Техническая спецификация светодиодного индикатора LTS-2807CKD-P - Высота цифры 0.2 дюйма - Гиперкрасный - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-2807CKD-P представляет собой поверхностно-монтируемое устройство (SMD), выполненное в виде однозначного цифрового индикатора. Его основная функция — обеспечение четкой и надежной цифровой индикации в компактном современном корпусе, подходящем для автоматизированных процессов сборки. Устройство использует передовые эпитаксиальные слои AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенные на подложке из арсенида галлия, для получения характерного гиперкрасного свечения. Эта технология материалов выбрана благодаря своей эффективности и стабильности в производстве высокояркого красного света. Визуальный дизайн включает серую лицевую панель с белыми метками сегментов — комбинация, разработанная для максимальной контрастности и читаемости при различных условиях освещения, что делает индикатор подходящим для бытовой электроники, приборных панелей и интерфейсов промышленного управления, где важен каждый миллиметр пространства, а разборчивость критична.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Продукт определяется несколькими ключевыми характеристиками производительности и надежности, которые выделяют его на рынке малоформатных индикаторов.

• Компактный форм-фактор:Высота цифры 0.2 дюйма (5.08 мм) позволяет интегрировать индикатор в плотно упакованные печатные платы без ущерба для размера цифр.
• Оптические характеристики:Индикатор обеспечивает высокую яркость и отличную контрастность благодаря чипам AlInGaP и дизайну «серый на белом». Широкий угол обзора гарантирует видимость с различных позиций.
• Равномерность сегментов:Сегменты спроектированы для непрерывного и равномерного свечения, предотвращая появление «горячих точек» или тусклых областей, которые могут ухудшить внешний вид символа.
• Энергоэффективность:Низкое энергопотребление способствует снижению общего энергопотребления системы.
• Качество и надежность:Устройство обладает надежностью твердотельной электроники и классифицируется по световой интенсивности, что означает сортировку единиц продукции для обеспечения стабильной яркости. Также оно выполнено в бессвинцовом корпусе в соответствии с экологическими директивами RoHS.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный объективный анализ предельных рабочих режимов и эксплуатационных характеристик устройства в заданных условиях.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт. Превышение может привести к перегреву и катастрофическому отказу.
• Пиковый прямой ток на сегмент:60 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Предназначен для кратковременных высокоинтенсивных вспышек.
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C. Например, при 85°C максимальный постоянный ток составит приблизительно 25 мА - (0.28 мА/°C * 60°C) = 8.2 мА.
• Температурные диапазоны:Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -35°C до +105°C.
• Допуск по пайке:Устройство выдерживает пайку паяльником при 260°C в течение 3 секунд, при условии, что жало паяльника расположено не менее чем на 1/16 дюйма ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные эксплуатационные параметры, измеренные при Ta=25°C, представляющие ожидаемое поведение в нормальных рабочих условиях.

• Световая интенсивность (Iv):Световой выход зависит от тока. При прямом токе (I_F) 1 мА интенсивность составляет от 201 до 650 мккд (микрокандел). При 10 мА типичное значение возрастает до 8250 мккд. Допуск для этих измерений составляет ±15%.
• Волновые характеристики:Устройство излучает в гиперкрасном спектре. Пиковая длина волны излучения (λ_p) составляет 650 нм. Доминирующая длина волны (λ_d) равна 639 нм с допуском ±1 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, что указывает на разброс длины волны излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):Обычно 2.6В при I_F=20 мА, с допуском ±0.1В. Минимальное указанное значение — 2.05В.
• Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не рассчитано на работу в режиме постоянного обратного смещения.
• Коэффициент соответствия световой интенсивности:Максимальное соотношение 2:1 для сегментов в пределах аналогичной световой области при I_F=1 мА. Это определяет максимально допустимое различие яркости между сегментами.
• Перекрестные помехи:Указано как ≤ 2.5%, что относится к нежелательному свечению невыбранного сегмента при включении соседнего сегмента.

3. Система сортировки и градации

В спецификации указано, что продукт \"классифицируется по световой интенсивности\", что подразумевает процесс сортировки.

