LTC-2621JE LED Ekran Veri Sayfası - 0,28 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Kırmızı - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-2621JE, kompakt, yüksek performanslı, üç haneli sayısal bir ekran modülüdür. Temel işlevi, çeşitli elektronik ekipmanlarda net ve parlak sayısal okumalar sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, saydam olmayan bir GaAs substratı üzerine üretilen AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) kırmızı LED çiplerini kullanır. Bu malzeme sistemi, kırmızı spektrumda yüksek verimliliği ve mükemmel renk saflığı ile bilinir. Cihaz, gri yüzey ve beyaz segmentler ile donatılmıştır; bu da kontrastı artırır ve çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirliği iyileştirir. Işık şiddeti için kategorize edilmiştir, bu da üretim partileri arasında tutarlı parlaklık seviyeleri sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ekran, alanın sınırlı olduğu ancak yüksek görünürlüğün kritik olduğu uygulamalar için tasarlanmıştır. Temel avantajları, katı hal LED yapısından kaynaklanır; VFD veya LCD gibi diğer ekran teknolojilerine kıyasla üstün güvenilirlik ve uzun ömür sunar. Birincil hedef pazarlar arasında endüstriyel ölçüm cihazları, test ve ölçüm ekipmanları, satış noktası terminalleri, tıbbi cihazlar ve otomotiv gösterge paneli ekranları bulunur. Cihazın düşük güç gereksinimi, hem şebeke güçlü hem de taşınabilir pil ile çalışan cihazlar için uygun olmasını sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında listelenen temel teknik parametrelerin nesnel ve ayrıntılı bir yorumunu sağlar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Işık şiddeti kritik bir parametredir. Standart 1mA test akımında, tipik ortalama ışık şiddeti (Iv) 900 µcd'dir ve minimum değer 320 µcd'dir. Bu kategorizasyon, minimum bir parlaklık seviyesi sağlar. Daha yüksek bir sürüş akımı olan 10mA'de, tipik şiddet önemli ölçüde artarak 12.000 µcd'ye ulaşır; bu da cihazın yüksek parlaklık uygulamaları için kapasitesini gösterir. Baskın dalga boyu (λd) 624 nm olarak belirtilmiştir ve 20mA'de tepe emisyon dalga boyu (λp) 632 nm'dir; bu da onu kesinlikle kırmızı renk bölgesine yerleştirir. 20 nm'lik spektral çizgi yarı genişliği (Δλ), nispeten saf, doygun bir kırmızı rengi gösterir. Segmentler arası ışık şiddeti eşleşmesi, 1mA'de 2:1 oranı içinde garanti edilir; bu da ekran genelinde tekdüze bir görünüm sağlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

