LTD-5723AJF LED Dijital Gösterge Veri Sayfası - 0.56 İnç Karakter Yüksekliği - Sarı Turuncu - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Tüketimi - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-5723AJF, yüksek performanslı, çift haneli, 7 segmentli bir LED dijital gösterge modülüdür. Ana işlevi, elektronik cihazlarda net ve parlak sayısal ve sınırlı alfanümerik bilgi sağlamaktır. Temel teknolojisi, sarı-turuncu spektrumda ışık yaymak üzere tasarlanmış alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Bu malzeme seçimi, cihazın yüksek parlaklığına ve verimliliğine ulaşmanın anahtarıdır. Gösterge, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artırmak için gri panel ve beyaz segment renkleri kullanır. Işık şiddetine göre sınıflandırılmıştır, bu da farklı üretim partileri arasında parlaklık seviyelerinin tutarlılığını sağlar. Cihaz, çok haneli gösterge sürücü devrelerini basitleştirmek için standart bir konfigürasyon olan ortak katot tipinde tasarlanmıştır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Işık Şiddeti ve Optik Özellikler

Optik performans, bu göstergenin işlevselliğinin temelini oluşturur. 1mA ileri akımda (IF), ortalama ışık şiddeti (Iv) minimum 320 µcd, tipik değer 900 µcd olarak belirlenmiştir. Bu parametre, yayılan görünür ışık miktarını temsil eder ve görüntüleme görünürlüğünün belirlenmesi için kritik öneme sahiptir. Baskın dalga boyu (λd) 605 nm'dir ve IF=20mA'de tepe emisyon dalga boyu (λp) 611 nm'dir; bu, çıktının görünür spektrumun sarı-turuncu bölgesinde konumlandığını açıkça belirtir. Yarı yükseklikteki spektral çizgi genişliği (Δλ) 17 nm'dir ve yayılan rengin saflığını veya darlığını tanımlar; daha düşük bir değer, ışık kaynağının daha monokromatik olduğunu gösterir. Segmentler arası ışık şiddeti eşleşmesi 2:1 oranı içinde garanti edilerek, bir karakterin tüm aydınlatılmış segmentlerinde görsel düzgünlük sağlanır.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel özellikler, güvenilir kullanım için çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar. Mutlak maksimum değerler katı sınırlar belirler: Her segment için sürekli ileri akım 25 mA'dir (25°C'den itibaren 0.33 mA/°C doğrusal düşüş), darbe koşullarında tepe ileri akım 60 mA'dir, her segment için maksimum ters voltaj 5 V'dir. IF=20mA'de, her segment için tipik ileri voltaj (VF) 2.6 V, minimum değer 2.05 V'dir. Bu ileri voltaj, akım sınırlama devresi tasarımı için kritik bir parametredir. VR=5V'de, maksimum ters akım (IR) 100 µA'dir ve LED ters öngerilim altındaki kaçak seviyesini gösterir. Her segment için güç tüketimi 70 mW ile sınırlıdır, bu da termal tasarımı etkiler.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihazın çalışma sıcaklığı -35°C ila +85°C aralığındadır, depolama sıcaklığı da aynıdır. Bu geniş aralık, onu endüstriyel kontrolden otomotiv iç mekanlarına kadar zorlu ortamlar için uygun kılar. Lehimleme sıcaklığı özellikleri montaj için kritiktir: cihaz, montaj düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında 260°C'yi 3 saniye boyunca dayanabilir. Bu yeniden akış lehimleme sıcaklık profilinin uygulanması, yüzey montajı sürecinde dahili yarı iletken çip ve tel bağlantılarının zarar görmesini önlemek için çok önemlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" açıkça belirtir. Bu, üretim sonrasında bir sınıflandırma veya eleme işlemi uygulandığını gösterir. LED'ler, standart bir test akımında (veri sayfasına göre muhtemelen 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre test edilir ve gruplandırılır (sınıflandırılır). Bu, müşterilerin tutarlı ve öngörülebilir parlaklık seviyelerine sahip ekranlar almasını sağlar. Bu alıntıda belirli sınıflandırma kod yapısı ayrıntılı olarak açıklanmamış olsa da, bu tür sistemler genellikle önceden tanımlanmış ışık şiddeti, ileri voltaj ve bazen de dalga boyu aralıklarını belirtmek için alfanümerik kodlar kullanır. Tasarımcılar, uygulamalarının parlaklık düzgünlüğü gereksinimlerine uygun sınıfı seçmek için üreticinin tam sınıflandırma belgelerine başvurmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, derinlemesine tasarım analizi için çok önemli olan "Tipik Elektrik/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Metinde belirli grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• Işık Şiddetinin İleri Akıma Karşı Eğrisi (I-V Eğrisi):Bu grafik, ışık çıkışının akım arttıkça nasıl değiştiğini gösterir. Genellikle doğrusal değildir ve çok yüksek akımlarda, termal etkiler nedeniyle verimlilik (lümen/vat) düşme eğilimi gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim ve İleri Yönlü Akım İlişkisi Eğrisi:Bu grafik, diyodun I-V karakteristiğini gösterir ve doğru seri direncin seçilmesi veya sabit akım sürücüsü tasarımı için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti ile Ortam Sıcaklığı İlişkisi Eğrisi:Bu eğri, parlaklığın eklem sıcaklığı arttıkça nasıl azaldığını göstermektedir. Bu azalma oranını anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için çok önemlidir.
• Spektral Dağılım Grafiği:Göreceli yoğunluk ile dalga boyu arasındaki ilişkiyi gösteren grafik, 611 nm'deki tepe noktasını ve 17 nm'lik yarı yükseklikteki tam genişliği (FWHM) göstererek renk özelliklerini doğrulamaktadır.

