LTC-2721JD LED Ekran Veri Sayfası - 0.28 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Kırmızı - 2.6V İleri Gerilimi - 70mW Güç - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı LTC-2721JD, elektronik ekipmanlarda net sayısal okumalar için tasarlanmış, kompakt ve yüksek performanslı bir üç haneli yedi segmentli ekrandır. 0.28 inç (7.0 mm) rakam yüksekliği ile boyut ve okunabilirlik arasında mükemmel bir denge sunar. Cihaz, gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) LED çip teknolojisini, özellikle şeffaf olmayan bir GaAs alt tabaka üzerinde üretilmiş Yüksek Verimli Kırmızı varyantını kullanır. Bu teknoloji seçimi, eski LED malzemelerine kıyasla üstün parlaklık ve verimlilik sunarak performansının anahtarıdır. Ekran, kontrastı ve karakter görünümünü artıran, rakamların çeşitli aydınlatma koşullarında kolayca okunmasını sağlayan beyaz segmentli belirgin bir gri yüze sahiptir. Ana hedef pazarları arasında güvenilir, düşük güçlü sayısal gösterge gerektiren tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, ölçüm cihazları, test ekipmanları ve ofis cihazları bulunur.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar Optimal Boyut: 0.28 inç rakam yüksekliği, aşırı panel alanı kaplamadan net bir görüntü sunar. Üstün Optik Performans: Sürekli düzgün segmentler tutarlı aydınlatma sağlar. Yüksek parlaklık, yüksek kontrast ve geniş görüş açısının kombinasyonu, çoklu bakış açılarından okunabilirliği garanti eder. Enerji Verimliliği: Verimli AlInGaP teknolojisi ile sürülen düşük güç gereksinimi. Gelişmiş Güvenilirlik: Katı hal yapısı uzun çalışma ömrü ve şok ve titreşime karşı direnç sağlar. Kalite Güvencesi: Cihazlar ışık şiddeti için kategorize edilmiştir, üretim partileri arasında tutarlı parlaklık seviyeleri sağlanır. Çevresel Uyumluluk: Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygun kurşunsuz bir pakette sunulur.

1.2 Cihaz Tanımlama LTC-2721JD parça numarası, özellikle AlInGaP Yüksek Verimli Kırmızı LED'ler kullanan, sağ tarafta ondalık noktası bulunan çoklamalı ortak katotlu bir ekranı belirtir. Bu konfigürasyon, azaltılmış sayıda mikrodenetleyici G/Ç pini ile birden fazla haneyi sürmek için standarttır.

