Folha de Dados do Display LED LTC-3743KG - Altura do Dígito 0,3 Polegadas - Verde AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-3743KG é um módulo de display LED numérico de quatro dígitos, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. Apresenta uma altura de dígito de 0,3 polegadas (7,4 mm), tornando-o adequado para displays de tamanho médio em diversos equipamentos eletrónicos. O dispositivo utiliza a tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz verde. Este sistema de material é conhecido pela sua alta eficiência e bom desempenho numa gama de condições operacionais. O display possui uma face preta com segmentos brancos, proporcionando alto contraste para uma excelente legibilidade. É construído como um tipo de catodo comum multiplexado, uma configuração padrão para displays multi-dígitos que minimiza o número de pinos de acionamento necessários.

1.1 Características Principais

• Altura do Dígito de 0,3 Polegadas:Fornece um tamanho de caráter claro e de fácil leitura.
• Segmentos Contínuos e Uniformes:Garante uma aparência visual consistente e profissional em todos os dígitos.
• Baixo Requisito de Potência:Projetado para operação energeticamente eficiente, adequado para dispositivos alimentados por bateria ou de baixa potência.
• Excelente Aparência dos Caracteres:Alto contraste entre o fundo preto e os segmentos brancos iluminados.
• Alto Brilho e Alto Contraste:Os chips AlInGaP fornecem uma intensidade luminosa forte, visível mesmo em ambientes bem iluminados.
• Ângulo de Visão Ampla:Permite que o display seja lido a partir de uma ampla gama de ângulos sem perda significativa de brilho ou clareza.
• Confiabilidade de Estado Sólido:Os LEDs oferecem uma longa vida operacional e resistência a choques e vibrações em comparação com outras tecnologias de display.
• Embalagem Livre de Chumbo:Conforme com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para a fabricação eletrónica moderna.

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peça LTC-3743KG denota especificamente um display verde AlInGaP, de catodo comum multiplexado, com uma configuração de ponto decimal à direita. Esta convenção de nomenclatura ajuda a identificar a tecnologia exata, a configuração elétrica e a variante mecânica.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência por Segmento:70 mW. Esta é a potência máxima que pode ser dissipada com segurança por um segmento de LED individual.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:60 mA. Esta é a corrente instantânea máxima permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). É significativamente superior à classificação de corrente contínua.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corrente é reduzida linearmente a uma taxa de 0,28 mA/°C à medida que a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C. Por exemplo, a 85°C, a corrente contínua máxima permitida seria aproximadamente: 25 mA - (0,28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 8,2 mA.
• Faixa de Temperatura de Operação:-35°C a +105°C. O dispositivo é classificado para funcionar dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +105°C.
• Condições de Soldadura:O dispositivo pode suportar soldadura por onda com a ponta do soldador a 1/16 de polegada (aprox. 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento durante 3 segundos a 260°C. A temperatura da própria unidade durante a montagem não deve exceder a sua classificação de temperatura máxima.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidade Luminosa Média (Iv):200 - 630 ucd (microcandelas) a uma corrente direta (IF) de 1 mA. Esta ampla gama indica um processo de seleção (binning) para o brilho.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):571 nm (típico) a IF=20mA. Este é o comprimento de onda no qual a intensidade da luz emitida é mais alta.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm (típico) a IF=20mA. Mede a dispersão dos comprimentos de onda emitidos; um valor menor indica uma luz mais monocromática (cor pura).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):572 nm (típico) a IF=20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que melhor corresponde à cor da luz.
• Tensão Direta por Chip (VF):2,05V (Mín), 2,6V (Típ), com uma tolerância de ±0,1V a IF=20mA. Este é um parâmetro crítico para o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa por Segmento (IR):100 µA (Máx) a uma tensão reversa (VR) de 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; a operação contínua em polarização reversa é proibida.
• Razão de Correspondência de Intensidade Luminosa:2:1 (Máx) para áreas de luz semelhantes a IF=10mA. Especifica a variação máxima de brilho permitida entre segmentos para garantir uma aparência uniforme.
• Diafonia (Cross Talk):≤2,5%. Mede a iluminação não intencional de um segmento não selecionado quando outro é acionado, que deve ser mínima.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

O display vem num estilo padrão DIP (Dual In-line Package) de orifício passante. Notas dimensionais principais incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (mm).
• A tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• A tolerância de deslocamento da ponta do pino é de ±0,4 mm.
• Existem limites para material estranho (≤10 mil), curvatura (≤1% do comprimento do refletor), bolhas nos segmentos (≤10 mil) e contaminação por tinta na superfície (≤20 mil) para garantir a qualidade ótica.

4. Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo possui 24 pinos. O circuito interno é uma configuração de catodo comum multiplexado. Isto significa que os cátodos dos LEDs de cada dígito estão ligados em conjunto (formando as linhas de seleção de dígito), enquanto os ânodos para cada tipo de segmento (A, B, C, D, E, F, G, DP) estão ligados através de todos os dígitos. Para iluminar um segmento específico num dígito específico, o cátodo do dígito correspondente é colocado em nível baixo (aterrado) enquanto o ânodo do segmento correspondente é colocado em nível alto (com um resistor limitador de corrente). A tabela de pinagem define claramente a função de cada pino, incluindo ânodos para segmentos, cátodos para dígitos e ligações para funcionalidades especiais como os pontos decimais (DP1, DP2, DP3) e outros indicadores (UDP, LC, L1, L2, L3).

5. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para tal dispositivo incluiriam:

• Curva IV (Corrente-Tensão):Mostra a relação entre a corrente direta e a tensão direta, que é não linear. Isto é essencial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente numa relação quase linear dentro da faixa de operação.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Isto destaca a importância da gestão térmica.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que traça a intensidade da luz em função do comprimento de onda, mostrando os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura a meia altura espectral.

6. Diretrizes de Soldadura, Montagem e Armazenamento

6.1 Precauções de Aplicação

Estas são diretrizes críticas para uma operação confiável:

• Uso Pretendido:Para equipamentos eletrónicos comuns. Consulte o fabricante para aplicações críticas de segurança (aviação, médicas, etc.).
• Conformidade com as Classificações:A adesão às Classificações Absolutas Máximas é obrigatória para evitar danos.
• Corrente e Temperatura:Exceder a corrente de acionamento recomendada ou a temperatura de operação leva a uma rápida degradação da luz ou falha.
• Proteção do Circuito:O circuito de acionamento deve proteger contra tensões reversas e transientes de tensão durante os ciclos de energia.
• Acionamento por Corrente Constante:Recomendado para brilho e longevidade consistentes, uma vez que o brilho do LED é uma função da corrente, não da tensão.
• Faixa de Tensão Direta:O circuito de acionamento deve acomodar toda a faixa VF (2,05V a 2,7V) para garantir que a corrente alvo seja sempre fornecida.
• Redução Térmica (Derating):A corrente de operação deve ser escolhida com base na temperatura ambiente máxima esperada, utilizando a curva de redução térmica.
• Evitar Polarização Reversa:Pode causar migração de metal, aumentando a fuga ou causando curtos-circuitos.
• Evitar Choque Térmico:Mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos podem causar condensação.
• Manuseio Mecânico:Evite aplicar força anormal ao corpo do display.
• Aplicação de Filme:Se usar um filme/sobreposição sensível à pressão, evite que ele entre em contacto direto com um painel frontal para evitar deslocamento.
• Seleção (Binning) para Múltiplos Displays:Ao usar múltiplos displays numa montagem, selecione unidades do mesmo lote de brilho/cor para evitar aparência irregular.

6.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é vital para prevenir a oxidação dos pinos e manter a soldabilidade.

• Condição Padrão (na embalagem original):5°C a 30°C, abaixo de 60% de Humidade Relativa (RH).
• Consequências do Armazenamento Impróprio:Pode ocorrer oxidação dos pinos, exigindo re-revestimento antes do uso.
• Gestão de Inventário:Consuma os displays prontamente; evite o armazenamento de longo prazo de grandes quantidades.
• Sensibilidade à Humidade:Se o produto não estiver num saco selado à prova de humidade, ou se o saco estiver aberto há mais de 6 meses, recomenda-se aquecer a 60°C durante 48 horas e completar a montagem dentro de uma semana.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTC-3743KG é bem adequado para:

• Equipamentos de teste e medição (multímetros, fontes de alimentação).
• Painéis de controlo industrial e indicadores de processo.
• Eletrónica de consumo como amplificadores de áudio, rádios-despertador ou eletrodomésticos.
• Terminais de ponto de venda e displays informativos.
• Qualquer dispositivo que necessite de uma leitura numérica multi-dígito clara e confiável.