Bu eğriler, mühendislerin parlaklık, verimlilik ve ömür arasında denge kurmak için sürüş koşullarını optimize etmelerini sağlar.

Mekanik ve Paketleme Bilgileri

Cihaz, detaylı paket boyut çizimleriyle birlikte gelir (metinde tam olarak gösterilmemiştir). Bu tür bir paketin temel mekanik özellikleri (çıkarılan ve standart) şunları içerir: Karakter boyutunu tanımlayan 0,56 inç (14,22 mm) rakam yüksekliği. Paket, tek bir muhafaza içinde entegre edilmiş, yan yana çift haneli bir konfigürasyondur. Elektriksel bağlantı için 18 pini vardır ve standart DIP (Çift Sıralı Düz Takma) veya benzeri bir paket formu kullanır. Parça açıklamasındaki "Rt. Hand Decimal" notu, her rakamın bir sağ tarafta ondalık noktası içerdiğini belirtir. Gri panel ve beyaz segment renkleri, kontrastı artırmak için tasarlanmış paket tasarımının bir parçasıdır. Hassas boyutlar, pin aralığı ve genel paket şekli, aksi belirtilmedikçe toleransı ±0,25 mm olan boyut çizimlerinde yer alır.

Veri sayfası, derinlemesine tasarım analizi için çok önemli olan "tipik elektriksel/optik karakteristik eğrilerine" atıfta bulunmaktadır. Metinde belirli grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler genellikle şunları içerir:

Bir pin bağlantı tablosu sağlanmıştır. Tablo, 18 pinli konfigürasyonu detaylandırır; burada pin 1-12 ve 15-18, sırasıyla Rakam 1 ve Rakam 2'nin belirli segmentlerinin (A-G ve DP) anotlarıdır. Pin 13 ve 14 ise sırasıyla Rakam 2 ve Rakam 1'in ortak katotlarıdır. Bu ortak katot mimarisi, tek bir rakamdaki tüm LED segmentlerinin ortak bir toprak (katot) bağlantısını paylaştığı anlamına gelir. Dahili devre şeması (atıfta bulunulmuş ancak gösterilmemiştir), 14 segmentin (her rakam için 7 segment artı ondalık noktası) bu anot ve katot pinlerine nasıl bağlandığını gösterecektir. Bu yapı, zaman paylaşımlı çoğullamaya izin verir; yani, ortak katotlarını anahtarlayarak rakamları hızla tek tek aydınlatarak gereken toplam sürücü pin sayısını azaltır.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Sağlanan ana montaj kılavuzu, lehimleme sıcaklığı spesifikasyonudur: montaj düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında, 260°C'de 3 saniye. Bu, birçok kurşunsuz lehimleme işlemi için standart bir reflow sıcaklık profilidir. Temel hususlar şunları içerir:

