Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-323JF - Высота цифры 0.3 дюйма (7.62 мм) - AlInGaP желто-оранжевый - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

Данное устройство представляет собой буквенно-цифровой светодиодный индикатор с высотой цифры 0.3 дюйма (7.62 мм). Он предназначен для отображения четкой, хорошо видимой числовой или ограниченной буквенно-цифровой информации в компактном форм-факторе. Основная технология использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения желто-оранжевого свечения. Индикатор имеет черный корпус для высокого контраста и белые сегменты для оптимального рассеивания и внешнего вида света. Он классифицируется как дуплексный индикатор с общим анодом, что означает, что две цифры используют общие анодные соединения — это распространенная конфигурация для мультиплексирования в схемах управления, позволяющая уменьшить количество выводов.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный, объективный анализ ключевых электрических и оптических параметров, указанных в технической документации.

2.1 Оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функционирования индикатора.Средний световой поток (Iv)составляет от 320 мккд (мин.) до 800 мккд (тип.) при прямом токе (IF) 1 мА. Этот параметр указывает на воспринимаемую яркость светящихся сегментов. Разработчикам следует обратить внимание наКоэффициент соответствия светового потока (Iv-m)максимум 2:1. Этот коэффициент определяет допустимое отклонение яркости между различными сегментами одной цифры или между цифрами, обеспечивая визуальную однородность. Меньшее значение коэффициента указывает на лучшую согласованность.

Цветовые характеристики определяются длиной волны.Пиковая длина волны излучения (λp)составляет 611 нм (тип.), в то время какДоминирующая длина волны (λd)составляет 605 нм (тип.) при IF=20мА. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет (в данном случае желто-оранжевый).Полуширина спектральной линии (Δλ)в 17 нм (тип.) указывает на спектральную чистоту или узость излучаемой полосы света; меньшее значение указывает на более монохроматический источник света.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют условия работы и требования к питанию. Ключевым параметром являетсяПрямое напряжение на сегмент (VF), которое составляет 2.6В (тип.) при прямом токе 20 мА. Это значение критически важно для расчета токоограничивающего резистора, включаемого последовательно с каждым сегментом.Обратный ток на сегмент (IR)указан как максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, что указывает на характеристики утечки устройства в выключенном состоянии.

2.3 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это ограничивает совокупное влияние прямого тока и падения напряжения на сегменте.
• Непрерывный прямой ток на сегмент: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.
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это актуально для схем мультиплексированного управления.
• Обратное напряжение на сегмент:5 В. Превышение этого значения может привести к пробою светодиодного перехода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +85°C.
• Температура пайки:Максимум 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки. Это критически важно для процессов волновой пайки или пайки оплавлением.

3. Объяснение системы бининга

В технической документации явно указано, что устройство"Классифицировано по световому потоку".Это указывает на наличие системы бининга. При производстве светодиодов возникают технологические разбросы. Биннинг — это процесс сортировки светодиодов на группы (бины) по ключевым параметрам, таким как световой поток, а иногда прямое напряжение или доминирующая длина волны. Покупая продукт с бинингом, разработчики обеспечивают большую однородность яркости всех индикаторов в сборке, что критически важно для качества продукта. Указанный в документации диапазон Iv (320-800 мккд), вероятно, представляет собой разброс значений между различными доступными бинами.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные кривые не детализированы в предоставленном тексте, типичные технические описания светодиодов включают графики, важные для проектирования.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта кривая показывает нелинейную зависимость между током и напряжением. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Указанное типичное значение VF (2.6В @ 20мА) — это точка на этой кривой. Разработчики используют это, чтобы убедиться, что схема управления может обеспечить достаточное напряжение, особенно при низких температурах, когда VF увеличивается.

4.2 Зависимость светового потока от прямого тока

Этот график показывает, как яркость масштабируется с током. Обычно она линейна в широком диапазоне, но насыщается при очень высоких токах. Он помогает определить рабочий ток, необходимый для достижения желаемого уровня яркости.

4.3 Зависимость светового потока от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая жизненно важна для проектирования системы теплового управления. Если индикатор работает в условиях высокой температуры или при недостаточном теплоотводе, яркость будет ниже указанной для 25°C.

4.4 Спектральное распределение

График, показывающий относительную интенсивность в зависимости от длины волны, визуализирует пик (611 нм) и полуширину (17 нм), подтверждая желто-оранжевую цветовую точку.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство имеет определенные физические размеры и расположение выводов.Чертеж габаритных размеров корпуса(упомянут, но не показан в тексте) предоставляет все критические механические размеры в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм. Этот чертеж необходим для разводки печатной платы, чтобы обеспечить правильное проектирование посадочного места и запретных зон.

