Техническая документация на светодиодный индикатор LTP-3786JD-03 - Высота цифры 0.54 дюйма - Гиперкрасный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTP-3786JD-03 — это двухразрядный 14-сегментный алфавитно-цифровой индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого отображения символов. Он имеет высоту цифры 0.54 дюйма (13.8 мм), что делает его подходящим для индикации среднего размера в различном электронном оборудовании. Устройство использует светодиодные кристаллы AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) Hyper Red, изготовленные на подложке из арсенида галлия (GaAs), что обеспечивает специфический спектральный выход. Индикатор имеет светло-серый лицевой экран с белыми сегментами, что повышает контрастность и читаемость.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Внешний вид символов:Сплошные, однородные сегменты обеспечивают отличную четкость и внешний вид символов.
• Оптические характеристики:Высокая яркость и высокий коэффициент контрастности гарантируют видимость в различных условиях освещения.
• Угол обзора:Широкий угол обзора позволяет считывать информацию с индикатора с разных позиций.
• Энергоэффективность:Низкое энергопотребление, характерное для светодиодной технологии.
• Надежность:Полупроводниковая конструкция обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Однородность:Устройства классифицируются (биннируются) по световой интенсивности, что помогает достичь равномерной яркости при использовании нескольких индикаторов в одном устройстве.

1.2 Целевые области применения

This display is intended for use in ordinary electronic equipment. This includes, but is not limited to, office automation equipment, communication devices, household appliances, instrumentation panels, and consumer electronics where clear numeric and limited alphabetic readouts are needed.

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эксплуатация должна осуществляться в пределах этих значений.

• Рассеиваемая мощность на кристалл:70 мВт
• Пиковый прямой ток на кристалл:90 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток на кристалл:25 мА при 25°C. При температуре выше 25°C применяется коэффициент снижения 0.33 мА/°C.
• Обратное напряжение на кристалл:5 В
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +85°C
• Условия пайки:260°C в течение 3 секунд, при этом точка пайки должна находиться не менее чем на 1/16 дюйма (≈1.6 мм) ниже плоскости установки устройства.

2.2 Электрические и оптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности в указанных условиях испытаний.

• Средняя сила света (I_V):200-520 мккд (микрокандел) при прямом токе (I_F) 1 мА. Измерение проводится с фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):650 нм при I_F=20 мА.
• Доминирующая длина волны (λ_d):639 нм при I_F=20 мА, с допуском ±1 нм. Этот параметр определяет воспринимаемый цвет.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм при I_F=20 мА, что указывает на спектральную чистоту.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):от 2.1В до 2.6В при I_F=20 мА. Допуск составляет ±0.1В.
• Обратный ток на сегмент (I_R):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В.
• Коэффициент соответствия силы света (I_V-m):Максимальное соотношение 2:1 между сегментами при I_F=1 мА, что обеспечивает равномерность яркости.
• Перекрестные помехи:≤ 2.5%, минимизирует нежелательное свечение невыбранных сегментов.

3. Механическая информация и данные о корпусе

3.1 Габаритные размеры

Индикатор поставляется в стандартном двухразрядном корпусе с 18 выводами. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (мм).
• Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
• Допуск на смещение кончика вывода составляет ±0.4 мм.
• Рекомендуемый диаметр отверстия в печатной плате для выводов — 1.0 мм.
• Критерии качества определены для посторонних частиц (≤10 мил), загрязнения чернилами (≤20 мил), пузырьков в сегментах (≤10 мил) и изгиба отражателя (≤1% от длины).

3.2 Распиновка и внутренняя схема

Устройство имеетсхему с общим анодом. Имеется два вывода общего анода: один для Символа 1 (вывод 16) и один для Символа 2 (вывод 11). Все остальные выводы (кроме вывода 3, который не подключен) являются катодами для отдельных сегментов (от A до P, и D.P. для десятичной точки). Внутренняя схема показывает независимые светодиодные кристаллы для каждого сегмента, подключенные к соответствующим общим анодам. Такая структура позволяет использовать мультиплексирование для управления двумя разрядами.

4. Рекомендации и предостережения по применению

4.1 Соображения по проектированию и использованию

• Область применения:Подходит для обычного электронного оборудования. Не рекомендуется для критически важных для безопасности применений (авиация, медицинское оборудование жизнеобеспечения и т.д.) без предварительной консультации.
• Проектирование схемы управления:
  • Управление постоянным током:Настоятельно рекомендуется для поддержания постоянной силы света и цвета.
  • Диапазон напряжения:Схема должна учитывать весь диапазон V_F (2.1В-2.6В), чтобы обеспечить подачу требуемого тока при любых условиях.
  • Защита:Схема должна обеспечивать защиту от обратных напряжений и скачков напряжения при включении/выключении питания.
  • Тепловой режим:Рабочий ток должен быть снижен в зависимости от максимальной температуры окружающей среды, чтобы предотвратить деградацию светового потока или отказ.
• Избегайте обратного смещения:Может вызвать миграцию металла, увеличивая ток утечки или вызывая короткое замыкание.
• Окружающая среда:Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить образование конденсата на индикаторе.
• Механическое обращение:Не прикладывайте аномальные усилия к корпусу индикатора во время сборки.
• Для нескольких индикаторов:Используйте индикаторы из одного бина (BIN) по силе света, чтобы избежать неравномерной яркости (оттенка) в сборке.

