Ficha Técnica do Display LED LTC-4624JF - Dígito de 0,4 Polegadas - Laranja Amarelado AlInGaP - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-4624JF é um módulo de display LED de sete segmentos e três dígitos de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leitura numérica clara. Sua função principal é representar visualmente dados numéricos com alta nitidez e confiabilidade. A vantagem central deste dispositivo reside no uso da tecnologia avançada de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para os chips LED, que proporciona eficiência luminosa e pureza de cor superiores em comparação com tecnologias mais antigas, como o GaAsP padrão. O mercado-alvo inclui instrumentação industrial, equipamentos de teste e medição, sistemas de ponto de venda (PDV), painéis automotivos (para displays secundários ou de reposição) e qualquer sistema embarcado onde seja necessário um display numérico compacto, brilhante e de fácil interface.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. O dispositivo utiliza chips AlInGaP em um substrato de GaAs não transparente, emitindo no espectro laranja-amarelado. AIntensidade Luminosa Média (Iv)é especificada de um mínimo de 200 µcd até um valor típico de 650 µcd em uma corrente de teste padrão de 1mA. Este alto brilho, combinado com a face cinza e segmentos brancos, garante excelente contraste e aparência dos caracteres. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)é tipicamente 611 nm, com umComprimento de Onda Dominante (λd)de 605 nm, posicionando firmemente a saída na região laranja-amarelada. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é de aproximadamente 17 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. UmaTaxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosade 2:1 (máx.) garante uma uniformidade razoável no brilho dos segmentos em todo o display.

2.2 Parâmetros Elétricos

As especificações elétricas definem os limites e condições de operação para uso confiável. ATensão Direta por Segmento (VF)tem um valor típico de 2,6V a uma corrente direta (IF) de 20mA, com um máximo de 2,6V. ATensão Reversa por Segmentoé classificada com um máximo de 5V. ACorrente Direta Contínua por Segmentoé de 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C para temperaturas ambientes acima de 25°C. Para operação pulsada, umaCorrente Direta de Picode 90 mA é permitida sob condições específicas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). ACorrente Reversa por Segmento (IR)é no máximo 100 µA na tensão reversa total de 5V.

2.3 Especificações Térmicas e Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes podem ocorrer. ADissipação de Potência por Segmentonão deve exceder 70 mW. O dispositivo é classificado para umaFaixa de Temperatura de Operaçãode -35°C a +85°C, com uma idênticaFaixa de Temperatura de Armazenamento. Para montagem, a máximaTemperatura de Soldaé de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida 1,6mm abaixo do plano de assentamento do componente. Respeitar estes limites é crucial para a confiabilidade a longo prazo.

3. Sistema de Categorização e Binning

A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo éCategorizado por Intensidade Luminosa. Isto significa que os LEDs são classificados ("binned") com base na sua saída de luz medida em uma condição de teste padrão (provavelmente IF=1mA). Isto permite que os projetistas selecionem componentes com níveis de brilho consistentes para sua aplicação, evitando variações perceptíveis na intensidade do display entre diferentes unidades ou lotes de produção. Embora o documento não detalhe códigos de bin específicos, a prática garante que uma intensidade luminosa mínima de 200 µcd seja atendida.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui uma seção paraCurvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas. Embora as curvas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, tais gráficos tipicamente ilustram a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF), a relação entre a intensidade luminosa (Iv) e a corrente direta (IF), e como a intensidade luminosa varia com a temperatura ambiente. Estas curvas são inestimáveis para os projetistas otimizarem a corrente de acionamento para o brilho desejado, enquanto gerenciam a dissipação de potência e compreendem o desempenho em condições de temperatura não padrão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas

O dispositivo possui uma altura de dígito de 0,4 polegadas (10,0 mm). As dimensões do encapsulamento são fornecidas em um desenho detalhado com todas as medidas em milímetros. As tolerâncias são geralmente ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Esta informação é crítica para o projeto do footprint na PCB e para garantir o encaixe adequado dentro do gabinete do produto final.

5.2 Diagrama de Pinagem e Conexão

O LTC-4624JF é um displaymultiplexado de ânodo comum. Possui 15 pinos, embora nem todos sejam usados. O diagrama de circuito interno e a tabela de conexão de pinos mostram como os três pinos de ânodo comum (para Dígito 1, Dígito 2 e Dígito 3) e os 14 cátodos de segmento (A, B, C, D, E, F, G, DP, e três LEDs separados L1, L2, L3) estão dispostos. Existe um pino de ânodo comum dedicado (pino 14) para os LEDs separados (L1, L2, L3). Este design multiplexado permite o controle de 3 dígitos e indicadores adicionais com um número reduzido de pinos de I/O do microcontrolador.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A diretriz principal fornecida é o limite de temperatura de solda: um máximo de 260°C por no máximo 3 segundos, medido 1,6mm abaixo do plano de assentamento. Este é um parâmetro padrão de soldagem por refluxo. É crucial seguir o perfil de refluxo recomendado para processos de solda sem chumbo para evitar danos térmicos aos chips LED ou ao encapsulamento plástico. O dispositivo deve ser armazenado dentro de sua faixa de temperatura especificada (-35°C a +85°C) em um ambiente seco antes do uso.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Como um display multiplexado de ânodo comum, requer um circuito driver externo. Tipicamente, os pinos de ânodo comum são conectados ao coletor (ou dreno) de transistores PNP (ou MOSFETs de canal P) que são chaveados por um microcontrolador. Os pinos de cátodo dos segmentos são conectados a resistores limitadores de corrente e, em seguida, às saídas de um CI driver de sumidouro (como um registrador de deslocamento 74HC595 ou um driver LED dedicado) ou diretamente a pinos do microcontrolador com capacidade de sumidouro de corrente suficiente. A multiplexação é alcançada habilitando sequencialmente o ânodo comum de um dígito por vez, enquanto os dados dos segmentos para aquele dígito são apresentados, percorrendo todos os dígitos rapidamente o suficiente para criar uma imagem persistente (tipicamente >60 Hz).