• Reflow sıcaklık profili:Mühendisler, epoksi paket ve iç çipe zarar gelmesini önlemek için fırın sıcaklık profilinin bileşen gövdesinde bu sıcaklık/süreyi aşmadığından emin olmalıdır.
• ESD Koruması:Belirtilmemiş olsa da, AlInGaP LED'ler yarı iletken cihazlardır ve standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uygun olarak işlenmelidir.
• Temizleme:Kaynak sonrası temizlik gerekiyorsa, ekran epoksi malzemesiyle uyumlu bir yöntem kullanın.
• Depolama:Nem emilimini ve performans bozulmasını önlemek için belirtilen -35°C ila +85°C aralığında, kuru ve antistatik bir ortamda depolayın.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, net, orta boyutlu dijital okumalar gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımları şunları içerir: test ve ölçüm cihazları (multimetreler, osiloskoplar), endüstriyel kontrol panelleri, satış noktası terminalleri, araç gösterge paneli ekranları (kritik olmayan bilgiler için), tüketici elektroniği (mikrodalga fırınlar, fırınlar, ses ekipmanları) ve tıbbi cihazlar. Sarı-turuncu renk, yüksek görünürlüğü ve saf kırmızı veya yeşile kıyasla daha düşük algılanan parlama nedeniyle, özellikle değişen ışık koşullarında sıklıkla tercih edilir.

Daha Yüksek Parlaklık ve Verimlilik: AlInGaP malzeme sistemi, kırmızı, turuncu ve sarı spektral aralıklarında elektrik enerjisini ışığa dönüştürmede önemli ölçüde daha yüksek verimlilik sağlar, bu da aynı sürücü akımında daha yüksek ışık şiddeti elde edilmesini sağlar. Daha İyi Sıcaklık Kararlılığı: Eski teknolojilere kıyasla, AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı ve dalga boyunun sıcaklıkla değişimi genellikle daha azdır. Renk Doygunluğu: 17 nm'lik spektral yarı yükseklik genişliği, nispeten saf bir renk olduğunu gösterir; bu, spektrumu daha geniş olan yayıcılara kıyasla görsel olarak daha çekici ve ayırt edilebilir bir görünüm sağlar. Kontrast: Gri panel ile beyaz segmentlerin kombinasyon tasarımı, segmentler sönük durumdayken kontrastı maksimize etmeyi amaçlar; bu da siyah panelli veya farklı renk segmentli göstergelere kıyasla genel okunabilirliği artırır.

• Sürücü Devresi:Her anot hattı için sabit akım sürücüsü veya uygun akım sınırlama direnci kullanın. Besleme voltajı (Vcc), tipik ileri voltaj (Vf ~2.6V) ve istenen ileri akım (örneğin, iyi parlaklık için 10-20 mA) temelinde direnç değerini hesaplayın.
• Zaman Bölmeli Çoğullama:对于像这样的多位数码管，时分复用驱动方案是高效的。这涉及通过晶体管开关依次使能每个数字的公共阴极，同时在阳极线上呈现该数字的段码数据。刷新率必须足够高（>60 Hz）以避免可见闪烁。
• Görüş Açısı:Veri sayfası "geniş görüş açısına" sahip olduğunu iddia etse de, en iyi yerleşim için, ana kullanıcının görüş hattının ekran yüzeyine göre açısını göz önünde bulundurun.
• Parlaklık Kontrolü:Parlaklık, ileri akımı (sınırlar dahilinde) değiştirerek veya sürücü akımına Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) uygulayarak ayarlanabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTD-5723AJF'nin temel farklılaştırıcı avantajı, AlInGaP teknolojisinin daha eski teknolojilerle (standart GaAsP (Galium Arsenide Fosfit) LED gibi) karşılaştırılmasından kaynaklanır:

• Daha Yüksek Parlaklık ve Verimlilik:AlInGaP malzeme sistemi, kırmızı, turuncu ve sarı spektral aralıklarında elektrik enerjisini ışığa dönüştürmede önemli ölçüde daha yüksek verimlilik sağlar, bu da aynı sürücü akımı altında daha yüksek ışık şiddeti elde edilmesini sağlar.
• Daha İyi Sıcaklık Kararlılığı:AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı ve dalga boyu, sıcaklık değişimlerine bağlı dalgalanmalar açısından genellikle daha eski teknolojilere kıyasla daha azdır.
• Renk Doygunluğu:17 nm'lik spektral yarı yükseklik genişliği, nispeten saf bir rengi gösterir ve bu, daha geniş spektrumlu yayıcılara kıyasla görsel olarak daha çekici ve ayırt edilebilir kılar.
• Kontrast:Gri panel ve beyaz segment kombinasyonu tasarımı, segmentler sönükken kontrastı maksimize etmeyi amaçlar ve siyah panel veya farklı renk segmentli ekranlara kıyasla genel okunabilirliği artırır.

10. Teknik Özelliklere Dayalı Sık Sorulan Sorular

Soru: "Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı"nın 2:1 olmasının amacı nedir?
Cevap: Bu, aynı koşullar altında, bir karakterdeki en karanlık segment parlaklığının en parlak segment parlaklığının yarısından az olmamasını sağlar. Bu, görsel düzgünlüğü garanti eder ve bazı segmentlerin diğerlerine göre belirgin şekilde daha karanlık görünmesini önler, bu da okunabilirlik için çok önemlidir.

Soru: Bu göstergede 5V güç kaynağı kullanabilir miyim?
Cevap: Evet, ancak her anotta seri bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Örneğin, 5V güç kaynağı ve VF=2.6V ile tipik IF=20mA elde etmek için direnç değeri R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 ohm olmalıdır. Ayrıca, direnç üzerindeki güç dağılımını doğrulamak çok önemlidir.

Soru: "Ortak katot" devre tasarımım için ne anlama geliyor?
Cevap: Bu, bir rakamın tüm LED'lerinin katotlarının (negatif uçlarının) dahili olarak bir pime bağlandığı anlamına gelir (rakam 1 için pin 14, rakam 2 için pin 13). Bir rakamı yakmak için, ilgili segment anotlarına pozitif voltaj uygulamanız ve aynı rakamın ortak katot pinini topraklamanız (0V) gerekir. Bu, zaman paylaşımlı çoğullamayı basitleştirir.

Soru: "Tepe ileri akım" değeri olan 60mA nasıl anlaşılmalıdır?
Cevap: Bu, LED'in çok kısa darbe koşullarında (0.1 ms darbe genişliği, 1/10 görev döngüsü) dayanabileceği maksimum anlık akımdır. Sürekli çalışma için uygun değildir. Sürekli ileri akımı (25 mA) aşmak, hızlı bozulmaya veya arızaya neden olabilir.