4.2 Условия хранения и обращения

• Стандартное хранение (в оригинальной упаковке):Температура: от 5°C до 30°C. Влажность: ниже 60% RH. Длительное хранение вне этих условий может привести к окислению выводов.
• Хранение после вскрытия (для SMD типов, справочно):Если влагозащитный пакет вскрыт, устройство должно быть использовано в течение 168 часов (уровень MSL 3) при тех же температурно-влажностных условиях.
• Прогрев (сушка):Если негерметичная упаковка хранилась более 6 месяцев, рекомендуется прогрев при 60°C в течение 48 часов перед сборкой, которая должна быть завершена в течение одной недели.

5. Анализ характеристик и графиков производительности

В техническом описании приведены ссылки на типичные графики производительности (хотя они не отображены в предоставленном тексте). Эти графики имеют решающее значение для проектирования и обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Показывает нелинейную зависимость, что важно для выбора токоограничивающих резисторов или проектирования драйверов постоянного тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой поток увеличивается с током, помогая в калибровке яркости и анализе эффективности.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового потока при повышении температуры, что критично для теплового проектирования в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, подтверждающий доминирующую и пиковую длины волн, а также полуширину спектра.

Конструкторам следует обращаться к полным графикам технического описания, чтобы количественно понять эти зависимости для своих конкретных рабочих условий.

6. Техническое сравнение и дифференциация

LTP-3786JD-03 отличается несколькими ключевыми аспектами:

• Технология кристалла:Использует кристаллы AlInGaP Hyper Red, которые, как правило, обеспечивают более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями GaAsP или GaP для красного/оранжевого цвета.
• Оптическая конструкция:Светло-серый экран с белыми сегментами разработан для высокого контраста, улучшая читаемость по сравнению с индикаторами с черным экраном или рассеянными сегментами.
• Контроль качества:Спецификация жестких допусков для дефектов сегментов (пузырьки, загрязнения) и классификация по силе света (бинирование) указывают на акцент на оптической однородности и качестве.
• Корпус:18-выводная конструкция для монтажа в отверстия с отдельными общими анодами для каждого разряда обеспечивает гибкость в схемах мультиплексированного управления.

7. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

7.1 Как управлять этим индикатором?

Используйте технику мультиплексирования. Последовательно включайте один общий анод (разряд) за раз, одновременно подавая правильный паттерн на катоды для нужных сегментов этого разряда. Цикл должен быть достаточно быстрым, чтобы избежать мерцания (обычно >60 Гц). Рекомендуется драйвер постоянного тока на сегмент или источник с ограничением тока.

7.2 Для чего нужен код бина (BIN) по интенсивности?

Код BIN группирует индикаторы на основе измеренной силы света при стандартном испытательном токе. Использование индикаторов из одного BIN в многоблочном применении обеспечивает равномерную яркость на всех разрядах, предотвращая пятнистый вид.

7.3 Можно ли использовать простой резистор для ограничения тока?

Да, для простых применений. Рассчитайте номинал резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз технического описания (2.6В), чтобы гарантировать минимальный ток в наихудших условиях. Однако для наилучшей однородности между сегментами и при разных температурах схема постоянного тока предпочтительнее.

7.4 Почему важна защита от обратного напряжения?

Приложение обратного смещения сверх предельно допустимого значения (5В) может вызвать мгновенное повреждение. Даже меньшие обратные напряжения, если они постоянны или повторяются (например, от индуктивных выбросов в схеме), со временем могут ухудшить состояние светодиода из-за электромиграции, приводя к увеличению тока утечки или отказу.

8. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование простого двухразрядного счетчика.

1. Интерфейс с микроконтроллером:Подключите два вывода общего анода (11, 16) к двум выводам GPIO, сконфигурированным как выходы с отдачей тока. Подключите 16 выводов катодов сегментов к выводам GPIO, сконфигурированным как выходы с поглощением тока, возможно, через транзисторы или микросхему драйвера для большего тока.
2. Ограничение тока:Реализуйте стоки постоянного тока для каждой катодной линии, установив значение 10-15 мА для хорошего баланса яркости и долговечности, оставаясь значительно ниже предела в 25 мА для постоянного тока.
3. Программное обеспечение:Создайте таблицу соответствия, связывающую цифры 0-9 с соответствующими паттернами сегментов (A-G). В основном цикле включите Разряд 1, выведите паттерн для разряда десятков, подождите 1-5 мс, отключите Разряд 1, включите Разряд 2, выведите паттерн для разряда единиц, подождите 1-5 мс и повторите. Это создает стабильное, без мерцания отображение.
4. Тепловые соображения:Если корпус устройства может нагреваться (например, >50°C), рассмотрите возможность небольшого снижения тока управления, используя коэффициент снижения (0.33 мА/°C выше 25°C), чтобы обеспечить надежность.

9. Принцип работы и технологические тренды

9.1 Основной принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый диод. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее его ширину запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области (в данном случае слой AlInGaP), высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света, который для этого устройства находится в гиперкрасном спектре. 14-сегментная компоновка позволяет формировать цифры и ограниченный набор буквенных символов путем выборочного включения комбинаций сегментов.

9.2 Тенденции в отрасли

Хотя индикаторы для монтажа в отверстия, такие как LTP-3786JD-03, остаются актуальными для прототипирования, ремонта и некоторых промышленных применений, общая тенденция в технологии отображения смещается в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки и миниатюризации. Кроме того, наблюдается постоянное стремление к повышению эффективности (больше люмен на ватт), что для красных светодиодов включает оптимизацию эпитаксиальной структуры AlInGaP и улучшение вывода света из кристалла. Для алфавитно-цифровых индикаторов все более распространенными становятся матричные панели, поскольку они предлагают полную алфавитно-цифровую и графическую возможность, хотя сегментные индикаторы сохраняют преимущества в стоимости, простоте и четкости для специализированных цифровых индикаторов.