Ficha Técnica do Display LED LTD-322JG - Altura do Dígito 0,3 Polegadas - Verde (571nm) - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-322JG é um componente de display numérico de estado sólido de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras, brilhantes e confiáveis. A sua função principal é representar visualmente dados numéricos, tipicamente os dígitos de 0 a 9, utilizando uma configuração de sete segmentos. A tecnologia central baseia-se no material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), especificamente concebido para uma emissão de luz de alta eficiência no espectro verde-amarelo. Este dispositivo é categorizado como um display duplex de cátodo comum, o que significa que contém dois elementos de dígito independentes num único encapsulamento, cada um partilhando um ponto de ligação de cátodo comum, o que simplifica o desenho do circuito para aplicações de multiplexagem.

O display apresenta uma face preta com segmentos brancos, uma escolha de design que melhora significativamente o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação, mesmo em ambientes muito iluminados. A altura do dígito de 0,3 polegadas (7,62 mm) encontra um equilíbrio entre ser facilmente legível a uma distância razoável e manter um factor de forma compacto, adequado para integração em conjuntos eletrónicos com espaço limitado, como equipamentos de teste, painéis de controlo industrial, instrumentação, eletrodomésticos e terminais de ponto de venda.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Ópticas

O desempenho óptico é definido por vários parâmetros-chave medidos em condições de teste padronizadas. AIntensidade Luminosa Média (Iv)é especificada com um valor típico de 800 µcd a uma corrente direta (IF) de 1 mA. Este parâmetro indica o brilho percebido dos segmentos acesos pelo olho humano. A ampla gama (Mín: 320 µcd, Típ: 800 µcd) sugere um sistema de binning para intensidade, comum na fabricação de LEDs para agrupar dispositivos com saída semelhante.

OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)é de 571 nanómetros (nm), e oComprimento de Onda Dominante (λd)é de 572 nm, ambos medidos a IF=20mA. Estes valores colocam a luz emitida firmemente na região da cor verde. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é de 15 nm, o que descreve a pureza espectral ou a dispersão dos comprimentos de onda emitidos; uma meia-largura mais estreita indica uma cor verde mais monocromática e pura. ATaxa de Correspondência de Intensidade Luminosaé especificada como 2:1 no máximo. Este é um parâmetro crítico para displays multi-dígito ou multi-segmento, garantindo que a variação de brilho entre diferentes segmentos ou dígitos não exceda uma proporção de 2 para 1, assegurando uma aparência visual uniforme.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem os limites e condições de operação do dispositivo. AsEspecificações Absolutas Máximasestabelecem os limites para operação segura. ACorrente Direta Contínua por Segmentoestá classificada em 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C. Isto significa que a corrente contínua máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente (Ta) aumenta acima de 25°C para evitar danos térmicos. Para operação pulsada, é permitida umaCorrente Direta de Picode 60 mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms, útil para esquemas de multiplexagem para alcançar um brilho de pico mais elevado.

ATensão Direta por Segmento (VF)tem um valor típico de 2,6V a IF=20mA (Máx: 2,6V, Mín: 2,05V). Esta é a queda de tensão no LED quando está a conduzir corrente e é essencial para projetar o circuito limitador de corrente. ATensão Reversa (VR)máxima é de 5V, indicando a tensão máxima que pode ser aplicada na direção de polarização reversa sem causar ruptura. ACorrente Reversa (IR)é um parâmetro de fuga, especificado no máximo de 100 µA a VR=5V.

2.3 Características Térmicas

O dispositivo está classificado para umaGama de Temperatura de Operaçãode -35°C a +85°C e uma idênticaGama de Temperatura de Armazenamento. Esta ampla gama garante operação fiável em condições ambientais adversas, desde congeladores industriais a compartimentos de motores quentes. ADissipação de Potência por Segmentoé de 70 mW, que, combinada com a tensão e corrente direta, dita a carga térmica. ATemperatura de Soldaduraespecificada é no máximo 260°C durante no máximo 3 segundos, medida a 1,6mm abaixo do plano de assentamento. Este é um parâmetro crítico para processos de soldadura por onda ou de refluxo para evitar danos nos chips LED ou no encapsulamento epóxi.

