Техническая спецификация светодиодного индикатора LTD-322JG - Высота цифры 0.3 дюйма - Зеленый (571 нм) - Прямое напряжение 2.6 В

1. Обзор продукта

LTD-322JG — это высокопроизводительный твердотельный цифровой индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого, яркого и надежного отображения числовых данных. Его основная функция — визуальное представление цифр от 0 до 9 с использованием семисегментной конфигурации. Основная технология основана на полупроводниковом материале фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), специально разработанном для высокоэффективного излучения в зелено-желтом спектре. Это устройство классифицируется как дисплей с общим катодом и двойной разрядностью, что означает наличие двух независимых цифровых элементов в одном корпусе, каждый из которых имеет общую точку подключения катода, что упрощает схему для мультиплексирования.

Индикатор имеет черный фон и белые сегменты — дизайнерское решение, значительно повышающее контрастность и читаемость при различном освещении, даже в ярко освещенных помещениях. Высота цифры 0.3 дюйма (7.62 мм) обеспечивает баланс между хорошей читаемостью с разумного расстояния и компактными размерами, подходящими для интеграции в электронные устройства с ограниченным пространством, такие как измерительные приборы, промышленные панели управления, приборные панели, бытовая техника и терминалы POS.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Оптические характеристики

Оптические характеристики определяются несколькими ключевыми параметрами, измеренными в стандартных условиях. Средняя сила света (Iv)имеет типичное значение 800 мккд при прямом токе (IF) 1 мА. Этот параметр указывает на воспринимаемую яркость светящихся сегментов человеческим глазом. Широкий диапазон (Мин: 320 мккд, Тип: 800 мккд) предполагает систему сортировки по интенсивности, что является обычной практикой в производстве светодиодов для группировки устройств с близким выходом.

Пиковая длина волны излучения (λp)составляет 571 нанометр (нм), а Доминирующая длина волны (λd)— 572 нм, оба измерены при IF=20 мА. Эти значения помещают излучаемый свет в зеленую область спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 15 нм, что описывает спектральную чистоту или разброс излучаемых длин волн; более узкая полуширина указывает на более монохроматический, чистый зеленый цвет. Коэффициент соответствия силы светауказан как максимум 2:1. Это критически важный параметр для многоразрядных или многосегментных индикаторов, гарантирующий, что разница в яркости между различными сегментами или цифрами не превысит соотношения 2 к 1, обеспечивая равномерный визуальный вид.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют рабочие пределы и условия для устройства. Абсолютные максимальные параметрыустанавливают границы безопасной работы. Непрерывный прямой ток на сегментсоставляет 25 мА при 25°C с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C. Это означает, что максимально допустимый непрерывный ток уменьшается при повышении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C для предотвращения теплового повреждения. Для импульсного режима допускается Пиковый прямой токв 60 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс, что полезно для схем мультиплексирования для достижения более высокой пиковой яркости.

Прямое напряжение на сегмент (VF)имеет типичное значение 2.6 В при IF=20 мА (Макс: 2.6 В, Мин: 2.05 В). Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока, что важно для проектирования схемы ограничения тока. Обратное напряжение (VR)составляет 5 В, что указывает на максимальное напряжение, которое можно приложить в обратном направлении без пробоя. Обратный ток (IR)является параметром утечки, указанным как максимум 100 мкА при VR=5 В.

2.3 Тепловые характеристики

Устройство рассчитано на Диапазон рабочих температурот -35°C до +85°C и идентичный Диапазон температур хранения. Этот широкий диапазон обеспечивает надежную работу в суровых условиях — от промышленных морозильников до горячих моторных отсеков. Рассеиваемая мощность на сегментсоставляет 70 мВт, что в сочетании с прямым напряжением и током определяет тепловую нагрузку. Указанная Температура пайкисоставляет максимум 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на 1.6 мм ниже плоскости установки. Это критически важный параметр для процессов волновой пайки или оплавления для предотвращения повреждения светодиодных кристаллов или эпоксидного корпуса.