• Сортировка по световой интенсивности:Устройства тестируются и сортируются по группам на основе измеренного светового выхода при стандартном тестовом токе (например, 1 мА или 10 мА). Это гарантирует, что разработчики получают светодиоды с одинаковыми уровнями яркости для равномерного внешнего вида индикатора.
• Сортировка по длине волны:Хотя явно не указано как сортировка, жесткий допуск на доминирующую длину волны (±1 нм) указывает на строгий контроль процесса, что приводит к очень стабильному цветовому выходу для всех единиц продукции.
• Сортировка по прямому напряжению:Указанный допуск V_F±0.1В предполагает, что компоненты, вероятно, проходят отбор для соответствия этому электрическому параметру, что способствует стабильному поведению схемы управления.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя предоставленный отрывок PDF ссылается на типичные кривые, но не отображает их, стандартный анализ для такого устройства включал бы:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показала бы экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током, с напряжением отсечки около 2.0-2.2В для красных светодиодов AlInGaP.
• Зависимость световой интенсивности от прямого тока (I_v-I_F):Ожидается почти линейной при низких токах, возможно, с эффектами насыщения при высоких токах из-за тепловых потерь и снижения эффективности.
• Зависимость световой интенсивности от температуры окружающей среды:Продемонстрировала бы снижение светового выхода с ростом температуры перехода, что является критическим фактором для надежности конструкции.
• Спектральное распределение:График, показывающий интенсивность в зависимости от длины волны, с центром на 650 нм (пик) и полушириной 20 нм, подтверждающий гиперкрасную цветовую точку.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Устройство имеет определенную посадочную площадку для SMD монтажа. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Отмечены конкретные требования контроля качества, такие как ограничения на посторонние материалы, загрязнение чернилами, пузыри в области сегментов и заусенцы на пластиковых выводах. Из-за малого размера корпуса маркировка компонента сокращена до \"2807CKD-P\" (префикс \"LTS\" опущен).

5.2 Внутренняя схема и распиновка

Устройство имеетобщий анод. Внутренняя схема показывает десять выводов, соответствующих следующим соединениям: два вывода выделены под общие аноды (выводы 3 и 8). Оставшиеся выводы являются индивидуальными катодами для сегментов A, B, C, D, E, F, G и десятичной точки (DP). Вывод 1 указан как \"Не подключен\". Такая конфигурация требует подачи тока на общие анодные выводы и стока тока с индивидуальных катодных выводов для включения сегментов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Инструкции по SMT пайке

Устройство предназначено для процессов пайки оплавлением. Критическое ограничение: количество циклов процесса оплавления должно быть менее двух. Если необходим второй цикл оплавления (например, для двустороннего монтажа), плата должна быть охлаждена до нормальной температуры между первым и вторым процессом.

• Профиль оплавления (макс. 2 цикла):Предварительный нагрев до 120-150°C в течение максимум 120 секунд. Пиковая температура не должна превышать 260°C.
• Ручная пайка (макс. 1 цикл):При использовании паяльника температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами.

6.2 Рекомендуемый рисунок паяльных площадок

Для проектирования печатной платы предоставлен рисунок посадочного места. Соблюдение этого рисунка крайне важно для формирования надежного паяного соединения, правильного выравнивания и управления тепловым режимом во время оплавления.

6.3 Чувствительность к влаге и хранение

Компоненты поставляются в влагозащитной упаковке. Их необходимо хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤60%. После вскрытия герметичного пакета компоненты начинают поглощать влагу из окружающей среды. Если они не используются немедленно и не хранятся в сухом шкафу (<типично ≤10% RH), их необходимо прокалить перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить повреждения типа \"попкорна\" или расслоения, вызванные быстрым расширением пара.

• Условия прокаливания:Если компоненты на катушке: 60°C в течение ≥48 часов. Если компоненты насыпью: 100°C в течение ≥4 часов или 125°C в течение ≥2 часов. Прокаливание должно выполняться только один раз.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Устройство поставляется на катушке с лентой для автоматизированной сборки методом pick-and-place.

• Размеры катушки:Указаны как для несущей ленты компонентов, так и для катушки в целом (например, указаны варианты катушек на 13 и 22 дюйма).
• Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистирольного сплава. Размеры соответствуют стандарту EIA-481-D. Толщина ленты составляет 0.30 ±0.05 мм.
• Количество в упаковке:Стандартная катушка 13\" содержит 1000 штук. Катушка 22\" содержит ленту длиной 56.5 метров. Минимальный заказ для остаточных катушек составляет 250 штук.
• Ведущая и завершающая лента:Катушка включает ведущую (минимум 400 мм) и завершающую (минимум 40 мм) ленту для подачи в автомат.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Предназначение и ограничения

Индикатор предназначен для обычного электронного оборудования в офисных, коммуникационных и бытовых применениях. Он не рассчитан на критические для безопасности или высоконадежные применения, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские системы), без предварительной консультации и возможной квалификации.