3. Explicação do Sistema de Binning

Embora a ficha técnica não detalhe explicitamente uma matriz de binning complexa, as gamas de especificação para parâmetros-chave implicam um processo de categorização. O binning primário é provavelmente paraIntensidade Luminosa, como observado nas características ("CATEGORIZADO POR INTENSIDADE LUMINOSA"). Os dispositivos são testados e classificados em bins com base na sua Iv medida a 1 mA, garantindo que os clientes recebam displays com níveis de brilho consistentes. Pode também haver binning de tensão implícito, uma vez que a tensão direta tem uma gama especificada (2,05V a 2,6V). Para aplicações críticas em termos de cor, a especificação apertada no comprimento de onda de pico/dominante (571-572 nm) atua como um sistema de binning único de facto para a cor, garantindo um tom verde consistente em todas as unidades.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência aCurvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas. Embora as curvas específicas não sejam fornecidas no texto, as curvas padrão de LED podem ser inferidas e são cruciais para o projeto. ACurva Corrente vs. Tensão (I-V)mostraria a relação exponencial, destacando a tensão de condução (~2V) e a região de operação. ACurva Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Iv-IF)é tipicamente linear numa determinada gama, mostrando como o brilho aumenta com a corrente. Compreender esta relação é fundamental para acionar o LED no nível de brilho desejado, mantendo-se dentro dos limites de potência. ACurva Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta)mostraria uma diminuição na saída à medida que a temperatura sobe, o que é vital para projetar sistemas que operem consistentemente em toda a gama de temperatura especificada. ACurva de Distribuição Espectralrepresentaria visualmente o comprimento de onda de pico e a meia-largura espectral.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

O dispositivo vem num pacote padrão de display LED. ODesenho das Dimensões do Pacoteé referenciado, com todas as dimensões fornecidas em milímetros e tolerâncias padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Este desenho é essencial para o projeto da impressão na PCB, garantindo a colocação correta dos furos, o tamanho das pastilhas e o espaçamento dos componentes. ATabela de Ligação dos Pinosfornece a definição crítica da interface. É uma configuração de 10 pinos: o Pino 5 é o cátodo comum para o Dígito 2, o Pino 10 é o cátodo comum para o Dígito 1, e os Pinos 1, 3, 4, 6, 7, 8 e 9 são os ânodos para os segmentos G, A, F, D, E, C e B, respetivamente. O Pino 2 é indicado como "Sem Pino", indicando que é um marcador de posição mecânico ou um pino não conectado. ODiagrama do Circuito Internoconfirma visualmente a arquitetura duplex de cátodo comum, mostrando como os segmentos correspondentes dos dois dígitos (por exemplo, o segmento "A" do dígito 1 e do dígito 2) estão internamente conectados a um único pino de ânodo, o que é padrão para displays multiplexados.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A adesão ao limite deTemperatura de Soldaduraespecificado (260°C máx. por 3 segundos) é fundamental. Isto aplica-se tipicamente a processos de soldadura por onda. Para soldadura de refluxo, deve ser usado um perfil padrão sem chumbo com uma temperatura de pico não superior a 260°C, garantindo que o tempo acima do líquido é controlado. A exposição prolongada a altas temperaturas pode causar falha da ligação interna dos fios, fissuração do epóxi ou degradação das propriedades ópticas do chip LED. Recomenda-se evitar tensão mecânica nos pinos durante a inserção. O dispositivo deve ser armazenado na sua bolsa de barreira à humidade original até à utilização para evitar a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" durante a soldadura.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para qualquer aplicação que requeira uma leitura numérica compacta, brilhante e fiável. Usos comuns incluem: multímetros digitais e equipamentos de teste, controladores de processos industriais e temporizadores, displays de dispositivos médicos, indicadores de painel de instrumentos automóvel (para informação não crítica), eletrodomésticos (fornos, micro-ondas, máquinas de lavar) e equipamento comercial como caixas registadoras ou balanças.

7.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Deve ser usado um resistor limitador de corrente em série para cada ânodo ou deve ser implementado um circuito de acionamento de corrente constante. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta (use o valor máximo para o cálculo de corrente no pior caso) e IF é a corrente direta desejada.

Multiplexagem:O design duplex de cátodo comum destina-se a operação multiplexada. Ao ativar sequencialmente um cátodo (dígito) de cada vez e apresentar os dados do segmento para esse dígito nas linhas de ânodo, vários dígitos podem ser controlados com um número reduzido de pinos de I/O de um microcontrolador. A classificação de corrente de pico permite correntes pulsadas mais altas para compensar o ciclo de trabalho reduzido, mantendo o brilho percebido.

