LTS-4817CKS-P LED Dijital Gösterge Veri Sayfası - 0.39 İnç Karakter Yüksekliği - AlInGaP Sarı Işık - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Tüketimi - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-4817CKS-P, yüksek performanslı, yüzeye montajlı, tek haneli bir sayısal gösterge modülüdür. Küçük boyutlu bir paket içinde net ve parlak sayısal okuma gerektiren uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır. Cihaz, GaAs substratı üzerinde büyütülmüş, özellikle sarı spektrum aralığında yüksek verimliliği ve mükemmel renk saflığı ile bilinen gelişmiş AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfor) LED çip teknolojisini kullanır. Gösterge, optimum okunabilirlik için yüksek kontrast sağlayan beyaz segmentlerle gri panel tasarımına sahiptir. Çoklu gösterge uygulamalarında sürücü devresini basitleştirmek için standart bir konfigürasyon olan ortak anotlu bir cihaz olarak yapılandırılmıştır ve sağ tarafta bir ondalık nokta içerir.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Kompakt Boyut:Karakter yüksekliği 0,39 inç (10,0 mm) olup, alanın kısıtlı olduğu uygulamalar için uygundur.
• Üstün Optik Performans:Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sunar, böylece aydınlık ortamlarda bile mükemmel karakter görünümü sağlar.
• Geniş Görüş Açısı:Geniş bir görüş açısı aralığında tutarlı görünürlük sağlar.
• Düşük Güç Tüketimi:Enerji tasarruflu çalışma için özel olarak tasarlanmıştır, tipik ileri akımı bölüm başına 20mA'dır.
• Düzgün segment aydınlatma:Sürekli ve düzgün segmentler, temiz ve profesyonel görünümlü bir dijital görüntü sağlar.
• Yüksek güvenilirlik:Katı hal yapısı uzun kullanım ömrü sağlar ve darbelere ve titreşime karşı dayanıklıdır.
• Kalite Güvencesi:Cihazlar, farklı üretim partileri arasında tutarlı parlaklık seviyelerini sağlamak için ışık şiddetine göre sınıflandırılır.
• Çevresel Uyumluluk:Kurşunsuz tasarım olarak paketlenmiştir, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) Direktifi'ne uygundur.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar

Bu dijital gösterge, sayısal göstergeye ihtiyaç duyan çeşitli elektronik cihazlar için idealdir. Tipik uygulamalar arasında endüstriyel ölçüm cihazları (panel ölçerler, zamanlayıcılar, sayaçlar gibi), tüketici elektroniği (mikrodalga fırınlar, çamaşır makineleri, ses ekipmanları gibi), otomotiv gösterge panelleri (yardımcı ekranlar için), tıbbi cihazlar ve test/ölçüm ekipmanları bulunur. SMD (Yüzeye Monte Cihaz) paketi, otomatik montaj süreçlerine son derece uygun olmasını sağlar, böylece yüksek hacimli üretimde maliyeti düşürür ve güvenilirliği artırır.

2. Teknik Parametreler ve Objektif Yorum

Bu bölüm, spesifikasyon belgesine dayanarak cihazın elektriksel ve optik özelliklerini detaylı ve nesnel bir şekilde analiz eder.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Normal kullanım sırasında bu limitlere ulaşılması veya yaklaşılması önerilmez.

• Segment başına güç tüketimi:70 mW. Bu, tek bir LED segmentinin güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Segment başına tepe ileri akım:60 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliğinde). Bu değer yalnızca darbe işlemi için geçerlidir, sürekli DC sürücü için kullanılmamalıdır.
• Her segment sürekli ileri akımı:25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı 25°C'yi aştığında, bu akım 0.28 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık: 25 mA - (0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 mA'dır.
• Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı:-35°C ila +105°C. Bu cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı için uygundur.
• Lehimleme Sıcaklığı:Kurulum düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altında, 260°C'de 3 saniye dayanabilir; bu kurşunsuz geri akış lehimleme işlemi standardına uygundur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler (25°C Tipik Değerler)