8.2 Критические правила проектирования

• Защита схемы управления:Схема управленияобязательнодолжна включать защиту от обратных напряжений и переходных процессов напряжения, так как они могут мгновенно повредить светодиодные переходы.
• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Никогда не подключайте светодиод напрямую к источнику напряжения. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (V_supply), прямого напряжения светодиода (V_F~2.6В) и желаемого прямого тока (I_F). Формула: R = (V_supply- V_F) / I_F.
• Тепловой менеджмент:Соблюдайте правила рассеиваемой мощности и снижения тока. Работа при токах или температурах окружающей среды выше рекомендуемых пределов ускорит деградацию светового выхода (снижение светового потока) и может вызвать преждевременный отказ. Обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется вблизи максимальных параметров.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов, использующих мультиплексирование, убедитесь, что пиковый ток в импульсном режиме не превышает абсолютный максимальный параметр 60 мА, и рассчитайте средний ток, чтобы оставаться в пределах номинального постоянного тока.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), технология AlInGaP в LTS-2807CKD-P предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к большей яркости при том же входном токе. Она также обычно обеспечивает лучшую стабильность длины волны в зависимости от температуры и срока службы. По сравнению с некоторыми индикаторами с белыми сегментами, которые используют цветной фильтр поверх синего/белого светодиода, монохроматический чип AlInGaP обеспечивает чистую насыщенность цвета и потенциально более высокую эффективность для целевого красного цвета. Его SMD корпус обеспечивает лучшую механическую прочность и пригодность для крупносерийного автоматизированного производства по сравнению со светодиодными индикаторами для монтажа в отверстия.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 На основе технических параметров

В: Какое значение резистора использовать с питанием 5В?

О: Для типичного прямого напряжения 2.6В и желаемого тока 10 мА расчет следующий: R = (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 240Ω или 220Ω). Всегда проверяйте фактический ток в цепи.

В: Можно ли питать его током 20 мА непрерывно?

О: Да, 20 мА ниже максимальных 25 мА при 25°C. Однако необходимо проверить температуру окружающей среды. Если рабочая среда выше 25°C, необходимо снизить ток. При 70°C максимальный ток составит 25 мА - (0.28 мА/°C * 45°C) ≈ 12.4 мА.

В: Почему важен параметр обратного тока, если я не должен работать в обратном режиме?

О: Это показатель качества и утечки. Высокий обратный ток может сигнализировать о дефектном переходе. Этот параметр также информирует о необходимом уровне защиты; любое событие обратного смещения, превышающее 5В или вызывающее ток свыше 100 мкА, является повреждающим.

В: Что означает \"коэффициент соответствия световой интенсивности 2:1\" для моего проекта?

О: Это означает, что самый тусклый сегмент в цифре может быть не менее чем в два раза тусклее самого яркого сегмента при одинаковых условиях тестирования. Это обеспечивает визуальную равномерность. Для критичных применений вы можете выбрать компоненты из более узкой группы сортировки.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование однозначного индикатора температуры для бытового прибора.

LTS-2807CKD-P является идеальным выбором. Портовые выводы микроконтроллера (MCU) могут стекать ток (подключаться к катодам сегментов). Один PNP транзистор или специализированная микросхема драйвера может подавать ток на общий анодный вывод. Прошивка MCU реализует декодер 7-сегментного индикатора и таймер мультиплексирования, если используются несколько разрядов. Серый фон/белые сегменты обеспечивают отличный контраст на фоне рамки прибора. Низкое энергопотребление соответствует целям энергоэффективности. Разработчик должен обеспечить, чтобы разводка печатной платы включала рекомендуемый рисунок паяльных площадок, разместить токоограничивающий резистор последовательно с каждым катодом (или использовать микросхему драйвера постоянного тока) и следовать рекомендациям по профилю оплавления во время производства. Компоненты должны храниться в сухой среде после вскрытия катушки до даты сборки.

12. Принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом P-N переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода (примерно 2.0-2.2В для AlInGaP), электроны из N-типа материала и дырки из P-типа материала инжектируются через переход. Они рекомбинируют в активной области (квантовых ямах AlInGaP). Часть этой энергии рекомбинации высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав алюминия, индия, галлия и фосфида в эпитаксиальных слоях определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае гиперкрасный при ~650 нм. Конфигурация с общим анодом внутренне соединяет аноды всех светодиодных сегментов, упрощая схему управления, требуя только один узел источника тока на цифру.

13. Технологические тренды

Использование AlInGaP для красных и янтарных светодиодов представляет собой зрелую и высокооптимизированную технологию. Современные тренды в светодиодных индикаторах сосредоточены в нескольких областях: 1)Повышение эффективности:Текущие исследования направлены на снижение падения эффективности при высоких токах и улучшение вывода света из чипа и корпуса. 2)Миниатюризация:Хотя 0.2 дюйма является стандартом, существует спрос на меньшую высоту цифр в ультракомпактных устройствах. 3)Интеграция:Тренды включают объединение светодиодного индикатора с драйверами и контроллерами в многокристальных модулях или решениях типа «система в корпусе» (SiP) для упрощения проектирования конечного продукта. 4)Повышенная надежность:Улучшения в материалах корпусирования и методах крепления кристалла продолжают увеличивать рабочий ресурс и устойчивость к более высокотемпературным профилям оплавления, требуемым для бессвинцовой пайки.