Segment başına ileri gerilim (Vf), 20mA ileri akımda (If) tipik olarak 2,6V ve maksimum 2,6V'dir. Bu, AlInGaP LED'ler için standart bir gerilimdir. Ters akım (Ir), 5V ters gerilim (Vr) uygulandığında maksimum 100 µA olarak belirtilmiştir; bu da diyodun sızıntı karakteristiğini gösterir. Mutlak maksimum değerler, çalışma sınırlarını tanımlar: segment başına sürekli ileri akım 25 mA (25°C üzerinde 0,33 mA/°C ile doğrusal olarak azaltılır), darbe çalışması için tepe ileri akım 90 mA (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) ve maksimum ters gerilim 5V'dir. Segment başına güç dağılımı 70 mW ile sınırlıdır.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığı için derecelendirilmiştir; bu da onu zorlu ortamlar için uygun kılar. Depolama sıcaklığı aralığı aynıdır. Kritik bir montaj parametresi lehim sıcaklığıdır: cihaz, oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye boyunca 260°C'ye kadar dayanabilir. Bu, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleri için standart bir gerekliliktir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, birimlerin belirli bir test akımında (muhtemelen 1mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre sıralandığı ve etiketlendiği bir sınıflandırma sistemini ima eder. Sınıflar, tasarımcıların tutarlı parlaklığa sahip LED'ler almasını sağlar; bu, çok haneli ekranlarda düzensiz aydınlatmayı önlemek için çok önemlidir. Bu alıntıda belirli sınıf kod yapısı ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, tipik sınıflar bir dizi ışık şiddeti değeri ile tanımlanır (örneğin, Sınıf A: 320-450 µcd, Sınıf B: 450-600 µcd, vb.). Bu özel parça için gerilim veya dalga boyu sınıflandırmasından bahsedilmemektedir; bu da üretim sırasında bu parametreler üzerinde sıkı bir kontrol olduğunu düşündürmektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde belirli grafikler sağlanmamış olsa da, standart içeriklerini ve tasarım için önemlerini çıkarabiliriz.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu eğri temeldir. Bir LED segmentinden geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. AlInGaP LED'ler için, eğri yaklaşık 1,8-2,0V'da keskin bir açılma gösterir; ardından gerilim, akımdaki büyük bir artışla yalnızca hafifçe artar. Tasarımcılar, sürücü devreleri için uygun akım sınırlayıcı dirençleri seçmek ve kararlı çalışmayı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için bu eğriyi kullanır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının sürüş akımı ile nasıl ölçeklendiğini gösterir. Tipik olarak, düşük akımlarda neredeyse doğrusaldır, ancak çok yüksek akımlarda termal ve elektriksel etkiler nedeniyle verim düşüşü (azalmış etkinlik) belirtileri gösterebilir. Eğri, tasarımcıların parlaklık gereksinimlerini güç tüketimi ve cihaz ömrü ile dengelemesine yardımcı olur.

4.3 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

LED ışık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu eğri, bu ilişkiyi nicelendirir ve bağıl ışık şiddetini ortam (veya kasa) sıcaklığının bir fonksiyonu olarak gösterir. Geniş bir sıcaklık aralığında çalışan uygulamalar için kritiktir, çünkü gerekli parlaklık telafisi veya güç azaltma konusunda bilgi verir.

4.4 Spektral Dağılım

Bir spektral çizim, belirtilen 20 nm yarı genişlik ile 632 nm civarında merkezlenmiş, dalga boyları boyunca yayılan bağıl gücü gösterir. Bu, renk noktasını ve saflığını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Boyutlar ve Dış Hat Çizimi

Cihaz, standart bir LED ekran paketine sahiptir. Rakam yüksekliği 0,28 inç (7,0 mm)'dir. Paket boyutları, aksi belirtilmedikçe ±0,25 mm (0,01") genel toleransı ile milimetre cinsinden verilmiştir. Çizim tipik olarak paketin toplam uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini, rakam aralığını, segment boyutlarını ve bacak aralığını (pitch) gösterir.

5.2 Pin Yapılandırması ve Polarite Tanımlama

Cihaz 16 pinli bir yapılandırmaya sahiptir, ancak tüm pozisyonlar dolu değildir (pin 9, 10, 11, 14 "Bağlantı Yok" veya "Pin Yok" olarak listelenmiştir). Çoklayıcı ortak anot tipindedir. Bu, her bir rakam için LED'lerin anotlarının dahili olarak birbirine bağlandığı anlamına gelir (sırasıyla rakam 1, 2, 3 için pin 2, 5, 8 ve sol taraf nokta/göstergeler L1, L2, L3 için pin 13). Bireysel segmentlerin (A-G, DP) katotları tüm rakamlar arasında paylaşılır. Pin 1, D segmentinin katodu olarak tanımlanır. PCB montajı sırasında doğru yönlendirme için pin 1'in doğru tanımlanması çok önemlidir. Sağ taraftaki ondalık nokta (DP), pin 3'teki kendi katodu üzerinden kontrol edilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan temel kılavuz, maksimum lehimleme sıcaklığı profilidir: paketin oturma düzleminin 1,6mm altındaki bir noktada ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığı. Bu, termal strese duyarlı bileşenler için standart bir JEDEC reflow profilidir. Ayrı bir uygulama notunda sağlanmışsa, üreticinin önerdiği reflow profilini takip etmek şiddetle tavsiye edilir. Genel işleme önlemleri geçerlidir: bacaklar ve cam/epoksi yüzey üzerinde mekanik stresten kaçının, belirtilmişse anti-statik ve nem kontrollü ortamlarda saklayın ve işleme sırasında uygun ESD önlemlerini kullanın.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

