Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-3743KG - Высота цифры 0.3 дюйма - Зеленый AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTC-3743KG представляет собой четырехразрядный цифровой светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и яркого цифрового отображения. Он характеризуется высотой цифры 0.3 дюйма (7.4 мм), что делает его подходящим для индикаторов среднего размера в различном электронном оборудовании. Устройство использует технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для генерации зеленого света. Данная материаловая система известна своей высокой эффективностью и хорошими характеристиками в широком диапазоне рабочих условий. Индикатор имеет черный лицевой экран с белыми сегментами, обеспечивающий высокую контрастность для отличной читаемости. Он выполнен по схеме мультиплексированного общего катода, что является стандартной конфигурацией для многоразрядных индикаторов для минимизации количества требуемых выводов драйвера.

1.1 Ключевые особенности

• Высота цифры 0.3 дюйма:Обеспечивает четкий и легко читаемый размер символов.
• Непрерывные однородные сегменты:Гарантирует последовательный и профессиональный визуальный вид на всех цифрах.
• Низкое энергопотребление:Спроектирован для энергоэффективной работы, подходит для устройств с батарейным питанием или с низким энергопотреблением.
• Отличный внешний вид символов:Высокая контрастность между черным фоном и подсвеченными белыми сегментами.
• Высокая яркость и высокая контрастность:Кристаллы AlInGaP обеспечивают высокую силу света, видимую даже в хорошо освещенных помещениях.
• Широкий угол обзора:Позволяет считывать информацию с дисплея под широким диапазоном углов без значительной потери яркости или четкости.
• Надежность твердотельной технологии:По сравнению с другими технологиями отображения, светодиоды предлагают длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Бессвинцовый корпус:Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что делает его пригодным для современного электронного производства.

1.2 Идентификация устройства

Партийный номер LTC-3743KG конкретно обозначает мультиплексированный индикатор с общим катодом на основе зеленого AlInGaP с конфигурацией десятичной точки справа. Данная система наименования помогает идентифицировать точную технологию, электрическую конфигурацию и механический вариант.

2. Подробный разбор технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это максимальная мощность, которую может безопасно рассеивать отдельный светодиодный сегмент.
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА. Это максимальный мгновенный ток, допустимый в импульсных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Он значительно выше номинального непрерывного тока.
• Непрерывный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток линейно снижается со скоростью 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды выше 25°C. Например, при 85°C максимально допустимый непрерывный ток составит приблизительно: 25 мА - (0.28 мА/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 мА.
• Диапазон рабочих температур:от -35°C до +105°C. Устройство рассчитано на работу в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -35°C до +105°C.
• Условия пайки:Устройство может выдерживать волновую пайку с погружением вывода на 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки в течение 3 секунд при 260°C. Температура самого устройства во время сборки не должна превышать его максимальный температурный рейтинг.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Средняя сила света (Iv):200 - 630 мккд (микрокандел) при прямом токе (IF) 1 мА. Такой широкий диапазон указывает на процесс сортировки по яркости.
• Пиковая длина волны излучения (λp):571 нм (типичное значение) при IF=20мА. Это длина волны, на которой интенсивность излучаемого света максимальна.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (типичное значение) при IF=20мА. Этот параметр измеряет разброс излучаемых длин волн; меньшее значение указывает на более монохроматический (чистый цвет) свет.
• Доминирующая длина волны (λd):572 нм (типичное значение) при IF=20мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая наилучшим образом соответствует цвету света.
• Прямое напряжение на кристалл (VF):2.05В (мин.), 2.6В (тип.), с допуском ±0.1В при IF=20мА. Это критический параметр для проектирования схемы драйвера.
• Обратный ток на сегмент (IR):100 мкА (макс.) при обратном напряжении (VR) 5В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; непрерывная работа в режиме обратного смещения запрещена.
• Коэффициент соответствия силы света:2:1 (макс.) для схожих световых областей при IF=10мА. Этот параметр определяет максимально допустимое отклонение яркости между сегментами для обеспечения равномерного внешнего вида.
• Перекрестные помехи:≤2.5%. Этот параметр измеряет непреднамеренное свечение невыбранного сегмента при управлении другим, что должно быть минимальным.