3. Объяснение системы сортировки

Хотя в спецификации явно не детализирована сложная матрица сортировки, диапазоны параметров подразумевают процесс категоризации. Основная сортировка, вероятно, проводится по Силе света, как отмечено в характеристиках ("КАТЕГОРИЗИРОВАНО ПО СИЛЕ СВЕТА"). Устройства тестируются и сортируются по корзинам на основе измеренного Iv при 1 мА, гарантируя клиентам получение индикаторов с согласованным уровнем яркости. Также может существовать неявная сортировка по напряжению, так как прямое напряжение имеет указанный диапазон (от 2.05 В до 2.6 В). Для критичных к цвету применений жесткая спецификация на пиковую/доминирующую длину волны (571-572 нм) действует как де-факто единая корзина для цвета, обеспечивая одинаковый зеленый оттенок для всех устройств.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации упоминаются Типичные электрические / оптические характеристические кривые. Хотя конкретные кривые не приведены в тексте, стандартные кривые светодиодов могут быть выведены и являются важными для проектирования. Кривая тока в зависимости от напряжения (I-V)показала бы экспоненциальную зависимость, выделяя напряжение включения (~2 В) и рабочую область. Кривая силы света в зависимости от прямого тока (Iv-IF)обычно линейна в определенном диапазоне, показывая, как яркость увеличивается с током. Понимание этой зависимости является ключевым для управления светодиодом на желаемом уровне яркости, оставаясь в пределах по мощности. Кривая силы света в зависимости от температуры окружающей среды (Iv-Ta)показала бы снижение выходной мощности при повышении температуры, что жизненно важно для проектирования систем, стабильно работающих в указанном диапазоне температур. Кривая спектрального распределениявизуально представила бы пиковую длину волны и спектральную полуширину.

5. Механическая и упаковочная информация

Устройство поставляется в стандартном корпусе для светодиодных индикаторов. Прилагается чертеж Габаритных размеров корпусасо всеми размерами в миллиметрах и стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Этот чертеж необходим для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильное расположение отверстий, размер контактных площадок и расстояние между компонентами. Таблица Подключения выводовпредоставляет критически важное определение интерфейса. Это 10-выводная конфигурация: вывод 5 — общий катод для цифры 2, вывод 10 — общий катод для цифры 1, а выводы 1, 3, 4, 6, 7, 8 и 9 являются анодами для сегментов G, A, F, D, E, C и B соответственно. Вывод 2 обозначен как "Нет вывода", указывая на то, что это механический заполнитель или неподключенный вывод. Схема внутренней цепивизуально подтверждает архитектуру с общим катодом и двойной разрядностью, показывая, как соответствующие сегменты двух цифр (например, сегмент "A" цифры 1 и цифры 2) внутренне подключены к одному анодному выводу, что является стандартом для мультиплексированных индикаторов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Соблюдение указанного Предела температуры пайки(макс. 260°C в течение 3 секунд) имеет первостепенное значение. Это обычно относится к процессам волновой пайки. Для пайки оплавлением следует использовать стандартный бессвинцовый профиль с пиковой температурой, не превышающей 260°C, контролируя время выше температуры ликвидуса. Длительное воздействие высокой температуры может вызвать разрушение внутренних проводных соединений, растрескивание эпоксидной смолы или ухудшение оптических свойств светодиодного кристалла. Рекомендуется избегать механических нагрузок на выводы во время установки. Устройство следует хранить в оригинальном влагозащитном пакете до использования, чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать "вспучивание" при пайке.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для любых применений, требующих компактного, яркого и надежного цифрового отображения. Типичные области использования включают: цифровые мультиметры и измерительное оборудование, промышленные контроллеры процессов и таймеры, дисплеи медицинских устройств, индикаторы на приборной панели автомобиля (для некритичной информации), бытовую технику (духовки, микроволновые печи, стиральные машины) и коммерческое оборудование, такое как кассовые аппараты или весы.

7.2 Соображения по проектированию

Ограничение тока:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для каждого анода должен использоваться последовательный токоограничивающий резистор или должна быть реализована схема драйвера с постоянным током. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение (используйте максимальное значение для расчета тока в наихудшем случае), а IF — желаемый прямой ток.

Мультиплексирование:Конструкция с общим катодом и двойной разрядностью предназначена для мультиплексированной работы. Последовательно включая один катод (цифру) и подавая данные сегментов для этой цифры на анодные линии, можно управлять несколькими цифрами с уменьшенным количеством линий ввода/вывода микроконтроллера. Номинальный пиковый ток позволяет использовать более высокие импульсные токи для компенсации уменьшенной скважности, поддерживая воспринимаемую яркость.

