LTP-3362JD LED Ekran Veri Sayfası - 0,3 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Hiper Kırmızı - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 0,3 inç (7,62 mm) rakam yüksekliğine sahip, çift haneli, 17 segmentli alfanümerik ışık yayan diyot (LED) ekranın özelliklerini detaylandırır. Cihaz, sayısal ve sınırlı alfabetik bilgi görüntüleme gerektiren uygulamalar için net, okunabilir karakter temsili sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel yapısı, bu veri sayfasında belirtilen özel renk ve performans özelliklerine ulaşmak için kritik öneme sahip olan gelişmiş AS-AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) Hiper Kırmızı LED çiplerini kullanır. Bu teknoloji seçimi, Galliyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde büyütülür. Görsel tasarım, çeşitli aydınlatma koşullarında yüksek kontrast ve mükemmel karakter görünümü için optimize edilmiş bir kombinasyon olan beyaz segmentli siyah yüzey özelliğine sahiptir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Uygulamalar

Ekran, bir dizi elektronik ürün için uygun kılan birkaç temel fayda sunar. Düşük güç gereksinimi, pil ile çalışan veya enerji tasarruflu cihazlar için önemli bir avantajdır. Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast oranı, loş ve aydınlık ortamlarda okunabilirliği garanti eder. Geniş görüş açısı, görüntülenen bilginin çeşitli pozisyonlardan net bir şekilde görülmesini sağlar; bu, tüketici elektroniği, ölçüm cihazları ve kamu bilgi ekranları için çok önemlidir. LED teknolojisine özgü katı hal güvenilirliği, vakum floresan veya akkor gibi diğer ekran teknolojilerine kıyasla uzun çalışma ömrü ve şok ve titreşime karşı direnç sağlar. Bu ekran, ışık şiddeti için kategorize edilmiştir; yani birimler, ışık çıkışlarına göre gruplandırılır veya sıralanır, bu da üretim serilerinde tutarlılık sağlar. Tipik uygulamalar arasında net, güvenilir alfanümerik çıktı gerektiren dijital panel metreler, test ekipmanları, tıbbi cihazlar, satış noktası terminalleri, endüstriyel kontrol panelleri ve otomotiv gösterge paneli ekranları bulunur.

2. Teknik Özellikler ve Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, ekranın performansını ve sınırlarını tanımlayan elektriksel, optik ve fiziksel parametrelerin detaylı, nesnel bir analizini sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, tek bir LED segmentinin hasar riski olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:90 mA. Bu akım, yalnızca aşırı ısınma olmadan daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için belirli darbe koşullarında (1 kHz frekans, %10 görev döngüsü) izin verilir. Sürekli DC çalışma için değildir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu, kararlı durum çalışması için önerilen maksimum akımdır. 0,33 mA/°C'lik düşürme faktörü, aşırı ısınmayı önlemek için ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça bu maksimum akımın azaltılması gerektiğini gösterir.
• Segment Başına Ters Gerilim:5 V. Bundan daha yüksek bir ters öngerilim uygulamak LED eklemini bozabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz, bu sıcaklık aralığında çalışmak ve depolanmak üzere derecelendirilmiştir.
• Lehimleme Koşulu:260°C'de 3 saniye, lehim ucu bileşenin oturma düzleminin en az 1/16 inç (yaklaşık 1,6 mm) altında olacak şekilde. Bu, LED çiplerine veya plastik pakete termal hasarı önlemek için dalga veya el lehimlemesi için kritik bir yönergedir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, belirtilen test koşulları altında ölçülen tipik performans parametreleridir. Tasarımcılar devre hesaplamaları ve performans beklentileri için bu değerleri kullanmalıdır.

• Segment Başına Ortalama Işık Şiddeti (I_V):I_F= 1 mA'de 200 μcd (min), 600 μcd (tip). Bu, ışık çıkışının bir ölçüsüdür. Geniş aralık bir gruplandırma işlemini gösterir; tasarımcılar yeterli parlaklığı sağlamak için minimum değeri hesaba katmalıdır.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):I_F= 20 mA'de 650 nm (tip). Bu, spektral çıkışın en güçlü olduğu dalga boyudur ve rengi spektrumun hiper kırmızı bölgesine yerleştirir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tip). Bu, spektral saflığı veya tepe noktası etrafında yayılan dalga boylarının yayılımını gösterir. 20 nm değeri, AlInGaP kırmızı LED'ler için tipiktir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):639 nm (tip). Bu, insan gözü tarafından LED'in rengine en iyi şekilde uyan, gözün hassasiyet eğrisi nedeniyle tepe dalga boyundan biraz farklı olan tek dalga boyudur.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):I_F= 20 mA'de 2,0 V (min), 2,6 V (tip). Bu, bir LED segmenti çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım sınırlayıcı dirençler, akımın sınırları aşmamasını sağlamak için beklenen maksimum V_Fkullanılarak hesaplanmalıdır.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):V_R= 5 V'da 100 μA (maks). Bu, LED maksimum değeri dahilinde ters öngerilim uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):2:1 (maks). Bu, tek bir cihaz içindeki en parlak ve en sönük segment arasındaki maksimum izin verilebilir oranı belirtir, böylece tekdüze bir görünüm sağlanır.