3. Механическая информация и информация о корпусе

Индикатор поставляется в стандартном корпусе DIP (Dual In-line Package) для сквозного монтажа. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (мм).
• Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
• Допуск смещения кончика вывода составляет ±0.4 мм.
• Установлены ограничения на посторонние материалы (≤10 мил), изгиб (≤1% длины отражателя), пузыри в сегментах (≤10 мил) и загрязнение чернилами на поверхности (≤20 мил) для обеспечения оптического качества.

4. Подключение выводов и внутренняя схема

Устройство имеет 24 вывода. Внутренняя схема представляет собой мультиплексированную конфигурацию с общим катодом. Это означает, что катоды светодиодов для каждой цифры соединены вместе (формируя линии выбора цифры), в то время как аноды для каждого типа сегмента (A, B, C, D, E, F, G, DP) соединены через все цифры. Для подсветки определенного сегмента на определенной цифре соответствующий катод цифры подключается к низкому уровню (заземляется), в то время как соответствующий анод сегмента подключается к высокому уровню (через токоограничивающий резистор). Таблица распиновки четко определяет функцию каждого вывода, включая аноды для сегментов, катоды для цифр и подключения для специальных функций, таких как десятичные точки (DP1, DP2, DP3) и другие индикаторы (UDP, LC, L1, L2, L3).

5. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включали бы:

• Вольт-амперная характеристика (IV):Показывает зависимость между прямым током и прямым напряжением, которая является нелинейной. Это важно для проектирования токоограничивающей схемы.
• Зависимость силы света от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с током, обычно в почти линейной зависимости в рабочем диапазоне.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает, как световой выход уменьшается с увеличением температуры перехода светодиода. Это подчеркивает важность теплового управления.
• Спектральное распределение:График, отображающий интенсивность света в зависимости от длины волны, показывающий пиковую и доминирующую длины волн, а также спектральную полуширину.

6. Рекомендации по пайке, сборке и хранению

6.1 Предостережения при применении

Это критические рекомендации для надежной работы:

• Предназначение:Для обычного электронного оборудования. Для критически важных для безопасности применений (авиация, медицина и т.д.) проконсультируйтесь с производителем.
• Соблюдение параметров:Соблюдение абсолютных максимальных параметров обязательно для предотвращения повреждений.
• Ток и температура:Превышение рекомендуемого тока управления или рабочей температуры приводит к быстрой деградации света или отказу.
• Защита схемы:Схема управления должна защищать от обратных напряжений и переходных процессов напряжения во время циклов включения питания.
• Управление постоянным током:Рекомендуется для обеспечения постоянной яркости и долговечности, поскольку яркость светодиода является функцией тока, а не напряжения.
• Диапазон прямого напряжения:Схема драйвера должна учитывать весь диапазон VF (от 2.05В до 2.7В), чтобы гарантировать постоянную подачу целевого тока.
• Тепловое снижение номинала:Рабочий ток должен выбираться на основе максимально ожидаемой температуры окружающей среды с использованием кривой снижения номинала.
• Избегайте обратного смещения:Может вызвать миграцию металла, увеличивая ток утечки или вызывая короткие замыкания.
• Избегайте теплового удара:Быстрые изменения температуры во влажной среде могут вызвать конденсацию.
• Механическая обработка:Избегайте приложения аномальной силы к корпусу индикатора.
• Применение пленки:При использовании чувствительной к давлению пленки/накладки избегайте ее прямого контакта с лицевой панелью, чтобы предотвратить смещение.
• Сортировка для нескольких индикаторов:При использовании нескольких индикаторов в одной сборке выбирайте устройства из одной группы яркости/цвета, чтобы избежать неравномерного внешнего вида.

6.2 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для предотвращения окисления выводов и сохранения паяемости.

• Стандартные условия (в оригинальной упаковке):от 5°C до 30°C, относительная влажность (RH) ниже 60%.
• Последствия неправильного хранения:Может произойти окисление выводов, что потребует повторного покрытия перед использованием.
• Управление запасами:Используйте индикаторы оперативно; избегайте долгосрочного хранения больших количеств.
• Чувствительность к влаге:Если продукт не находится в герметичном влагозащитном пакете или пакет был открыт более 6 месяцев, рекомендуется прогреть его при 60°C в течение 48 часов и завершить сборку в течение одной недели.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

LTC-3743KG хорошо подходит для:

• Контрольно-измерительного оборудования (мультиметры, источники питания).
• Панелей промышленного управления и индикаторов процессов.
• Потребительской электроники, такой как аудиоусилители, радиобудильники или кухонные приборы.
• Торговых терминалов и информационных табло.
• Любых устройств, требующих четкого, надежного, многоразрядного цифрового отображения.