Угол обзора:Широкий угол обзора обеспечивает читаемость дисплея с различных позиций, что важно для устройств, устанавливаемых на панели.

8. Техническое сравнение

Основным отличием LTD-322JG является использование технологии AlInGaPдля зеленого излучения. По сравнению со старыми технологиями, такими как фосфид галлия (GaP), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к большей яркости при том же токе. Дизайн с черным фоном и белыми сегментами обеспечивает превосходную контрастность по сравнению с индикаторами с рассеянным или серым фоном. Высота цифры 0.3 дюйма является стандартным размером, но его конкретное сочетание высокой яркости, контрастности и эффективности AlInGaP может давать преимущество перед индикаторами аналогичного размера, использующими менее совершенные полупроводниковые материалы.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова цель подключения "Нет вывода"?

О: Вывод 2 физически присутствует, но электрически не подключен. Вероятно, он служит механическим ключом для обеспечения правильной ориентации при автоматической установке или для обеспечения структурной симметрии.

В: Как добиться разных уровней яркости?

О: Яркость в основном регулируется прямым током (IF). Вы можете настроить значение токоограничивающего резистора или использовать сигнал ШИМ (широтно-импульсной модуляции) на аноде или катоде. ШИМ очень эффективен, так как поддерживает оптимальное соотношение прямого напряжения и тока, модулируя скважность.

В: Могу ли я соединить два общих катода вместе?

О: Нет, они должны управляться отдельно для правильного мультиплексирования. Соединение их вместе приведет к одновременному отображению одинакового шаблона сегментов на обеих цифрах, что лишает смысла использование двойного индикатора.

В: Что означает коэффициент соответствия силы света 2:1 для моего проекта?

О: Это гарантирует, что все сегменты в устройстве будут иметь достаточно равномерную яркость. Вам не нужно проектировать индивидуальную регулировку тока для каждого сегмента, чтобы компенсировать большие внутренние вариации.

10. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование простого двухразрядного счетчика с использованием микроконтроллера. Микроконтроллер будет иметь 7 линий ввода/вывода, подключенных к анодам сегментов (A-G), и 2 линии ввода/вывода, подключенные к катодам цифр (через NPN-транзисторы или MOSFET для стока тока). Прошивка будет реализовывать процедуру мультиплексирования: включить транзистор для Цифры 1, вывести шаблон сегментов для первой цифры на анодные выводы, подождать короткий интервал (например, 5 мс), затем выключить Цифру 1, включить Цифру 2, вывести шаблон для второй цифры и повторить. Ток для каждого сегмента будет задаваться одним токоограничивающим резистором на общей анодной линии (если используется общий положительный источник питания) или отдельными резисторами на каждой линии микроконтроллера, рассчитанными на основе желаемого среднего тока и с учетом скважности 1/2 в этом примере с двумя цифрами.

11. Введение в принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценциив полупроводниковом p-n переходе. Материал AlInGaP является полупроводником с прямой запрещенной зоной. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются через переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав атомов алюминия, индия, галлия и фосфора определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света. В данном случае состав настроен на излучение фотонов с длиной волны примерно 571-572 нм, что воспринимается как зеленый свет. Непрозрачная подложка из GaAs помогает направлять больше генерируемого света через верх устройства, повышая внешнюю эффективность.

12. Тенденции развития

В области индикаторных и дисплейных светодиодов продолжаются следующие тенденции:Повышение эффективности:Продолжающееся совершенствование материаловедения (например, более совершенные эпитаксиальные структуры) для извлечения большего количества света на единицу входной электрической мощности.Миниатюризация:Разработка индикаторов с меньшей высотой цифр или более высокой плотностью пикселей для портативных устройств.Интеграция:Объединение светодиодного индикатора с драйверными ИС и контроллерами в более полные модульные решения для упрощения проектирования конечным пользователем.Расширение цветовой гаммы:Хотя это монохромное зеленое устройство, существует общая тенденция к полноцветным, адресуемым светодиодным матрицам и дисплеям. Для стандартных семисегментных индикаторов фокус остается на надежности, снижении стоимости и достижении еще более высокой яркости и контрастности для применений с читаемостью на солнце.