LTS-4801JG LED Gösterge Veri Sayfası - 0.4 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Yeşil - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-4801JG, yeşil ışık üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanan tek haneli, yedi segmentli bir sayısal göstergedir. Ortak anot cihazı olarak tasarlanmıştır, yani tüm LED segmentlerinin anotları dahili olarak birbirine bağlanmış ve ortak pinlere çıkarılmıştır, her bir segment katodu ise ayrı ayrı erişilebilir durumdadır. Bu konfigürasyon, çoklama (multiplexed) gösterge uygulamalarında yaygındır. Gösterge, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segmentli gri bir yüze sahiptir. Başlıca uygulama alanı, ölçüm panelleri, tüketici elektroniği cihazları ve endüstriyel kontroller gibi net, parlak, tek haneli bir sayısal okuma gerektiren elektronik ekipmanlardır.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Parlaklık ve Kontrast:AlInGaP malzeme sistemi yüksek ışık verimliliği sağlayarak mükemmel parlaklık sunar. Gri yüzey/beyaz segment tasarımı, üstün karakter görünümü için kontrastı daha da iyileştirir.
• Düşük Güç Tüketimi:Cihaz nispeten düşük ileri akımlarda çalışır, bu da pil ile çalışan veya enerji verimli uygulamalar için uygun kılar.
• Katı Hal Güvenilirliği:LED tabanlı bir cihaz olarak, akkor veya vakum floresan göstergeler gibi eski teknolojilere kıyasla uzun çalışma ömrü, darbeye dayanıklılık ve hızlı anahtarlama süreleri sunar.
• Kategorize Edilmiş Performans:Işık şiddeti kategorize edilmiştir, bu da çok haneli göstergelerde tutarlı parlaklık eşleştirmesine olanak tanır.
• Geniş Görüş Açısı:Paket ve çip tasarımı geniş bir görüş açısı sağlar, böylece gösterge çeşitli pozisyonlardan okunabilir olur.
• Kurşunsuz Paket:Cihaz, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu gösterge, sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar arasında ofis otomasyon ekipmanları (fotokopi makineleri, yazıcılar), iletişim cihazları, ev aletleri (mikrodalga fırınlar, fırınlar, çamaşır makineleri), test ve ölçüm cihazları ile endüstriyel kontrol panelleri bulunur. Ön danışma ve nitelik kazandırma olmaksızın, arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar (havacılık, tıbbi yaşam destek sistemleri) için tasarlanmamıştır.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garanti edilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, tek bir LED segmentinde hasara neden olmadan dağıtılabilecek maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:60 mA. Bu sadece aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım, 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz bu tam aralıkta depolanabilir ve çalıştırılabilir.
• Lehim Sıcaklığı:Maksimum 260°C, 5 saniye süreyle, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altında ölçülür.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, Ta=25°C'de ölçülen tipik çalışma parametreleridir ve cihazın normal koşullardaki performansını tanımlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):1 mA ileri akımda (I_F) 320 ila 850 μcd (mikrokandela). Bu geniş aralık, cihazın ışık şiddetine göre kategorize edildiğini (gruplandırıldığını) gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):571 nm (tipik). Bu, yayılan ışık şiddetinin en yüksek olduğu, spektrumun yeşil bölgesindeki dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):572 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan renk noktasıdır ve tepe dalga boyuna yakındır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın bant genişliğini belirtir ve nispeten saf bir yeşil renk olduğunu gösterir.
• Çip Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20 mA'de 2.05V ila 2.6V. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Devre tasarımı bu aralığı hesaba katmalıdır.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):5V ters gerilimde (V_R) maksimum 100 μA. Bu parametre sadece test amaçlıdır; sürekli ters öngerilimli çalışmaya izin verilmez.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı:"benzer ışık alanı" içindeki segmentler için maksimum 2:1. Bu, rakam boyunca görünümde tekdüzeliği sağlar.
• Çapraz Konuşma (Crosstalk):Spesifikasyon %2.5'ten azdır. Bu, elektriksel kaçak veya optik kuplaj nedeniyle sürülmeyen bir segmentin istenmeyen şekilde aydınlanmasını ifade eder.

3. Gruplandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, ışık şiddetinin "kategorize edildiğini" belirtir. Bu tipik olarak, cihazların üretim sonrasında standart bir test akımında (bu durumda 1mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre test edildiği ve sınıflandırıldığı (gruplandırıldığı) anlamına gelir. Gruplandırma, çok haneli bir uygulamada birlikte kullanılan göstergelerin eşleşen parlaklığa sahip olmasını sağlar, böylece bir rakamın komşularına göre fark edilir şekilde daha sönük veya daha parlak görünmesi önlenir. Tasarımcılar, uygulamalarında tutarlılık için sipariş verirken ışık şiddeti grubunu belirtmeli veya farkında olmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metin özetinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür eğriler tipik olarak temel parametreler arasındaki ilişkiyi gösterir. Standart LED davranışına dayanarak, beklenen eğriler şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim (V_F) ve ileri akım (I_F) arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, yaklaşık 2V civarında bir açılma gerilimi ve ardından nispeten dik bir yükseliş gösterecektir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V - I_F):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda termal etkiler nedeniyle doyuma ulaşır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı (I_V - T_a):Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir. Bu, yüksek sıcaklık ortamları için kritik bir husustur.
• Spektral Dağılım:Göreceli şiddetin dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, maksimum şiddetin yarısında yaklaşık 15 nm genişliğinde, 571-572 nm civarında bir tepe gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Göstergenin rakam yüksekliği 0.4 inç (10.0 mm) dir. Detaylı mekanik çizim, toplam uzunluk, genişlik, yükseklik, segment boyutu ve aralığı ile pin konumları dahil tüm kritik boyutları sağlar. Çizimdeki önemli notlar şunları içerir:

• Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25mm'dir.
• Pin ucu kayma toleransı ±0.40 mm'dir.
• Pinler için önerilen PCB delik çapı 1.10 mm'dir.
• Yabancı maddeler, segmentlerdeki kabarcıklar, reflektör eğilmesi ve yüzey mürekkep kirliliği için kalite kriterleri tanımlanmıştır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Devre Şeması

Cihaz 10 pinli tek sıralı bir konfigürasyona sahiptir. Dahili devre şeması ortak anot yapısını gösterir. Pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 1 (Katot G), Pin 2 (Katot F), Pin 3 (Ortak Anot), Pin 4 (Katot E), Pin 5 (Katot D), Pin 6 (Katot Ondalık Nokta), Pin 7 (Katot C), Pin 8 (Ortak Anot), Pin 9 (Katot B), Pin 10 (Katot A). İki ortak anot pini (3 ve 8) olduğuna dikkat edin, bunlar dahili olarak birbirine bağlıdır. Bu, PCB yerleşiminde esneklik sağlar ve akım dağılımına yardımcı olabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Otomatik Lehimleme Profili

Dalga veya reflow lehimleme için koşul, paketin oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 260°C, 5 saniye olarak belirtilmiştir. Montaj sırasında bileşen gövde sıcaklığı maksimum sıcaklık derecesini aşmamalıdır. Plastik paketin veya dahili tel bağlantılarının hasar görmesini önlemek için bu profile uyulması çok önemlidir.

6.2 Manuel Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu oturma düzleminin 1.6mm altındaki pine uygulanmalıdır. Lehimleme sıcaklığı 350°C ±30°C olmalı ve temas süresi 5 saniyeyi geçmemelidir. Çok kısa bir süre için daha yüksek bir sıcaklık kullanmak, hassas LED çiplerine ısı transferini en aza indirir.

7. Uygulama Tasarım Hususları

Güvenilir çalışma için birkaç önemli uyarı ve öneri sağlanmıştır:

• Sürücü Devresi Koruması:Devre, LED'leri ters gerilimlerden ve güç açma veya kapatma sırasındaki geçici gerilim dalgalanmalarından korumalıdır, çünkü bunlar anında arızaya neden olabilir.
• Sabit Akım Sürücüsü:Bu, sabit gerilim sürücüsüne kıyasla şiddetle tavsiye edilir. Sabit bir akım kaynağı, ileri gerilimin artan sıcaklıkla azalması nedeniyle tutarlı parlaklık sağlar ve LED'i termal kaçaktan korur.
• V_FDeğişiminin Hesaba Katılması:Sürücü devresi, ileri gerilimin tam aralığında (20mA'de çip başına 2.05V ila 2.6V) amaçlanan akımı sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.
• Akım Derecelendirme Düşürme:Güvenli çalışma sürekli akımı, uygulamanın maksimum ortam sıcaklığı dikkate alınarak, 25°C üzeri için 0.33 mA/°C derecelendirme düşürme faktörü kullanılarak seçilmelidir.
• Ters Öngerilimden Kaçının:Metal göçüne ve cihazın erken arızalanmasına yol açabileceğinden, sürekli ters öngerilimli çalışmadan kesinlikle kaçınılmalıdır.