Ângulo de Visão:A característica de amplo ângulo de visão garante que o display permaneça legível a partir de várias posições, o que é importante para dispositivos montados em painel.

8. Comparação Técnica

O principal diferenciador do LTD-322JG é a sua utilização da tecnologiaAlInGaPpara emissão verde. Comparada com tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Gálio (GaP), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. O design de face preta/segmento branco proporciona um contraste superior em comparação com displays com faces difusas ou cinzentas. A altura do dígito de 0,3 polegadas é um tamanho padrão, mas a sua combinação específica de alto brilho, contraste e eficiência do AlInGaP pode oferecer uma vantagem sobre displays de tamanho semelhante que utilizam materiais semicondutores menos avançados.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade da ligação "Sem Pino"?

R: O Pino 2 está fisicamente presente mas eletricamente desconectado. Provavelmente serve como uma chave mecânica para garantir a orientação correta durante a inserção automatizada ou para proporcionar simetria estrutural.

P: Como consigo diferentes níveis de brilho?

R: O brilho é controlado principalmente pela corrente direta (IF). Pode ajustar o valor do resistor limitador de corrente ou usar um sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) no ânodo ou cátodo. O PWM é altamente eficaz, pois mantém a relação ótima tensão/corrente direta enquanto modula o ciclo de trabalho.

P: Posso ligar os dois cátodos comuns juntos?

R: Não, eles devem ser controlados separadamente para uma multiplexagem adequada. Ligá-los juntos faria com que ambos os dígitos exibissem o mesmo padrão de segmentos simultaneamente, anulando o propósito de um display duplex.

P: O que significa a Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa de 2:1 para o meu projeto?

R: Garante que todos os segmentos dentro de um dispositivo terão um brilho razoavelmente uniforme. Não precisa projetar ajustes de corrente individuais para cada segmento para compensar grandes variações intrínsecas.

10. Caso Prático de Projeto e Utilização

Considere projetar um contador simples de dois dígitos usando um microcontrolador. O microcontrolador teria 7 pinos de I/O ligados aos ânodos dos segmentos (A-G) e 2 pinos de I/O ligados aos cátodos dos dígitos (via transistores NPN ou MOSFETs para sumidouro de corrente). O firmware implementaria uma rotina de multiplexagem: ligar o transistor para o Dígito 1, enviar o padrão de segmentos para o primeiro dígito nos pinos de ânodo, aguardar um curto intervalo (ex.: 5ms), depois desligar o Dígito 1, ligar o Dígito 2, enviar o padrão para o segundo dígito e repetir. A corrente para cada segmento seria definida por um único resistor limitador de corrente na linha de ânodo comum (se usar uma alimentação positiva comum) ou por resistores individuais em cada pino do microcontrolador, calculados com base na corrente média desejada e considerando o ciclo de trabalho de 1/2 neste exemplo de dois dígitos.

11. Introdução ao Princípio

O dispositivo opera com base no princípio daeletroluminescêncianuma junção p-n semicondutora. O material AlInGaP é um semicondutor de banda proibida direta. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, eletrões da região n e lacunas da região p são injetados através da junção. Estes portadores de carga recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. A composição específica dos átomos de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida. Neste caso, a composição é ajustada para emitir fotões com um comprimento de onda de aproximadamente 571-572 nm, que é percebida como luz verde. O substrato de GaAs não transparente ajuda a direcionar mais da luz gerada para fora através do topo do dispositivo, melhorando a eficiência externa.

12. Tendências de Desenvolvimento

No campo dos LEDs indicadores e de display, as tendências em curso incluem:Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas na ciência dos materiais (ex.: estruturas epitaxiais mais avançadas) para extrair mais luz por unidade de potência elétrica de entrada.Miniaturização:Desenvolvimento de displays com alturas de dígito menores ou densidades de pixéis mais altas para dispositivos portáteis.Integração:Combinação do display LED com circuitos integrados de acionamento e controladores em soluções de módulo mais completas para simplificar o projeto do utilizador final.Expansão de Cores:Embora este seja um dispositivo monocromático verde, há uma tendência ampla para matrizes e displays LED de cor total e endereçáveis. Para os displays de sete segmentos padrão, o foco permanece na fiabilidade, redução de custos e obtenção de brilho e rácios de contraste ainda mais elevados para aplicações legíveis à luz solar.