2.3 Gruplandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" açıkça belirtir. Bu, üretim sonrası bir gruplandırma veya sıralama işlemini ima eder. Belirli grup kodları burada listelenmese de, uygulama tipik olarak üretim partisi içinde tutarlılık sağlamak için ölçülen ışık çıkışına göre ekranları gruplandırmayı içerir (örneğin, "parlak" grup ve "standart" grup). Bu bileşeni tedarik eden tasarımcılar, uygulamaları için birden fazla birim arasında sıkı parlaklık tekdüzeliği kritikse mevcut grupları sormalıdır. İleri gerilim (V_F) aralığı (2,0V ila 2,6V) ayrıca potansiyel ileri gerilim gruplandırmasını gösterir, bu da güç kaynağı tasarımını etkileyebilir.

3. Mekanik, Arayüz ve Montaj Bilgileri

3.1 Paket Boyutları ve Bacak Bağlantısı

Ekran, standart çift haneli LED paketinde bulunur. Tüm boyutlar, aksi belirtilmedikçe standart ±0,25 mm toleransla milimetre cinsinden verilmiştir. Tasarımcılar, kesin ayak izini ve yüksekliği PCB ve muhafaza tasarımlarına entegre etmelidir. Bacak bağlantı tablosu doğru arayüz için gereklidir. Cihaz, çoklamalı ortak katot yapılandırması kullanır: Bacak 4, Haneli 1 için ortak katottur ve Bacak 10, Haneli 2 için ortak katottur. Kalan bacaklar (1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) bireysel segmentlerin (A'dan U'ya, ondalık nokta için DP dahil) anotlarıdır. Bacak 14 "Bağlantı Yok" (NC) olarak belirtilmiştir. Bu yapılandırma, iki hanenin zaman bölmeli çoklama kullanılarak bağımsız olarak sürülmesine izin verir, böylece gereken sürücü bacak sayısı azalır.

3.2 İç Devre Şeması ve Sürme Yöntemi

İç devre şeması, çoklamalı ortak katot düzenini gösterir. İki hane arasındaki tüm karşılık gelen segment anotları (örneğin, tüm 'A' segmentleri) dahili olarak bağlıdır. Belirli bir handeki bir segmenti aydınlatmak için, anot bacağı yüksek seviyeye (uygun akım sınırlaması ile) çekilmeli, hedef hanenin katodu ise düşük seviyeye çekilmelidir. Hangi hanenin katodunun aktif olduğu ve istenen desen için anotların ayarlandığı hızla döngü yapılarak, her iki hanenin de sürekli yanıyormuş gibi görünmesi sağlanır. Bu yöntem, çoklama yapabilen bir mikrodenetleyici veya özel bir sürücü entegresi gerektirir.

3.3 Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

Lehimleme koşuluna (260°C'de 3 saniye) sıkı sıkıya uyulması çok önemlidir. Bu süre veya sıcaklığın aşılması, iç tel bağlantılarına zarar verebilir, LED epoksisini bozabilir veya paketin katmanlarını ayırabilir. Reflow lehimleme için, bu termal sınıra uyan bir profil kullanılmalıdır. Lehim ucunun oturma düzleminin altında tutulması notu, ısının bacaklar aracılığıyla LED çipine doğrudan aktarılmasını önlemeye yardımcı olur. Yarıiletken eklemleri korumak için taşıma ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır.

4. Performans Analizi ve Uygulama Hususları

4.1 Tipik Karakteristik Eğrileri

Belirli grafikler metinde yeniden üretilmemiş olsa da, böyle bir cihaz için tipik eğriler şunları içerir:İleri Akım (I_F) - İleri Gerilim (V_F):Bu üstel eğri, akım ve gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Diz gerilimi yaklaşık 2,0V civarındadır, bundan sonra küçük gerilim artışlarıyla akım hızla artar, bu da akım sınırlayıcı devre ihtiyacını vurgular.Işık Şiddeti (I_V) - İleri Akım (I_F):Bu eğri genellikle düşük akımlarda doğrusaldır ancak termal etkiler nedeniyle yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir. Tasarımcıların istenen parlaklığı verimli bir şekilde elde etmek için bir çalışma akımı seçmelerine yardımcı olur.Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu, sıcaklık arttıkça ışık çıkışının düşürülmesini gösterir, bu da sıcak ortamlarda çalışan tasarımlar için çok önemlidir.Spektral Dağılım:Dalga boyları boyunca yayılan ışığın şiddetini gösteren, ~20 nm yarı genişlikle 650 nm civarında merkezlenmiş bir çizim.