8. Güvenilirlik Testleri

Cihaz, dayanıklılığı sağlamak için bir dizi standartlaştırılmış güvenilirlik testinden geçer. Test planı şunları içerir:

• Çalışma Ömrü Testi (RTOL):Oda sıcaklığında maksimum derecelendirilmiş akımda 1000 saat.
• Çevresel Testler:Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama (65°C/%90-95 RH'de 500 saat), Yüksek Sıcaklık Depolama (105°C'de 1000 saat), Düşük Sıcaklık Depolama (-35°C'de 1000 saat).
• Stres Testleri:Sıcaklık Döngüsü (-35°C ve 105°C arasında 30 döngü) ve Termal Şok (-35°C ve 105°C arasında 30 döngü).
• İşlem Uyumluluk Testleri:Lehim Direnci (260°C'de 10 sn) ve Lehimlenebilirlik (245°C'de 5 sn).

Bu testler, yerleşik askeri (MIL-STD), Japon endüstriyel (JIS) ve dahili standartlara atıfta bulunarak, bileşenin çeşitli depolama ve çalışma koşulları altındaki dayanıklılığına güven sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu göstergeyi 5V'luk bir mikrodenetleyici pini ile doğrudan sürebilir miyim?

C: Hayır. İleri gerilim maksimum 2.6V civarındadır ve seri bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Doğrudan 5V'a bağlamak, aşırı akım nedeniyle LED'i tahrip eder. Direnç değerini R = (V_kaynak- V_F) / I_F.

formülü kullanarak hesaplayın.

S: Neden iki ortak anot pini var?

C: Bunlar dahili olarak birbirine bağlıdır. Bu tasarım, daha esnek PCB yönlendirmesine olanak tanır, birden fazla segmenti aynı anda sürerken akımı dengelemeye yardımcı olabilir ve mekanik stabilite sağlar.

S: Çok haneli bir göstergede tekdüze parlaklığı nasıl sağlarım?

C: Sabit akım sürücüleri kullanın ve aynı veya yakın eşleşen ışık şiddeti gruplarından göstergeler kullandığınızdan emin olun. Uygun segment akımı ve görev döngüsü ile çoklamayı (multiplexing) uygulayın.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu, en yüksek spektral güce sahip fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu, CIE renklilik diyagramındaki algılanan renk noktasıdır. Bu yeşil LED gibi tek renkli bir kaynak için, bunlar birbirine çok yakındır.

10. Tasarım Vaka Çalışması

1. LTS-4801JG kullanarak basit bir dijital termometre göstergesi tasarlamayı düşünün. Sistem, çoklanmış çıkışa sahip bir mikrodenetleyici kullanır. Tasarım adımları şunları içerir:Sürücü Seçimi:
2. Sabit akım LED sürücü entegresi seçin veya gerekli segment akımını (örneğin, iyi parlaklık için 10-15 mA) çekebilen ayrık transistör devreleri tasarlayın.Akım Ayarı:
3. Çalışma akımını belirleyin. Örneğin, 10 mA seçmek, iyi parlaklık sağlarken aynı zamanda 25 mA maksimumun oldukça altında kalarak sıcaklık derecelendirme düşürme için yeterli pay bırakır.Çoklama (Multiplexing) Şeması:
4. Mikrodenetleyiciyi rakamlar arasında hızlı bir şekilde döngü yapacak şekilde yapılandırın. Ortak anotlar, MCU tarafından anahtarlanan PNP transistörleri (veya yüksek taraf sürücüleri) ile sürülürken, segment katotları sürücü entegresinin akım çekici çıkışlarına bağlanır.PCB Yerleşimi:
5. Göstergeyi kart üzerine yerleştirin, önerilen 1.10mm deliklerin kullanıldığından emin olun. Akım dağılımını dengelemek için iki ortak anot hattını ayrı ayrı yönlendirin. Yüksek akımlı segment hatları için izleri kısa ve geniş tutun.Termal Yönetim:_{Cihaz yüksek ortam sıcaklığı ortamında (örneğin, >50°C) kullanılacaksa, maksimum izin verilen sürekli akımı derecelendirme düşürme faktörü kullanarak yeniden hesaplayın: I}F(maks)_a= 25 mA - [0.33 mA/°C * (T

- 25°C)].

11. Teknoloji ve Prensip Tanıtımı

LTS-4801JG, saydam olmayan bir GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşerek enerjiyi foton şeklinde serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu tanımlar - bu durumda yeşil (~572 nm). Saydam olmayan substrat, saçılan ışığı emerek kontrastı iyileştirmeye yardımcı olur. Yedi segment formatı, yedi bağımsız LED çubuğunu (segment A-G) artı bir ondalık noktayı seçici bir şekilde aydınlatarak sayısal rakamları (0-9) ve bazı harfleri temsil etmenin standartlaştırılmış bir yoludur.

12. Endüstri Trendleri