• 2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum Bu bölüm, ekranın performansını ve çalışma limitlerini tanımlayan kritik parametrelerin detaylı, nesnel bir analizini sağlar.2.1 Mutlak Maksimum Değerler Bunlar, herhangi bir koşulda, geçici olarak bile aşılmaması gereken stres limitleridir. Bu limitlerde veya ötesinde çalışmak kalıcı hasara neden olabilir. Segment Başına Güç Dağılımı: 70 mW. Bu, tek bir segmentin güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür. Segment Başına Tepe İleri Akımı: 90 mA. Bu yalnızca çoklama için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir. Segment Başına Sürekli İleri Akım: 25°C'de 25 mA. Bu akım, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça 0.33 mA/°C ile doğrusal olarak düşürülür. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık olarak: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA olacaktır. Sıcaklık Aralığı: Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ila +85°C'dir. Lehimleme Koşulları: Dalga veya el lehimlemesi, oturma düzleminin 1/16 inç (≈1.59 mm) altında gerçekleştirilmelidir. Önerilen maksimum lehimleme sıcaklığı, 5 saniye için 260°C veya 5 saniye içinde manuel lehimleme için 350°C ±30°C'dir.
• 2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler Bunlar, Ta=25°C ve belirtilen ileri akımda (IF) ölçülen tipik performans parametreleridir. Ortalama Işık Şiddeti (I): IF=1mA'de 200 ila 600 μcd (mikrokandela) aralığındadır. Ekran şiddet için gruplandırılmıştır, yani parçalar ölçülen çıkışa göre gruplara ayrılır, böylece tutarlılık sağlanır. Segment Başına İleri Gerilim (V): Tipik olarak 2.6V, IF=20mA'de maksimum 2.6V'dir. Tasarımcılar sürücü devresinin yeterli gerilimi sağlayabildiğinden emin olmalıdır. Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ): 656 nm. Bu, optik çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ): 640 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve rengi (kırmızı) tanımlar. Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 22 nm. Bu, yayılan kırmızı ışığın spektral saflığını gösterir. Segment Başına Ters Akım (I): V=5V'de maksimum 100 μA. Kritik Not: Bu parametre yalnızca test amaçlıdır. Cihaz sürekli ters öngerilim çalışması için tasarlanmamıştır ve böyle bir durum sürücü devre tarafından önlenmelidir. Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı: Benzer ışık alanı içindeki segmentler için maksimum 2:1. Bu, bir rakamın tüm segmentleri arasında düzgün parlaklık sağlar. Çapraz Konuşma: ≤%2.5 olarak belirtilmiştir. Bu, bitişik bir segment sürüldüğünde bir segmentin istenmeyen şekilde aydınlanmasını ifade eder ve minimum olmalıdır.3. Mekanik ve Paket Bilgileri 3.1 Paket Boyutları ve Toleranslar Ekran standart bir çift sıralı paket (DIP) ayak izine uyar. Ana boyutsal notlar şunları içerir: Tüm boyutlar milimetre (mm) cinsindendir. Aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.20 mm'dir. Pin ucu kayma toleransı ±0.4 mm'dir. Yabancı madde (≤10 mils), mürekkep kirliliği (≤20 mils), bükülme (≤%1 reflektör uzunluğu) ve segmentteki kabarcıklar (≤10 mils) için kalite kontrol limitleri tanımlanmıştır. Pinler için önerilen PCB delik çapı 1.30 mm'dir.
• 3.2 Pin Bağlantısı ve Dahili Devre LTC-2721JD, çoklamalı ortak katotlu bir ekrandır. Üç ortak katot pini (her bir rakam için bir tane: pin 2, 5, 8) ve her segment (A-G, DP) ve iki nokta üst üste segmentleri (L1, L2, L3) için ayrı anot pinleri vardır. Pin 13, üç iki nokta üst üste LED'i için ortak katottur. Bu mimari, bir mikrodenetleyicinin belirli bir rakamı aydınlatmak için ortak katodunu topraklarken istenen segment anotlarına ileri gerilim uygulamasına olanak tanır. Rakamlar arasında hızlıca döngü yaparak (çoklama), üç rakamın da sürekli yanıyormuş gibi görünmesi sağlanır. Pin bağlantıları şu şekildedir: 1(D), 2(CC1), 3(DP), 4(E), 5(CC2), 6(C/L3), 7(G), 8(CC3), 9(NC), 10-11(NP), 12(B/L2), 13(CC L1/L2/L3), 14(NP), 15(A/L1), 16(F).4. Performans Eğrileri ve Karakteristikler Veri sayfası tipik performans eğrilerine atıfta bulunur (sağlanan metinde gösterilmese de). Standart LED davranışı ve verilen parametrelere dayanarak, bu eğriler tipik olarak şunları gösterir: İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi): Üstel ilişkiyi gösterir, 20mA'de tipik V 2.6V'dir. Işık Şiddeti vs. İleri Akım: Işık çıkışının akımla, maksimum değerlere kadar nasıl arttığını gösterir. Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı: Sıcaklık arttıkça ışık çıkışının düşürülmesini gösterir, bu tasarım için kritik bir faktördür. Spektral Dağılım: 656 nm (tepe) ve 640 nm (baskın) civarında merkezlenmiş, dalga boyuna karşı göreceli yoğunluğu çizen bir grafiktir.
• 5. Güvenilirlik Testleri Cihaz, sağlamlık ve uzun ömür sağlamak için askeri (MIL-STD), Japon (JIS) ve iç standartlara dayanan kapsamlı bir güvenilirlik testi paketinden geçer. Çalışma Ömrü (RTOL): Oda sıcaklığında maksimum derecelendirilmiş akımda 1000 saat. Çevresel Stres: Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama (65°C/%90-95 RH'de 500 saat), Yüksek Sıcaklık Depolama (105°C'de 1000 saat) ve Düşük Sıcaklık Depolama (-35°C'de 1000 saat) içerir. Termal Döngü ve Şok: Sıcaklık Döngüsü (-35°C ve 105°C arasında 30 döngü) ve Termal Şok (-35°C ve 105°C arasında 30 döngü) hızlı sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklılığı test eder. Lehimlenebilirlik: Lehim Direnci (260°C'de 10 sn) ve Lehimlenebilirlik (245°C'de 5 sn) testleri, paketin montaj süreçlerine dayanma yeteneğini doğrular.6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları 6.1 Otomatik Lehimleme Dalga lehimleme için önerilen koşul, iletkenlerin oturma düzleminin 1/16 inç (1.59 mm) altına, 260°C'de maksimum 5 saniye boyunca daldırılmasıdır. Bu işlem sırasında ekranın gövde sıcaklığı maksimum depolama sıcaklığını aşmamalıdır. 6.2 Manuel Lehimleme Bir lehim havya kullanırken, uç iletkene (yine, oturma düzleminin 1/16 inç altında) 350°C ±30°C sıcaklıkta 5 saniyeden fazla temas etmemelidir. Bağlantı ve paket gövdesi arasındaki iletken üzerinde bir ısı emici kullanmak iyi bir uygulamadır.
• 7. Kritik Uygulama Uyarıları ve Tasarım Hususları Önemli: Güvenilir çalışma ve erken arızayı önlemek için bu uyarılara uyulması esastır. Amaçlanan Kullanım: Sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Güvenlik açısından kritik uygulamalar (havacılık, tıbbi vb.) için danışma gereklidir. Derecelendirme Uyumu: Sürücü devresi, mutlak maksimum değerlerin (akım, gerilim, güç, sıcaklık) asla aşılmamasını sağlamalıdır. Üretici, uyumsuzluktan kaynaklanan hasarlardan sorumlu değildir. Akım ve Termal Yönetim: Önerilen ileri akım veya çalışma sıcaklığının aşılması, şiddetli, geri döndürülemez ışık çıkışı bozulmasına neden olabilir ve felaket arızasına yol açabilir. Devre Koruma: Sürücü devresi, güç açma veya kapatma sırasında oluşabilecek ters gerilimlere ve gerilim geçici durumlarına karşı koruma içermelidir. Akımı sınırlamak için seri bir direnç veya sabit akım sürücüsü zorunludur. Sürme Yöntemi: Sabit gerilim sürmeden ziyade sabit akım sürme şiddetle tavsiye edilir. Bu, segmentler veya birimler arasındaki ileri gerilimdeki (V) küçük değişikliklerden bağımsız olarak tutarlı ışık şiddeti sağlar ve akım ani yükselmelerine karşı doğal koruma sağlar. Çoklamalı çalışma için, tepe akımı, segment başına ortalama akımın limitler içinde kalmasını sağlamak için görev döngüsüne göre hesaplanmalıdır.8. Pratik Uygulama Senaryoları ve Tasarım Notları 8.1 Tipik Uygulamalar Dijital Multimetreler (DMM'ler) ve Test Ekipmanları: Gerilim, akım ve direnç için net sayısal okumalar sağlar. Endüstriyel Zamanlayıcılar ve Sayaçlar: Geçen süre, üretim sayıları veya ayar noktalarını görüntüler. Tüketici Elektroniği: Saatler, ses ekipmanı ekranları, mutfak aleti okumaları. Ölçüm Panelleri: Sıcaklık, basınç veya hız gibi sensör verilerini kompakt bir formatta görüntülemek için.
• 8.2 Tasarım Uygulama Örnek Çalışması Senaryo: Bir mikrodenetleyici kullanarak 3 haneli bir voltmetre ekranı tasarlamak. Çoklama Sürücüsü: Mikrodenetleyici, segment anotları (A-G, DP) için 7-8 G/Ç pini ve rakam katotları (CC1, CC2, CC3) için 3 G/Ç pini (açık drenaj/düşük çıkış olarak yapılandırılmış) kullanacaktır. Akım Sınırlama: Her segment anot hattına seri olarak bir akım sınırlama direnci yerleştirin. Direnç değeri (R) şu formülle hesaplanır: R = (V kaynak - V) / I. 5V kaynak, V=2.6V ve istenen I=10 mA için: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. En yakın standart değer kullanın (örn. 220 Ω veya 270 Ω). Çoklama Zamanlaması: Mikrodenetleyiciyi, bir seferde bir rakam katodunu aktifleştirecek, o rakam için gerekli segmentleri aydınlatacak, kısa bir süre bekleyecek (örn. 2-5 ms), sonra bir sonraki rakama geçecek şekilde programlayın. 50-200 Hz yenileme hızı görünür titremeyi önler. Tepe Akım Kontrolü: %10 görev döngüsü (3 rakam) kullanılıyorsa, aktif süre boyunca tepe akım daha yüksek olabilir. Ortalama 10 mA için, 1/3 görev döngüsü boyunca tepe akım 30 mA olacaktır. Bu, Tepe İleri Akım için Mutlak Maksimum Değer (90 mA) ve çalışma sıcaklığındaki Sürekli Akım düşürme değerine karşı kontrol edilmelidir.9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar LTC-2721JD'nin birincil avantajları AlInGaP teknolojisinden kaynaklanır: Geleneksel GaAsP/GaP Kırmızı LED'lere Karşı: AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, aynı sürücü akımı için daha büyük parlaklık veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Ayrıca daha iyi sıcaklık stabilitesi ve renk saflığı sunar. Daha Büyük Ekranlara Karşı: 0.28 inç boyut, okunması zor olabilen çok küçük (0.2 inç) ekranlar ile daha fazla güç ve kart alanı tüketen daha büyük (0.5 inç veya daha fazla) ekranlar arasında ideal bir nokta sunar. Ortak Katot vs. Ortak Anot: Ortak katot konfigürasyonu, genellikle mikrodenetleyiciler tarafından sürülen sistemlerde tercih edilir, çünkü tipik olarak akımı kaynaklamaktan (pinleri yüksek yapmak) daha etkili bir şekilde çekebilirler (pinleri düşük yapmak).