Bu parametreler, cihazın normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):Işık çıkışı akımla ilişkilidir. 1mA gibi düşük bir akımda, tipik şiddet 650 µcd'dir (mikrokandela). 10mA'lik standart test akımında, şiddet önemli ölçüde artarak 8450 µcd'ye ulaşır. Tasarımcılar, istenen parlaklık ve güç bütçesine göre sürücü akımını seçmelidir.
• İleri voltaj (V_F):I_F=20mA'de tipik değer 2.6V'dur. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Minimum değer 2.05V'dur, bu da bireysel LED'ler arasında bazı varyasyonlar olduğunu gösterir.
• Tepe/Ana Dalga Boyu (λ_p/λ_d):588 nm (tepe) ve 587 nm (ana dalga boyu). Bu, yayılan ışığın görünür spektrumun sarı bölgesinde yer aldığını doğrulamaktadır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm. Bu dar bant genişliği, AlInGaP teknolojisinin karakteristiğidir ve saf renk görünümü elde etmeye yardımcı olur.
• Ters akım (I_R):V_R=5V'de, maksimum 100 µA. Bu parametre yalnızca test amacıyla kullanılır; sürekli ters öngerilim uygulamak normal çalışma koşulu değildir.
• Işık şiddeti eşleştirme oranı:Aynı cihaz içindeki her segment için maksimum 2:1. Bu, en karanlık segmentin parlaklığının en parlak segmentin en az yarısı kadar olduğu anlamına gelir, böylece görünümde düzgünlük sağlanır.
• Sızıntı (Crosstalk):≤ %2.5. Bu, bitişik yanmamış segmentlerden beklenmeyen maksimum ışık sızıntısını belirler ve görüntü netliği için önemlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" belirtir. Bu, LED'lerin üretim sonrasında, belirli bir test akımında (muhtemelen 10mA veya 20mA) ölçülen ışık çıkışına (µcd cinsinden) göre sınıflandırıldığı bir derecelendirme sürecini ifade eder. Bu, müşterilerin tutarlı parlaklık seviyelerine sahip bileşenler almasını sağlar. Bu belge spesifik sınıflandırma kodlarını ayrıntılı olarak açıklamasa da, tasarımcılar uygulamalarında tutarlılığı sağlamak, özellikle birden fazla 7-segment display'i yan yana kullanırken, mevcut şiddet sınıflandırmaları için üreticiye danışmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazların standart eğrileri genellikle şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri voltaj ile ileri akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Doğrusal değildir; ileri voltaj diyot eşiğini (AlInGaP için yaklaşık 2V) aştığında akım aniden hızla artar.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu eğri geniş bir aralıkta genellikle doğrusaldır. Akım artışıyla orantılı olarak şiddet, termal doyum noktasına ulaşana kadar artar.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. AlInGaP LED'ler negatif sıcaklık katsayısı sergiler, bu da parlaklığın sıcaklıkla birlikte düştüğü anlamına gelir.
• Spektral Dağılım:Belirtilen 15 nm yarı genişliğe sahip, 587-588 nm merkezli dalga boyları arasında bağıl ışık çıkışını gösteren grafik.

Tasarımcılar, sürüş koşullarını optimize etmek, termal etkileri anlamak ve farklı çalışma ortamlarındaki performansı tahmin etmek için bu eğrileri kullanmalıdır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu cihaz, yüzey montaj paketi kullanır. Veri sayfasındaki kritik boyut açıklamaları şunları içerir: Tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25 mm'dir. Gösterge paneli için özel kalite kontrol gereksinimleri vardır: Segmentler üzerindeki yabancı madde ≤10 mil, yüzey mürekkep kirliliği ≤20 mil, segmentler içindeki kabarcıklar ≤10 mil, reflektör eğriliği ≤ uzunluğunun %1'i olmalıdır. Plastik bacak talaşları maksimum 0.14 mm ile sınırlıdır. Bu özellikler, fiziksel görünümde tutarlılık ve güvenilir montaj sağlar.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite

İç devre şeması ve pin bağlantı tablosu, 7 segmentli gösterge ve ondalık noktanın ortak anot konfigürasyonuna sahip olduğunu göstermektedir. İki ortak anot pini (pin 3 ve 8) dahili olarak bağlanmıştır. Segmentler A'dan G'ye ve ondalık noktanın (DP) katotları ayrı pinlerde (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) bulunur. Pin 5, sağdaki ondalık noktanın katodu olarak tanımlanmıştır. LED'in ters polarize edilmesini önlemek için devre tasarımında doğru polarite tanımlaması çok önemlidir.

5.3 Önerilen Lehim Paterni

PCB (Baskılı Devre Kartı) tasarımına rehberlik etmek için lehim pedi deseni şeması sağlanmıştır. Reflow lehimleme sırasında güvenilir lehim bağlantıları elde etmek ve bağlantıların mekanik bütünlüğünü korumak için, uygun lehim pedi boyutları, aralıkları ve ısı dağıtım tasarımını içeren bu önerilen desene uymak çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 SMT Lehimleme Talimatları

Bu cihaz reflow lehimleme için tasarlanmıştır. Temel açıklamalar şunları içerir:

• Reflow profili:Maksimum tepe sıcaklığı 260°C'dir. Ön ısıtma aşaması için 120-150°C, en fazla 120 saniye önerilir.
• İşlem Kısıtlamaları:Reflow işlemi döngü sayısı iki defadan az olmalıdır. İkinci bir lehimleme gerekiyorsa (örneğin, çift taraflı baskılı devre kartları için), ilk ve ikinci lehimleme işlemleri arasında tamamen normal ortam sıcaklığına soğutulmalıdır.
• El ile Lehimleme:Lehimleme işlemi için havya kullanılıyorsa, havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve temas süresi en fazla 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

Bu kurallara uyulması, LED çipine, plastik paketine ve dahili bağlantı tellerine ısı kaynaklı hasar oluşmasını önler.

6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

SMD dijital gösterge nem geçirmez ambalajla taşınır. 30°C veya altında, %60 veya daha düşük bağıl nem (RH) koşullarında saklanmalıdır. Mühürlü torba açıldığında, bileşenler atmosferden nem çekmeye başlar. Parçalar hemen kullanılmaz ve kontrollü kuru bir ortamda (örneğin kurutma dolabı) saklanmazsa, yüksek sıcaklıklı reflow işlemi sırasında nemin hızlı genleşmesi nedeniyle "patlamış mısır" etkisi veya tabakalaşmayı önlemek için reflow lehimlemeden önce kurutulmalıdır. Şartname belirli kurutma koşullarını sağlar: makaradaki parçalar 60°C'de ≥48 saat veya dökme parçalar 100°C'de ≥4 saat / 125°C'de ≥2 saat kurutulur. Kurutma işlemi yalnızca bir kez yapılabilir.

7. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri

7.1 Ambalaj Özellikleri

Bu cihaz, otomatik yüzey montaj makineleri için uygun, makaraya sarılı embossed taşıyıcı bant formunda temin edilir.

• Makara Boyutları:Standart 13 inç ve 22 inç makara boyutları belirtilmiştir.
• Taşıma bandı:Boyutlar sağlanmıştır ve EIA-481-C standardına uygundur. Taşıma bandı kalınlığı 0.40 ±0.05 mm'dir.
• Paketleme miktarı:13 inçlik makara 800 adet içerir. 22 inçlik makara 45,5 metre uzunluğunda taşıyıcı şerit içerir. Kalan partiler için minimum paketleme miktarı 200 adettir.
• Öncü Şerit ve Kuyruk Şeridi:Taşıyıcı şerit, makine yüklemesini kolaylaştırmak için öncü şerit (minimum 400 mm) ve kuyruk şeridini (minimum 40 mm) içerir.