LTD-5723AJF'in temel farklılaşma avantajı, AlInGaP teknolojisinin eski teknolojilerle (standart GaAsP (galyum arsenik fosfür) LED gibi) karşılaştırılmasından kaynaklanmaktadır:

Bir mikrodenetleyici kullanarak basit bir iki haneli sayıcı tasarlamayı düşünün. Mikrodenetleyicinin G/Ç pinleri, akım sınırlayıcı dirençler üzerinden 12 anot hattına (iki hanenin segment kodları A-G ve DP) bağlanacaktır. Diğer iki mikrodenetleyici pini, kollektörleri ortak katot pinlerine (13 ve 14) bağlı ve emiteri topraklanmış NPN transistörleri kontrol edecektir. Yazılım, bir zaman paylaşımlı çoğullama rutini uygulayacaktır: her iki katot transistörünü kapatın, G/Ç pinlerini "Hane 1"in segment kodunu gösterecek şekilde ayarlayın, ardından Hane 1'in katot transistörünü kısa süreliğine açın. Daha sonra bu işlemi Hane 2 için tekrarlayın. Bu döngü yüksek frekansta sürekli olarak çalıştırılır. Her segmentin ortalama akımı, tepe akımı ve görev döngüsü tarafından belirlenir (örneğin, her hanede 20mA tepe, %50 görev döngüsü, ortalama akım 10mA). Bu yöntem, bileşen sayısını ve güç tüketimini en aza indirir.

Renk Doygunluğu: 17 nm'lik spektral yarı yükseklik genişliği, nispeten saf bir renk olduğunu gösterir; bu, spektrumu daha geniş olan yayıcılara kıyasla görsel olarak daha çekici ve ayırt edilebilir bir görünüm sağlar.

Çalışma prensibi, yarı iletken p-n ekleminin elektrolüminesansına dayanır. AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfür) kristal yapısı aktif bölgeyi oluşturur. Diyotun eşik voltajını (yaklaşık 2.0-2.2V) aşan bir ileri yönlü voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP'de bu enerjinin önemli bir kısmı, malzemenin bant aralığı enerjisine karşılık gelen ve yaklaşık 605-611 nm (sarı-turuncu) olacak şekilde tasarlanan bu enerjiye karşılık gelen dalga boyunda fotonlar (ışık) şeklinde salınır. Opak GaAs substratı, ışığı yukarı doğru yansıtarak harici ışık çıkarma verimliliğini artırmaya yardımcı olur. 7 segmentli bir gösterge panelinin her segmenti, bir veya daha fazla bu küçük AlInGaP LED çipini içerir.

13. Gelişim Eğilimleri

Bu özel cihaz olgun bir teknolojiyi temsil etse de, görüntüleme LED'lerinin daha geniş alanı hala gelişmektedir. Bu tür gösterge ışıkları ve segmentli göstergelerle ilgili eğilimler şunları içerir:

• Verimlilik Artışı:Süregelen malzeme bilimi araştırmaları, daha düşük güç tüketimiyle daha parlak ekranlar elde etmek için dahili kuantum verimliliğini (her elektronun daha fazla foton üretmesi) ve ışık çıkarma verimliliğini (çipten daha fazla foton kaçışı) artırmayı hedefler.
• Miniaturizasyon:Segmentli göstergelerde bile, aynı alanda daha fazla bilgi görüntülemeye olanak tanıyan daha küçük piksel aralığı ve daha yüksek çözünürlük için sürekli bir arayış vardır.
• Entegrasyon:Trendler, LED sürücü IC'lerin doğrudan gösterge paketine veya modülüne entegre edilmesini içerir, böylece son kullanıcının devre tasarımını basitleştirir.
• Yeni Malzemeler:AlInGaP kırmızı-turuncu-sarı spektrumuna hakim olsa da, InGaN (mavi/yeşil/beyaz ışık için kullanılan) gibi diğer malzeme sistemleri de gelişmektedir. Eğilim, küçük ekranlarda tam renk yeteneğine doğru ilerlemektir.
• Esnek Substratlar:LED çiplerini esnek devreler üzerine yerleştirme araştırmaları, geleneksel segment ekranlardan ziyade nokta matris ekranlar için daha uygun olsa da, yeni ekran formlarına yol açabilir.

LTD-5723AJF, olgunlaşmış AlInGaP teknolojisi sayesinde, belirli renk, parlaklık ve boyut özelliklerine ihtiyaç duyan uygulamalar için güvenilir ve yüksek performanslı bir çözüm sunar.