di mana segmen jenis yang sama merentasi digit disambungkan bersama, dan katod sepunya setiap digit dihidupkan secara berurutan pada frekuensi tinggi. Ini menjimatkan pin I/O pada pengawal mikro.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan pemasangan yang fleksibel, tetapi untuk kebolehbacaan optimum, pertimbangkan garis penglihatan utama pengguna relatif kepada permukaan paparan.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, LED AlInGaP boleh sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai harus dipatuhi semasa pemasangan.

8. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan satu digit lain, LTS-547AKS (AlInGaP Kuning) menawarkan kelebihan yang berbeza. Berbanding dengan LED merah GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP memberikan kecerahan dan kecekapan yang jauh lebih tinggi untuk warna dalam spektrum kuning-oren-merah. Berbanding dengan LCD 7-segmen, ia menawarkan keterlihatan yang lebih baik dalam keadaan cahaya rendah, julat suhu operasi yang lebih luas, dan tidak memerlukan lampu latar. Berbanding dengan paparan pendarfluor vakum (VFD), ia lebih lasak, mempunyai voltan operasi yang lebih rendah, dan menggunakan kurang kuasa, walaupun VFD mungkin menawarkan warna yang berbeza (sering biru-hijau) dan sudut pandangan yang sangat luas. Pilihan warna kuning sering dipilih untuk kecekapannya yang tinggi dan penampilannya yang jelas dan menarik perhatian, yang berbeza daripada paparan merah atau hijau biasa.LED merah GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP memberikan kecerahan dan kecekapan yang jauh lebih tinggi untuk warna dalam spektrum kuning-oren-merah. Berbanding denganLCD 7-segmen, ia menawarkan keterlihatan yang lebih baik dalam keadaan cahaya rendah, julat suhu operasi yang lebih luas, dan tidak memerlukan lampu latar. Berbanding denganpaparan pendarfluor vakum (VFD), ia lebih lasak, mempunyai voltan operasi yang lebih rendah, dan menggunakan kurang kuasa, walaupun VFD mungkin menawarkan warna yang berbeza (sering biru-hijau) dan sudut pandangan yang sangat luas. Pilihan warna kuning sering dipilih untuk kecekapannya yang tinggi dan penampilannya yang jelas dan menarik perhatian, yang berbeza daripada paparan merah atau hijau biasa.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah tujuan dua pin katod sepunya (3 dan 8)?

J1: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin memberikan simetri mekanikal, pengagihan arus yang lebih baik, dan pelesapan haba yang lebih baik dari sisi katod cip LED. Dalam susun atur PCB, kedua-duanya harus disambungkan ke bumi.

S2: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin pengawal mikro 5V?

J2: Tidak, tidak secara langsung. Voltan kehadapan tipikal ialah 2.6V, dan pin pengawal mikro yang mengeluarkan 5V akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, memusnahkan segmen LED. Anda mesti menggunakan perintang penghad arus bersiri. Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 20 mA, nilai perintang akan menjadi lebih kurang (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Nilai yang sedikit lebih tinggi (contohnya, 150 Ohm) sering digunakan untuk keselamatan dan jangka hayat.

S3: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya" untuk reka bentuk saya?

J3: Ia bermakna anda boleh memesan peranti dari bin kecerahan tertentu. Jika anda membina produk berbilang unit atau paparan berbilang digit, menentukan kod bin yang sama untuk semua paparan anda memastikan mereka semua mempunyai kecerahan yang sangat serupa, menghasilkan penampilan yang seragam dan profesional. Jika anda mencampurkan bin, sesetengah digit mungkin kelihatan lebih terang atau lebih malap daripada yang lain.

S4: Bagaimanakah saya mentafsir faktor penyahkadaratan untuk arus kehadapan?

J4: Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C bermakna untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 25°C, anda mesti mengurangkan arus kehadapan berterusan maksimum sebanyak 0.33 mA. Ini adalah perlu untuk mengelakkan suhu simpang LED daripada melebihi had selamatnya, yang akan mengurangkan jangka hayatnya dengan ketara. Dalam persekitaran suhu tinggi, anda mungkin perlu mengendalikan paparan pada arus yang lebih rendah untuk mengekalkan kebolehpercayaan.

10. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk voltmeter digital berkuasa bateri mudah untuk memaparkan 0-9.9V.

Pelaksanaan:Gunakan pengawal mikro dengan penukar analog-ke-digital (ADC) untuk mengukur voltan. Pengawal mikro akan memerlukan sekurang-kurangnya 8 pin I/O untuk memacu 7 segmen dan titik perpuluhan LTS-547AKS. Perintang penghad arus (contohnya, 180-220 Ohm untuk sistem 3.3V-5V) diperlukan pada setiap talian anod. Dua pin katod sepunya disambungkan ke bumi. Perisian tegar pengawal mikro akan membaca nilai ADC, menukarnya kepada nombor perpuluhan, dan menerangi segmen yang sepadan dengan menetapkan pin anod yang sesuai kepada tinggi. Untuk memaparkan tempat persepuluh ("9" dalam 9.9), digit kedua akan diperlukan, dan pemultipleksan akan digunakan untuk memacu kedua-dua digit dari 8 talian segmen yang sama, menggunakan pin I/O berasingan untuk mengawal katod sepunya setiap digit.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LTS-547AKS beroperasi berdasarkan prinsipelektroluminesensdalam diod semikonduktor. Teras setiap segmen ialah cip kecil yang diperbuat daripada lapisan AlInGaP yang ditumbuhkan pada substrat GaAs. Struktur ini membentuk simpang p-n. Apabila voltan kehadapan melebihi potensi terbina dalam simpang (lebih kurang 2.0-2.1V) dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula dalam rantau aktif semikonduktor, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning (~588 nm). Muka kelabu dan segmen putih bertindak sebagai penyebar dan penambah kontras, masing-masing, membentuk dan mengarahkan cahaya untuk kebolehbacaan optimum.

12. Trend Teknologi

Pembangunan teknologi paparan sedang berterusan. Untuk paparan angka LED diskret seperti LTS-547AKS, trend memberi tumpuan kepada beberapa bidang.Peningkatan Kecekapan:Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan kecekapan pengekstrakan cahaya AlInGaP dan semikonduktor sebatian lain, menghasilkan paparan yang lebih terang pada arus yang lebih rendah, yang penting untuk peranti mudah alih.Pengecilan:Walaupun 0.52 inci adalah saiz piawai, terdapat permintaan untuk digit yang lebih kecil untuk peranti padat dan digit yang lebih besar dan lebih terang untuk pandangan jarak jauh.Integrasi:Terdapat trend ke arah paparan dengan pemacu bersepadu (I2C, SPI) atau bahkan pengawal mikro, memudahkan antara muka untuk pereka sistem.Pilihan Warna:Walaupun kuning sangat cekap, kemajuan dalam LED InGaN biru dan penukaran fosfor telah menjadikan paparan RGB warna penuh dan paparan putih lebih mudah diakses, walaupun sering pada titik kos/prestasi yang berbeza. Kelebihan teras LED—kebolehpercayaan, jangka hayat panjang, dan keteguhan keadaan pepejal—memastikan ia kekal sebagai pilihan utama untuk banyak aplikasi paparan angka di mana atribut ini adalah penting.