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı) 10.1 Bu ekranı 3.3V'luk bir mikrodenetleyici ile sürebilir miyim? Cevap: Muhtemelen, ancak dikkatle. Tipik ileri gerilim (V) 2.6V'dir. 3.3V kaynak ile akım sınırlama direnci için yalnızca 0.7V baş payı vardır. Bu küçük gerilim düşüşü, akımı V ve kaynak gerilimindeki değişikliklere karşı çok hassas hale getirir. 3.3V çalışma için sabit parlaklık sağlamak amacıyla sabit akım sürücü devresi şiddetle tavsiye edilir. V aralığının alt ucunda ise, sürücü olmadan doğrudan 3.3V GPIO pinlerine bağlantı aşırı akım riski taşır. 10.2 Maksimum sürekli akım neden sıcaklıkla düşürülür? Cevap: Bunun nedeni LED'in ileri geriliminin negatif sıcaklık katsayısı ve paketin fiziksel limitleridir. Sıcaklık yükseldikçe, iç verim düşer ve daha fazla elektrik gücü ışık yerine ısıya dönüşür. Akım düşürülmezse, bağlantı sıcaklığı kontrolsüz bir şekilde yükselebilir (termal kaçak), bu da hızlı bozulma ve arızaya yol açar. Bunu önlemek için düşürme eğrisi (0.33 mA/°C) sağlanmıştır. 10.3 "Işık şiddeti için kategorize edilmiştir" ne anlama gelir? Cevap: Bu, ekranların üretim sonrasında test edildiği ve farklı parlaklık gruplarına ayrıldığı anlamına gelir. Örneğin, bir partide I 200-300 μcd, diğerinde 300-400 μcd aralığında olabilir. Bu, büyük miktarlarda satın alan tasarımcıların ürünlerindeki tüm birimlerde düzgün parlaklık sağlamasına olanak tanır. Spesifik grup kodu genellikle paket üzerinde işaretlenir (modül işaretlemesinde "Z: BIN CODE" olarak referans verilir).