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Essencial para evitar exceder a corrente direta contínua máxima (25mA/segmento). Os resistores devem ser calculados com base na tensão de alimentação, na tensão direta do LED (VF) e na corrente desejada.
• Frequência de Multiplexação:Deve ser alta o suficiente para evitar cintilação visível. Uma taxa de atualização de 100-200 Hz por dígito é comum.
• Corrente de Pico:Em uma configuração multiplexada, a corrente instantânea por segmento durante seu breve tempo de ativação será maior que a corrente média. Certifique-se de que a corrente de pico não exceda a classificação de 90mA para o ciclo de trabalho escolhido.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico para aplicações onde o display pode ser visto de posições descentralizadas.
• Proteção contra ESD:LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Manipule com as devidas precauções de ESD durante a montagem.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferencial do LTC-4624JF é o seu uso da tecnologiaAlInGaP. Comparado aos LEDs vermelhos tradicionais de GaAsP, o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior, significando uma saída mais brilhante para a mesma corrente de acionamento, ou o mesmo brilho com menor potência. Também proporciona melhor saturação de cor e estabilidade ao longo da temperatura e da vida útil. O design de face cinza/segmentos brancos melhora o contraste. Sua altura de dígito de 0,4 polegadas oferece um bom equilíbrio entre tamanho e legibilidade, posicionando-se entre displays menores de 0,3 polegadas e maiores de 0,5 ou 0,56 polegadas.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade dos LEDs separados L1, L2, L3?

R: São indicadores LED individuais, separados dos dígitos de sete segmentos. Podem ser usados como indicadores de status, dois pontos em um display de relógio ou outras funções simbólicas, fornecendo funcionalidade adicional além de apenas números.

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

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF) / I_desejada. Para uma alimentação de 5V, VF de 2,6V e corrente desejada de 15mA: R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 Ohms. Use o valor padrão mais próximo (ex.: 150 ou 180 Ohms).

P: Posso acionar este display sem multiplexação?

R: Tecnicamente sim, conectando todos os ânodos comuns juntos e acionando cada cátodo de segmento independentemente. No entanto, isso exigiria 11 linhas de acionamento (8 segmentos + DP + 3 LEDs) em vez da contagem reduzida do esquema multiplexado, tornando-o ineficiente para o uso de pinos do microcontrolador.

P: O que significa "categorizado por intensidade luminosa" para o meu projeto?

R: Garante consistência de brilho. Para aplicações críticas onde a aparência uniforme é vital, você pode especificar um código de bin mais restrito do fabricante, se disponível. Para a maioria das aplicações, a categorização padrão é suficiente.

10. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Display de Voltímetro Simples de 3 Dígitos.Um microcontrolador com um ADC mede uma tensão. O firmware converte a leitura para três dígitos BCD. Uma interrupção de temporizador aciona uma rotina de multiplexação a 150 Hz. A rotina: 1) Desliga todos os drivers de ânodo dos dígitos. 2) Envia o padrão de segmentos para o Dígito 1 ao CI driver de cátodo. 3) Habilita o transistor para o ânodo do Dígito 1. 4) Aguarda um curto período. 5) Repete para os Dígitos 2 e 3. Os LEDs separados (L1, L2, L3) poderiam ser usados para indicar a faixa de medição (ex.: mV, V, Auto-range). O alto brilho e contraste garantem legibilidade sob várias condições de iluminação em um ambiente de laboratório ou campo.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

A tecnologia central é oLED AlInGaP. AlInGaP é um composto semicondutor III-V onde Alumínio, Índio, Gálio e Fósforo são combinados em proporções específicas para criar um material de banda proibida direta que emite luz no espectro do vermelho ao amarelo-esverdeado. O "substrato de GaAs não transparente" mencionado significa que o substrato de crescimento absorve parte da luz gerada, mas a camada ativa de AlInGaP em si é altamente eficiente. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons e lacunas se recombinam, liberando energia na forma de fótons. A composição específica determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que neste caso é laranja-amarelada.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora tecnologias de display mais novas, como OLED e LCDs de alta resolução, dominem a eletrônica de consumo, os displays LED de sete segmentos permanecem altamente relevantes em contextos industriais, comerciais e embarcados devido à sua extrema simplicidade, robustez, alto brilho, ampla faixa de temperatura de operação e baixo custo para aplicações apenas numéricas. A tendência dentro deste segmento é em direção a materiais de maior eficiência (como AlInGaP substituindo GaAsP), tamanhos de encapsulamento menores, tensões de operação mais baixas e integração de circuitos de acionamento. No entanto, a arquitetura multiplexada de ânodo comum fundamental de módulos como o LTC-4624JF tem se mostrado duradouramente eficaz por décadas devido à sua simplicidade elétrica e conceitual.