5.1 Распиновка и внутренняя схема

Предоставленатаблица распиновки. Это 10-выводное устройство. Внутренняя схема показывает дуплексную конфигурацию с общим анодом. Выводы 5 и 10 являются общими анодами для Цифры 2 и Цифры 1 соответственно. Остальные выводы (1, 3, 4, 6, 7, 8, 9) являются катодами для отдельных сегментов (G, A, F, D, E, C, B). Вывод 2 обозначен как "No Pin" (нет вывода), вероятно, означая, что это механический заглушка без электрического соединения. Обозначение сегментов (A-G) соответствует стандартному соглашению для семисегментных индикаторов.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Ключевой рекомендацией являетсяпараметр температуры пайки: максимум 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки. Это стандартный параметр для волновой пайки или пайки оплавлением. Соблюдение этого требования критически важно для предотвращения термического повреждения светодиодных кристаллов, эпоксидной заливки или внутренних проводных соединений. Длительное воздействие высокой температуры может вызвать расслоение, изменение цвета или катастрофический отказ.

Общие рекомендации по обращению:Хотя это явно не указано, при обращении и монтаже следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD), поскольку светодиодные переходы чувствительны к статическому электричеству. Хранение должно осуществляться в указанных диапазонах температуры и влажности для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать "вспучивание" (popcorning) при пайке.

7. Информация о упаковке и заказе

Номер детали четко идентифицирован какLTD-323JF. Эта система наименования, вероятно, кодирует ключевые атрибуты: "LTD" может означать тип индикатора, "32" может относиться к размеру 0.32 дюйма (приблизительно 0.3 дюйма), а "JF" может указывать на цвет (желто-оранжевый) и тип корпуса. Ссылка на техническую документацию:Спецификация №: DS30-2001-410. Для заказа необходимо использовать точный номер детали. Подробности об упаковке на катушке, ширине ленты или ориентации обычно указываются в отдельных спецификациях на упаковку.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор подходит для применений, требующих компактного, яркого и надежного числового отображения. Типичные области применения включают:

• Контрольно-измерительное оборудование (мультиметры, частотомеры).
• Панели управления промышленного оборудования и считывающие устройства приборов.
• Бытовая техника (микроволновые печи, аудиоаппаратура).
• Дополнительные приборные панели для автомобилей.
• Торговые терминалы (POS).

8.2 Вопросы проектирования

• Схема управления:Используйте источник постоянного тока или источник напряжения с последовательным токоограничивающим резистором для каждого катода сегмента. Значение резистора рассчитывается как R = (Напряжение питания - VF) / IF. Для питания 5В и целевого тока 20мА: R = (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом.
• Мультиплексирование:Структура с общим анодом идеально подходит для мультиплексирования. Последовательно включая один общий анод (цифру) за раз и управляя соответствующими катодами сегментов, можно управлять несколькими цифрами с меньшим количеством линий ввода-вывода. Параметр пикового тока (60мА) позволяет использовать более высокие импульсные токи для компенсации уменьшенной скважности, поддерживая воспринимаемую яркость.
• Угол обзора:В технической документации заявлен "Широкий угол обзора", что полезно для применений, где индикатор может просматриваться под углом.
• Контрастность:Черный корпус обеспечивает высокую контрастность как в условиях яркого освещения, так и в затемненных помещениях.

9. Техническое сравнение

По сравнению с другими технологиями светодиодных индикаторов, доступными на момент его выпуска (2001 год), материаловая система AlInGaP, используемая в LTD-323JF, предлагала явные преимущества перед старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия):

• Более высокая яркость и эффективность:Светодиоды AlInGaP значительно ярче и эффективнее, чем светодиоды GaAsP, особенно в красно-желто-оранжевом спектре.
• Лучшая температурная стабильность:AlInGaP, как правило, демонстрирует меньшее падение светового потока с ростом температуры по сравнению с GaAsP.
• Превосходная надежность:Заявление о "Надежности твердотельных устройств" подтверждается надежной природой кристаллов AlInGaP и зрелой технологией корпусирования.
• По сравнению с современными альтернативами, такими как вакуумно-люминесцентные индикаторы (VFD), этот светодиодный индикатор проще в управлении, имеет больший срок службы и работает при более низких напряжениях, но может иметь меньшую яркость в некоторых условиях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой резистор использовать для управления сегментом током 20мА от источника питания 5В?

О: Используя типичное VF 2.6В, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 120 Ом или 150 Ом) и проверьте фактический ток.

В: Могу ли я управлять этим индикатором с помощью микроконтроллера на 3.3В?