7.2 Parça Numarası ve Sürüm

Temel parça numarası LTS-4817CKS-P'dir. "-P" soneki belirli bir varyantı veya paketleme türünü gösterebilir. Şartname kendisi bir revizyon geçmişine sahiptir (Revizyon A, yürürlük tarihi 11 Ocak 2020), tasarımcılar en güncel şartnamelere sahip olmak için daima en son revizyonu kullanmalıdır.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devresi

LTS-4817CKS-P gibi ortak anotlu bir 7-segment display için, anot (pin 3 ve 8) pozitif besleme voltajına (V_CC). Her bir katot pimi (segment kodları A-G ve DP'ye karşılık gelen) bir akım sınırlama direncine bağlanır ve ardından sürücü IC'nin (örneğin, bir kod çözücü/sürücü veya mikrodenetleyici GPIO pimi) çıkışına bağlanır. Sürücü, segmentleri yakmak için toprağa akım çeker. Akım sınırlama direnci (R_LIMIT) değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R_LIMIT= (V_CC- V_F) / I_F, burada V_FLED'in ileri yönlü voltajıdır (tipik değer 2.6V kullanılır), I_FGerekli olan ileri yönlü akımdır (örneğin, 10mA veya 20mA).

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürücü:LED'leri termal kaçak ve hasarı önlemek için, bir akım sınırlama mekanizması (direnç veya sabit akım sürücü) olmadan doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Çoklama:Çoklu rakam gösterge için, genellikle daha az sürücü pini kullanarak birden fazla segmenti kontrol etmek için çoklama tekniği kullanılır. Bu, her bir gösterge için ortak anodu hızlı bir döngüyle güçlendirmeyi içerir. LTS-4817CJS-P'nin tepe akım derecesi (60mA darbe), istenen ortalama parlaklığa ulaşmak için çoklama sırasında daha yüksek anlık akım kullanımına izin verir.
• Termal Yönetim:Cihazın kendisi düşük güç tüketimine sahip olsa da, PCB düzeni özellikle yüksek akım veya yüksek ortam sıcaklığında sürülürken ısı dağılımı göz önünde bulundurulmalıdır. Lehim pedleri etrafında yeterli bakır alanı faydalı olacaktır.
• ESD Koruması:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Montaj sürecinde standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-4817CKS-P, AlInGaP teknolojisini kullanarak sarı ışık yaymasıyla farklılık gösterir. GaAsP (galyum arsenit fosfür) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık yayma verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımında daha parlak çıktı, daha iyi sıcaklık kararlılığı ve daha üstün renk saflığı (daha dar spektral genişlik) sağlar. SMD paketi ve 0.39 inç karakter yüksekliği, onu diğer SMD sayısal göstergelerle karşılaştırıldığında okunabilirlik ve devre kartı alanından tasarruf arasında denge kuran bir avantaja sahip kılar. Yoğunluk derecelendirmesinin dahil edilmesi, görsel düzgünlük gerektiren uygulamalarda önemli bir kalite farklılaştırma faktörüdür.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Tepe dalga boyu (λ_p) ve baskın dalga boyu (λ_d) arasındaki fark nedir?
C1: Tepe dalga boyu, emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğa ulaştığı dalga boyudur. Baskın dalga boyu, LED çıkışının algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur. Bu gibi dar spektrumlu LED'ler için bu değerler birbirine çok yakındır (587nm vs 588nm).

Q2: Bu LED'i 25mA ile sürekli olarak sürebilir miyim?
A2: Evet, ancak ortam sıcaklığının (T_a) 25°C veya altında olması şartıyla. Daha yüksek ortam sıcaklıklarında, maksimum jonksiyon sıcaklığını aşmamak ve güvenilirliği düşürmemek için, belirtilen 0.28 mA/°C azaltma katsayısına göre akımı düşürmeniz gerekir.

Q3: Ters yönde çalıştırmamam gerektiğine göre, neden ters akım testi önemlidir?
A3: I_RTest, bir kalite kontrol önlemidir. Yüksek ters kaçak akım, LED çipindeki PN bağlantısında bir kusur olduğunu gösterebilir.