7.2 Соображения при проектировании

• Выбор микросхемы драйвера:Используйте специализированный драйвер светодиодного индикатора или микроконтроллер с достаточной способностью по току стока/истока и поддержкой мультиплексирования.
• Ограничение тока:Всегда используйте последовательные резисторы или драйвер постоянного тока для каждой анодной линии. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (используйте максимальное VF для наихудшего случая по току) и желаемого прямого тока.
• Частота мультиплексирования:Выберите частоту обновления, достаточно высокую, чтобы избежать видимого мерцания (обычно >60 Гц). Убедитесь, что пиковый ток в режиме мультиплексирования не превышает абсолютный максимальный рейтинг.
• Разводка печатной платы:Обеспечьте чистые силовые дорожки к драйверу индикатора, чтобы избежать шума. Следуйте рекомендуемому посадочному месту из размерного чертежа.
• Тепловое управление:В применениях с высокой температурой окружающей среды рассмотрите возможность снижения тока управления или улучшения вентиляции, чтобы оставаться в пределах сниженных пределов тока.

8. Техническое сравнение и дифференциация

LTC-3743KG на основе технологии AlInGaP предлагает явные преимущества:

• По сравнению с традиционными зелеными светодиодами GaP (фосфид галлия):AlInGaP обычно обеспечивает более высокую яркость и эффективность, лучшую температурную стабильность и более насыщенный зеленый цвет.
• По сравнению с синими/белыми светодиодами с люминофором:Это прямой излучающий зеленый светодиод, поэтому он не страдает от деградации люминофора со временем и обеспечивает чистый спектральный выход без широкого спектра белых светодиодов, преобразованных люминофором.
• По сравнению с большими/меньшими индикаторами:Высота цифры 0.3 дюйма обеспечивает баланс между читаемостью и компактностью, подходя для применений, где важен размер, но требуется читаемость с умеренного расстояния.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какова цель конструкции с мультиплексированным общим катодом?

О: Это значительно сокращает количество требуемых выводов. Немультиплексированный 4-разрядный 7-сегментный индикатор потребовал бы 4*7 + 4 = 32 вывода. Мультиплексированная версия использует 7 линий сегментов + 4 линии цифр + несколько дополнительных = 24 вывода, упрощая печатную плату и схему драйвера.

В: Как рассчитать значение токоограничивающего резистора?

О: Используйте закон Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Для питания 5В, максимального VF 2.7В и желаемого тока 10мА: R = (5В - 2.7В) / 0.010А = 230 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 220 Ом) и проверьте фактический ток.

В: Почему рекомендуется управление постоянным током, а не постоянным напряжением?

О: Сила света светодиода в первую очередь является функцией прямого тока (IF). Прямое напряжение (VF) может варьироваться от устройства к устройству и с температурой. Источник постоянного тока обеспечивает постоянную яркость независимо от этих вариаций VF, в то время как простой резистор с источником постоянного напряжения приводит к вариациям яркости.

В: Что означает \"Коэффициент соответствия силы света 2:1\"?

О: Это означает, что самый яркий сегмент в группе должен быть не более чем в два раза ярче самого тусклого сегмента при одинаковых условиях тестирования. Это обеспечивает визуальную однородность по всему индикатору.

10. Введение в принцип работы

LTC-3743KG основан на полупроводниковой электролюминесценции. Материал AlInGaP формирует p-n переход. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В AlInGaP эта рекомбинация в основном высвобождает энергию в виде фотонов (света) в диапазоне зеленых длин волн (~572 нм). Конкретный состав сплава алюминия, индия, галлия и фосфора определяет энергию запрещенной зоны и, следовательно, цвет излучаемого света. Черный лицевой экран и белые сегменты являются частью оптической системы корпуса, предназначенной для поглощения окружающего света (уменьшения отражений) и эффективного направления внутренне генерируемого света через желаемые формы сегментов, создавая высокую контрастность.