LTC-2621JE, çoklayıcı ortak anot tasarımı nedeniyle harici sürücü devresi gerektirir. Tipik bir uygulama, yeterli G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyici veya özel bir LED ekran sürücü entegresi (MAX7219 veya benzeri) kullanır. Mikrodenetleyici, bir rakamın ortak anodunu sırayla etkinleştirirken (yüksek seviyeye çekerek), o rakamın istenen segmentleri için katot desenini çıkarır. Bu işlem, tüm üç rakam için hızla tekrarlanır ve görüntünün kararlı, titreme içermeyen bir görüntü oluşturması için görsel kalıcılığa güvenir. İleri akımı ayarlamak için her segment katot hattında (veya sürücü entegresi içinde) akım sınırlayıcı dirençler zorunludur; tipik olarak gerekli parlaklığa bağlı olarak 5-20 mA arasında olmalıdır.

7.2 Tasarım Hususları

• Çoklama Oranı:3 rakam ile çoklama görev döngüsü 1/3'tür. Statik olarak sürülen bir rakamla aynı ortalama parlaklığı elde etmek için, tepe darbe akımı üç kat daha yüksek olabilir, ancak mutlak maksimum tepe akım derecesi olan 90 mA'yı aşmamalıdır.
• Yenileme Hızı:Rakam tarama frekansı, görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek olmalıdır; tipik olarak rakam başına 60 Hz'nin üzerinde olmalıdır, bu da toplam ekran yenileme hızının >180 Hz olmasını sağlar.
• Görüş Açısı:Veri sayfası, geniş bir görüş açısı iddia etmektedir. Optimum okunabilirlik için, ekran birincil görüş yönüne dik olarak monte edilmelidir.
• Güç Sıralaması:Sürücü devresinin, güç açma veya kapatma sırasında ters gerilimler veya aşırı akım dalgalanmaları uygulamadığından emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski teknolojiler olan kırmızı GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) LED'lerle karşılaştırıldığında, LTC-2621JE'deki AlInGaP teknolojisi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu da aynı sürüş akımı için daha büyük parlaklık veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Renk, birçok GaAsP LED'in turuncu-kırmızı tonuna kıyasla daha doygun, "gerçek" bir kırmızıdır. Çağdaş yan parlaklık veya nokta matris ekranlarla karşılaştırıldığında, bu cihaz sayısal veriler için ideal olan klasik, yüksek okunabilirliğe sahip 7 segment formatı sunar. Ana farklılaştırıcısı, küçük 0,28" rakam boyutu ile AlInGaP malzemesinin performans avantajlarını birleştirmesidir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı akım sınırlaması olmadan sabit bir DC gerilim ile sürebilir miyim?

C: Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Sabit bir gerilim, özellikle ileri gerilime yakın veya üzerinde bir gerilim uygulamak, akımın kontrolsüz bir şekilde yükselmesine ve potansiyel olarak LED segmentlerini tahrip etmesine neden olabilir. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı bir sürücü kullanın.

S: Işık şiddeti 1mA ve 10mA'de belirtilmiştir. Diğer akımlar için enterpolasyon yapabilir miyim?

C: Yaklaşık olarak evet. İlişki düşük akımlarda kabaca doğrusaldır. Ancak, özellikle yüksek akımlarda hassas tasarım için, mevcutsa tipik ışık şiddeti - ileri akım eğrisine başvurun.