Q4: Montaj işlemim iki kez yeniden akış lehimleme gerektiriyor. Buna izin verilir mi?
A4: İzin verilir, ancak en fazla iki kez ile sıkı bir şekilde sınırlandırılmıştır. İlk ve ikinci reflow döngüleri arasında devre kartının ve bileşenlerin tamamen oda sıcaklığına soğuduğundan emin olmalısınız.

11. Pratik Uygulama Örnekleri

Senaryo: Basit bir dijital zamanlayıcı ekranı tasarlayın.
Bir tasarımcı, dakika ve saniyeleri göstermek için 2 basamaklı 7 segmentli bir geri sayım sayacı oluşturuyor. İki adet LTS-4817CKS-P cihazı kullanacaklar. Her bir 7 segmentli gösterge ortak anot ucu, bir mikrodenetleyicinin çıkış olarak yapılandırılmış bağımsız GPIO pinlerine bağlanacak. 14 katot pini (her bir 7 segmentli göstergenin 7 segmenti + DP), iki gösterge arasında birbirine bağlanacaktır (yani, tüm 'A' segment katotları, tüm 'B' segment katotları vb. birbirine bağlanır) ve her biri, bir akım sınırlama direncine, ardından gerekli akımı çekebilen bir GPIO pinine veya harici bir sürücü IC'sine bağlanır. Mikrodenetleyici, zaman bölmeli çoğullama kullanacaktır: 'dakika' göstergesinin anodunu açacak, istenen dakika sayısı için katot desenini ayarlayacak, çok kısa bir süre (örneğin 5ms) bekleyecek, sonra bu anodu kapatacak, 'saniye' göstergesinin anodunu açacak, saniye sayısı için katot desenini ayarlayacak, bekleyecek ve bu işlemi tekrarlayacaktır. Bu işlem, insan gözünün algılayabileceğinden daha hızlı gerçekleşir, böylece her iki gösterge de sürekli yanıyormuş gibi bir yanılsama yaratılır. Her bir göstergedeki sağdaki ondalık nokta, dakika ve saniye arasında yanıp sönen iki nokta üst üste ayracı olarak kullanılabilir.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

LTS-4817CKS-P, galyum arsenür (GaAs) bir alt tabaka üzerinde epitaksiyel olarak büyütülmüş AlInGaP yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. Bu malzemenin PN eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Kafes içindeki alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor atomlarının belirli bileşimi, yasak enerji aralığını belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu cihaz için, bileşim sarı dalga boyu aralığında (yaklaşık 587-588 nm) foton üretecek şekilde ayarlanmıştır. Daha sonra çip, ışık çıkışını şekillendiren ve çevresel koruma sağlayan kalıplanmış bir plastik lens içine paketlenir.

13. Sektör Trendleri ve Gelişimi

LTS-4817CKS-P gibi görüntüleme teknolojilerindeki trend, daha yüksek verimlilik arayışıdır; bu da daha düşük güç tüketimiyle daha parlak görüntüleme sağlar ve bu, pil ile çalışan cihazlar için çok önemlidir. Aynı zamanda, okunabilirliği korurken veya artırırken, sürekli olarak küçültme yönünde ilerlenmektedir. Entegrasyon bir başka trenddir; sürücü elektroniği bazen sistem tasarımını basitleştirmek için görüntüleme modülünün kendisine entegre edilir. Ayrıca, malzeme ve paketlemedeki gelişmeler, LED'lerin termal performansını ve uzun vadeli güvenilirliğini iyileştirerek onları daha zorlu ortamlarda kullanılabilir hale getiriyor. Tam renkli, dot matrix ve OLED ekranlar üst düzey uygulamalarda yaygınlaşsa da, bu tür tek renkli 7-segment LED göstergeler basitlikleri, sağlam yapıları, düşük maliyetleri ve çeşitli ışık koşullarında mükemmel okunabilirlikleri nedeniyle hala oldukça geçerliliğini korumaktadır.