11. Çalışma Prensibi ve Teknoloji Trendleri 11.1 Temel Çalışma Prensibi Yedi segmentli bir LED ekran, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş bir ışık yayan diyot dizisidir. Her segment (A'dan G'ye) ayrı bir LED'dir. İleri öngerilim gerilimi (diyotun V'sini aşan) uygulayarak ve bir direnç veya sabit akım kaynağı ile akımı sınırlayarak, elektronlar ve delikler AlInGaP yarı iletkenin aktif bölgesi içinde yeniden birleşir ve malzemenin karakteristik dalga boyunda - bu durumda kırmızı (~640 nm) - foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Çoklama, insan gözünün görüntü kalıcılığından yararlanarak yalnızca bir seferde bir rakamı aydınlatır ancak onları o kadar hızlı döngüye sokar ki hepsi aynı anda yanıyormuş gibi görünür. 11.2 Nesnel Teknoloji Bağlamı AlInGaP, kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler için olgun ve yüksek derecede optimize edilmiş bir malzeme sistemini temsil eder. Mükemmel verimlilik ve güvenilirlik sunar. Ekran teknolojisindeki trend, daha yüksek entegrasyona (örn. nokta matris ekranlar, OLED'ler, mikro-LED'ler) ve sürücü IC'lerle doğrudan entegrasyona doğrudur. Ancak, LTC-2721JD gibi ayrık yedi segmentli ekranlar, yalnızca sayısal verilerin gösterilmesi gereken uygulamalardaki basitlik, düşük maliyet, yüksek parlaklık, sağlamlık ve kullanım kolaylığı nedeniyle oldukça geçerliliğini korumaktadır. Tasarımları iyi anlaşılmıştır ve düşük maliyetli mikrodenetleyicilerle kolayca arayüz oluştururlar, bu da öngörülebilir gelecekte endüstriyel, tüketici ve ölçüm alanlarında kullanımlarının devam etmesini sağlar.

. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

This section provides a detailed, objective analysis of the critical parameters defining the display's performance and operational limits.

.1 Absolute Maximum Ratings

These are stress limits that must not be exceeded under any conditions, even momentarily. Operating at or beyond these limits may cause permanent damage.

• Power Dissipation per Segment: mW. This is the maximum power a single segment can safely dissipate as heat.
• Peak Forward Current per Segment: mA. This is allowed only under pulsed conditions (1/10 duty cycle, 0.1ms pulse width) for multiplexing.
• Continuous Forward Current per Segment: mA at 25°C. This current derates linearly at 0.33 mA/°C as ambient temperature (Ta) increases above 25°C. For example, at 85°C, the maximum continuous current would be approximately: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
• Temperature Range:Operating and storage temperature range is -35°C to +85°C.
• Solder Conditions:Wave or hand soldering must be performed 1/16 inch (≈1.59 mm) below the seating plane. The maximum recommended soldering temperature is 260°C for 5 seconds or 350°C ±30°C for manual soldering within 5 seconds.

.2 Electrical & Optical Characteristics

These are typical performance parameters measured at Ta=25°C and specified forward current (IF).

• Average Luminous Intensity (I_V):Ranges from 200 to 600 μcd (microcandelas) at IF=1mA. The display is binned for intensity, meaning parts are sorted into groups based on measured output to ensure consistency.
• Forward Voltage per Segment (V_F):Typically 2.6V, with a maximum of 2.6V at IF=20mA. Designers must ensure the driving circuit can provide sufficient voltage.
• Peak Emission Wavelength (λ_p): nm. This is the wavelength at which the optical output power is greatest.
• Dominant Wavelength (λ_d): nm. This is the single wavelength perceived by the human eye, defining the color (red).
• Spectral Line Half-Width (Δλ): nm. This indicates the spectral purity of the emitted red light.
• Reverse Current per Segment (I_R):Maximum 100 μA at V_R=5V.Critical Note:This parameter is for test purposes only. The device is not designed for continuous reverse bias operation, and such a condition must be prevented by the driving circuit.
• Luminous Intensity Matching Ratio:Maximum 2:1 for segments within a similar light area. This ensures uniform brightness across all segments of a digit.
• Cross Talk:Specified as ≤2.5%. This refers to the unintended illumination of a segment when an adjacent segment is driven, which should be minimal.