S: "Bağlantı Yok" pinlerinin amacı nedir?

C: Muhtemelen, dahili devre bunları kullanmasa bile, standart yuvalar ve PCB düzenleri ile uyumluluk için standart 16 pinli DIP (Çift Sıralı Paket) ayak izini korumak amacıyla mekanik yer tutuculardır.

S: Nokta göstergelerini (L1, L2, L3) nasıl kontrol ederim?

C: Nokta segmentleri, pin 13'te ortak bir anodu paylaşır. Bireysel katotları, A, B ve C segmentlerinin katotlarına bağlıdır (sırasıyla pin 15, 12 ve 6). Örneğin, L1'i yakmak için, pin 13'teki ortak anodu etkinleştirirken, A segmentinin katodunu (pin 15) düşük seviyeye çekersiniz.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Vaka: Taşınabilir Dijital Multimetre Ekranı Tasarımı

Bir tasarımcı, kompakt bir dijital multimetre oluşturmaktadır. Temel gereksinimler, pil ömrü için düşük güç tüketimi, açık hava kullanımı için yüksek parlaklık ve küçük bir form faktörüdür. LTC-2621JE mükemmel bir adaydır. Tasarımcı, çoklama modunda segment başına 8 mA sürüş akımı seçer. 1/3 görev döngüsü kullanıldığında, tepe darbe akımı 24 mA'dir; bu da 90 mA sınırının oldukça altındadır. Dahili LED sürücü segmentlerine sahip bir mikrodenetleyici kullanılır. Gri yüzey/beyaz segment tasarımı, doğrudan güneş ışığında bile yüksek kontrast sağlar. Düşük ileri gerilim, sürücü devresindeki güç kaybını en aza indirir. 0,28" rakam boyutu, iyi okunabilirliği korurken kompakt bir PCB düzeni sağlar. Geniş çalışma sıcaklığı aralığı, soğuk bir garajdan sıcak bir araç gösterge paneline kadar güvenilir çalışmayı sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTC-2621JE, yarı iletken elektrolüminesans temellidir. AlInGaP çip yapısı bir p-n eklemi oluşturur. Eklemin dahili potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden delikler, aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlInGaP'de, bu yeniden birleşme esas olarak kırmızı dalga boyu aralığında (~624-632 nm) foton (ışık) şeklinde enerji salar. Saydam olmayan GaAs substratı, aşağıya doğru yayılan herhangi bir ışığı emer; bu da çipin üstünden toplam ışık çıkarma verimliliğini iyileştirir. Işık, istenen segment şekline kalıplanmış bir epoksi lensinden geçer; bu aynı zamanda çevresel koruma sağlar.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

AlInGaP teknolojisi, 1990'larda ticarileştirildiğinde, özellikle kırmızı, turuncu ve sarı renkler için görünür LED performansında önemli bir ilerleme temsil etti. Yüksek performanslı uygulamalar için daha az verimli GaAsP ve GaP teknolojilerinin yerini büyük ölçüde aldı. Ekran modüllerindeki trend, daha yüksek entegrasyon (sürücü entegresini ekran paketine dahil etme), otomatik montaj için yüzey montaj paketleri ve tam renkli RGB nokta matris ekranların geliştirilmesi yönündedir. Ancak, LTC-2621JE gibi basit, güvenilir ve uygun maliyetli 7 segment ekranlar, yalnızca sayısal bilgi gerektiren uygulamalarda eşsiz okunabilirlikleri, arayüz basitlikleri ve saha uygulamalarında kanıtlanmış güvenilirlikleri nedeniyle oldukça geçerliliğini korumaktadır. Mikro-LED'ler gibi LED malzemelerindeki devam eden gelişmeler, ultra yüksek yoğunluk ve verimliliğe odaklanmaktadır, ancak standart segmentli ekranlar için AlInGaP ve InGaN (mavi/yeşil için) halen temel teknolojiler olmaya devam etmektedir.