О: Возможно, но необходимо проверить прямое напряжение. При 20мА VF составляет 2.6В (тип.), оставляя всего 0.7В для токоограничивающего резистора. Это требует очень маленького сопротивления (35 Ом), что делает ток чувствительным к вариациям VF. Лучше работать при меньшем токе (например, 5-10мА) или использовать специализированную микросхему драйвера светодиодов с повышающим преобразователем.

В: Что означает коэффициент соответствия светового потока 2:1?

О: Это означает, что самый яркий сегмент/цифра должен быть не более чем в два раза ярче самого тусклого сегмента/цифры в пределах одного индикаторного блока. Это обеспечивает визуальную однородность.

В: Как интерпретировать снижение номинала для непрерывного прямого тока?

О: Максимальный непрерывный ток уменьшается на 0.33 мА за каждый градус Цельсия выше 25°C. При 85°C (максимальная рабочая температура) снижение составляет (85-25)*0.33мА ≈ 19.8 мА. Следовательно, максимально допустимый непрерывный ток при 85°C составляет 25 мА - 19.8 мА = 5.2 мА на сегмент.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование простого двухразрядного индикатора напряжения с использованием микроконтроллера.

1. Схема:Подключите два общих анода (выводы 5 и 10) к двум отдельным выводам ввода-вывода микроконтроллера, сконфигурированным как ключи с открытым стоком/низкой стороной. Подключите все семь катодов сегментов (выводы 1,3,4,6,7,8,9) к семи другим выводам ввода-вывода через токоограничивающие резисторы 120 Ом (для системы 5В).
2. Программное обеспечение (мультиплексирование):В процедуре обработки прерывания по таймеру (например, на 100 Гц):
   
   a. Отключите оба вывода общего анода (установите высокий импеданс или логическую единицу, если используется транзистор PNP).
   
   b. Установите выводы катодов сегментов в соответствии с шаблоном для Цифры 1.
   
   c. Включите (подайте низкий уровень) общий анод для Цифры 1 (вывод 10).
   
   d. Подождите короткую задержку (например, 5 мс).
   
   e. Отключите анод Цифры 1.
   
   f. Установите выводы катодов сегментов в соответствии с шаблоном для Цифры 2.
   
   g. Включите общий анод для Цифры 2 (вывод 5).
   
   h. Подождите 5 мс.
   
   i. Повторите. Человеческий глаз воспринимает обе цифры как постоянно светящиеся.
3. Расчет тока:Каждый сегмент включен с коэффициентом заполнения 50% (одна цифра за раз). Чтобы достичь среднего тока 10мА на сегмент, импульсный ток во время его активности должен составлять 20мА. Это находится в пределах пикового номинала 60мА.

12. Введение в принцип работы

Устройство работает на принципеэлектролюминесценциив полупроводниковом p-n переходе. Активный материал — AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Там они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае желто-оранжевый (~605-611 нм). Черный корпус поглощает окружающий свет для улучшения контрастности, а материал белых сегментов помогает рассеивать и равномерно распределять излучаемый свет от подложки светодиодного кристалла.

13. Тенденции развития

Хотя это устаревший продукт, понимание его контекста подчеркивает тенденции в технологии отображения. С момента его появления возникло несколько ключевых тенденций:

• Переход на SMD (Surface Mount Device) корпуса:Современные аналоги почти исключительно относятся к SMD-типам, что позволяет использовать автоматизированный монтаж, уменьшить занимаемую площадь и высоту по сравнению с выводными индикаторами, такими как LTD-323JF.
• Более высокая плотность и полноцветность:Индикаторы перешли к более высокой плотности пикселей (матричные, OLED) и полноцветным возможностям (RGB светодиоды), позволяя отображать графику и более широкий цветовой охват.
• Улучшенная эффективность:Новые материалы светодиодов и системы люминофоров (как в белых светодиодах) предлагают значительно более высокую световую отдачу (люмен на ватт), снижая энергопотребление при той же яркости.
• Интегрированные драйверы:Многие современные дисплейные модули поставляются со встроенными микросхемами драйверов (интерфейсы I2C, SPI), упрощая интерфейс для микроконтроллеров и уменьшая количество требуемых линий ввода-вывода.
• Альтернативные технологии:Для небольших мало потребляющих числовых индикаторов сегменты, изготовленные по технологии OLED (органические светодиоды), предлагают сверхтонкий профиль, очень высокую контрастность и широкие углы обзора, хотя соображения срока службы и стоимости различаются.

LTD-323JF представляет собой надежное, проверенное решение для применений, где его конкретный форм-фактор, яркость и простой интерфейс полностью адекватны, особенно в экономически чувствительных проектах или проектах с длительным жизненным циклом.