4.2 Tasarım Hususları ve Uygulama Önerileri

Akım Sınırlama:Her anot hattı için (veya sabit akım sürücüsü) ileri akımı ayarlamak için seri bir direnç zorunludur. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F olarak hesaplanır. Tüm koşullar altında akımın seçilen I_F'yi (örneğin, 20 mA) asla aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum V_F(2,6V) kullanın.Çoklamalı Sürücü:Çoklama sırasını, yenileme hızını ve parlaklık kontrolünü yönetmek için yeterli G/Ç bacaklarına sahip bir mikrodenetleyici veya özel bir LED sürücü entegresi (MAX7219 veya HT16K33 gibi) gereklidir. Yenileme hızı, görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek (>60 Hz) olmalıdır.Güç Dağılımı:Toplam gücü hesaplayın: 20 mA ve 2,6V'de bir segment için P = 52 mW. Birden fazla segment açıkken, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında paketin termal sınırlarının aşılmadığından emin olun.Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak ekranı bir muhafazaya monte ederken, çerçeveden gölgeleri önlemek için birincil görüntüleme yönünü göz önünde bulundurun.

4.3 Karşılaştırma ve Sık Sorulan Sorular

Diğer Teknolojilerle Karşılaştırma:7 segmentli ekranlarla karşılaştırıldığında, 17 segmentli format alfabetik karakterlerin (A-Z) daha okunabilir bir temsilini sağlar, ancak nokta matris ekran kadar kapsamlı değildir. AlInGaP teknolojisi, eski GaAsP veya GaP kırmızı LED'lere göre daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar.Tipik Kullanıcı Soruları: S: Bu ekranı dirençsiz sabit gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?A: Hayır. İleri gerilimin bir aralığı vardır (2,0-2,6V). Ortalama bir V_F için ayarlanmış sabit bir gerilim, düşük V_F'ye sahip bir LED'e aşırı akım uygulayarak erken arızaya yol açabilir. Her zaman akım sınırlaması kullanın.S: Tepe akım (90 mA) neden sürekli akımdan (25 mA) daha yüksek?A: LED, termal enerjinin birikip eklemi hasara uğratacak zamanı olmadığı için tepe parlaklık için (örneğin, vurgulama) kısa, yüksek akımlı darbeleri kaldırabilir. Ortalama güç hala sınırlar dahilinde olmalıdır.S: "Bağlantı Yok" bacağının amacı nedir?A: Genellikle bir ailedeki diğer ürünlerle bacak sayısını standartlaştırmak veya yapısal simetri sağlamak için mekanik bir yer tutucudur. Herhangi bir devreye bağlanmamalıdır.

5. Teknik Prensipler ve Bağlam

5.1 Temel Teknoloji: GaAs Üzerinde AlInGaP

Temel ışık yayan yapı, Galliyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde epitaksiyal olarak büyütülmüş bir Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) heteroeklemidir. Kristal kafesteki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfor oranları ayarlanarak bant aralığı enerjisi ve dolayısıyla yayılan dalga boyu hassas bir şekilde ayarlanabilir. Bu malzeme sistemi, özellikle yüksek parlaklıklı kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler üretmek için oldukça verimlidir. "Hiper Kırmızı" tanımı tipik olarak yüksek ışık etkinliği ile derin kırmızı bir renk veren belirli bir bileşimi ifade eder. GaAs substratı yayılan ışığa opaktır, bu nedenle cihaz yapısı, paketin epoksi lensi üzerinden üstten yayılım için tasarlanmıştır.

5.2 Endüstri Bağlamı ve Trendler

Bu veri sayfasının yayınlandığı dönemde (2003), AlInGaP teknolojisi kırmızı/turuncu renkler için önceki LED malzemelerine göre önemli bir ilerlemeyi temsil ediyordu. Alfanümerik ekranlardaki trend, o zamandan beri daha yüksek yoğunluklu nokta matris panellere ve daha yakın zamanda daha fazla esneklik ve tam renk yeteneği için organik LED (OLED) veya mikro-LED ekranlara doğru ilerlemiştir. Ancak, bu gibi segmentli LED ekranlar, tek renkli veya sınırlı renkli rollerde aşırı güvenilirlik, uzun ömür, yüksek parlaklık, basitlik ve düşük maliyet gerektiren uygulamalar için son derece geçerliliğini korumaktadır. Katı hal yapıları, düşük güç tüketimi ve mükemmel okunabilirlikleri, bu özelliklerin çok önemli olduğu endüstriyel, otomotiv ve ölçüm cihazları alanlarında kullanımlarının devam etmesini sağlar.