7.2 Considerações de Projeto

• Seleção do CI de Acionamento:Use um driver de display LED dedicado ou um microcontrolador com capacidade de corrente de sumidouro/fonte suficiente e suporte a multiplexação.
• Limitação de Corrente:Use sempre resistências em série ou um driver de corrente constante para cada linha de ânodo. Calcule o valor do resistor com base na tensão de alimentação, na tensão direta do LED (use VF máximo para o pior caso de corrente) e na corrente direta desejada.
• Frequência de Multiplexação:Escolha uma taxa de atualização suficientemente alta para evitar cintilação visível (tipicamente >60 Hz). Certifique-se de que a corrente de pico na operação multiplexada não excede a classificação absoluta máxima.
• Layout da PCB:Garanta trilhas de alimentação limpas para o driver do display para evitar ruído. Siga o footprint recomendado no desenho dimensional.
• Gestão Térmica:Em aplicações de alta temperatura ambiente, considere reduzir a corrente de acionamento ou melhorar a ventilação para permanecer dentro dos limites de corrente reduzida.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTC-3743KG, baseado na tecnologia AlInGaP, oferece vantagens distintas:

• vs. LEDs Verdes GaP (Fosfeto de Gálio) Tradicionais:O AlInGaP oferece tipicamente maior brilho e eficiência, melhor estabilidade térmica e uma cor verde mais saturada.
• vs. LEDs Azuis/Brancos com Fósforo:Este é um LED verde de emissão direta, portanto não sofre de degradação do fósforo ao longo do tempo e oferece uma saída espectral pura sem o amplo espectro dos LEDs brancos convertidos por fósforo.
• vs. Displays Maiores/Menores:A altura de dígito de 0,3 polegadas atinge um equilíbrio entre legibilidade e compacidade, adequando-se a aplicações onde o espaço é uma consideração, mas a legibilidade a uma distância moderada é necessária.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é o propósito do design de catodo comum multiplexado?

R: Reduz drasticamente o número de pinos necessários. Um display de 4 dígitos e 7 segmentos não multiplexado precisaria de 4*7 + 4 = 32 pinos. A versão multiplexada usa 7 linhas de segmento + 4 linhas de dígito + alguns extras = 24 pinos, simplificando a PCB e o circuito de acionamento.

P: Como calculo o valor do resistor limitador de corrente?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF_LED) / I_desejada. Para uma alimentação de 5V, um VF máximo de 2,7V e uma corrente desejada de 10mA: R = (5V - 2,7V) / 0,010A = 230 Ohms. Use o próximo valor padrão (ex.: 220 Ohms) e verifique a corrente real.

P: Por que é recomendado o acionamento por corrente constante em vez de tensão constante?

R: A intensidade luminosa do LED é principalmente uma função da corrente direta (IF). A tensão direta (VF) pode variar de unidade para unidade e com a temperatura. Uma fonte de corrente constante garante brilho consistente independentemente destas variações de VF, enquanto uma simples resistência com uma fonte de tensão constante leva a variações de brilho.

P: O que significa "Razão de Correspondência de Intensidade Luminosa 2:1"?

R: Significa que o segmento mais brilhante num grupo não deve ser mais do que duas vezes mais brilhante que o segmento mais fraco nas mesmas condições de teste. Isto garante uniformidade visual em todo o display.

10. Introdução ao Princípio de Operação

O LTC-3743KG é baseado na eletroluminescência de semicondutores. O material AlInGaP forma uma junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. No AlInGaP, esta recombinação liberta principalmente energia na forma de fotões (luz) na faixa de comprimento de onda verde (~572 nm). A composição específica da liga de Alumínio, Índio, Gálio e Fósforo determina a energia da banda proibida e, portanto, a cor da luz emitida. A face preta e os segmentos brancos fazem parte do sistema ótico da embalagem, projetado para absorver a luz ambiente (reduzindo reflexos) e guiar eficientemente a luz gerada internamente para fora através das formas de segmento desejadas, criando alto contraste.