. Mechanical & Package Information

.1 Package Dimensions and Tolerances

The display conforms to a standard dual in-line package (DIP) footprint. Key dimensional notes include:

• All dimensions are in millimeters (mm).
• General tolerance is ±0.20 mm unless otherwise specified.
• Pin tip shift tolerance is ±0.4 mm.
• Quality control limits are defined for foreign material (≤10 mils), ink contamination (≤20 mils), bending (≤1% of reflector length), and bubbles in the segment (≤10 mils).
• The recommended PCB hole diameter for the pins is 1.30 mm.

.2 Pinout and Internal Circuit

The LTC-2721JD is amultiplexed common cathodedisplay. It has three common cathode pins (one for each digit: pins 2, 5, 8) and individual anode pins for each segment (A-G, DP) and colon segments (L1, L2, L3). Pin 13 is a common cathode for the three colon LEDs. This architecture allows a microcontroller to illuminate a specific digit by grounding its common cathode while applying a forward voltage to the desired segment anodes. By cycling through the digits rapidly (multiplexing), all three digits appear to be continuously lit. The pin connections are as follows: 1(D), 2(CC1), 3(DP), 4(E), 5(CC2), 6(C/L3), 7(G), 8(CC3), 9(NC), 10-11(NP), 12(B/L2), 13(CC L1/L2/L3), 14(NP), 15(A/L1), 16(F).

. Performance Curves and Characteristics

The datasheet references typical performance curves (though not displayed in the provided text). Based on standard LED behavior and the given parameters, these curves would typically illustrate:

• Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve):Shows the exponential relationship, with the typical V_Fof 2.6V at 20mA.
• Luminous Intensity vs. Forward Current:Demonstrates how light output increases with current, up to the maximum ratings.
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature:Shows the derating of light output as temperature increases, a critical factor for design.
• Spectral Distribution:A graph plotting relative intensity against wavelength, centered around 656 nm (peak) and 640 nm (dominant).

. Reliability Testing

The device undergoes a comprehensive suite of reliability tests based on military (MIL-STD), Japanese (JIS), and internal standards to ensure robustness and longevity.

• Operation Life (RTOL): hours at maximum rated current under room temperature.
• Environmental Stress:Includes High Temperature/Humidity Storage (500 hrs at 65°C/90-95% RH), High Temperature Storage (1000 hrs at 105°C), and Low Temperature Storage (1000 hrs at -35°C).
• Thermal Cycling & Shock:Temperature Cycling (30 cycles between -35°C and 105°C) and Thermal Shock (30 cycles between -35°C and 105°C) test resilience to rapid temperature changes.
• Solderability:Solder Resistance (10 sec at 260°C) and Solderability (5 sec at 245°C) tests validate the package's ability to withstand assembly processes.

. Soldering and Assembly Guidelines

.1 Automated Soldering

For wave soldering, the recommended condition is to immerse the leads to a depth of 1/16 inch (1.59 mm) below the seating plane for a maximum of 5 seconds at 260°C. The body temperature of the display must not exceed the maximum storage temperature during this process.

.2 Manual Soldering

When using a soldering iron, the tip should contact the lead (again, 1/16 inch below the seating plane) for no more than 5 seconds at a temperature of 350°C ±30°C. Using a heatsink on the lead between the joint and the package body is good practice.

. Critical Application Cautions and Design Considerations

Important:Adherence to these cautions is essential for reliable operation and to prevent premature failure.

• Intended Use:Designed for ordinary electronic equipment. Consultation is required for safety-critical applications (aviation, medical, etc.).
• Ratings Compliance:The driving circuitmustensure that absolute maximum ratings (current, voltage, power, temperature) are never exceeded. The manufacturer is not liable for damage resulting from non-compliance.
• Current and Thermal Management:Exceeding the recommended forward current or operating temperature will cause severe, irreversible light output degradation and can lead to catastrophic failure.
• Circuit Protection:The driving circuit must incorporate protection against reverse voltages and voltage transients that can occur during power-up or shutdown. A series resistor or constant current driver is mandatory to limit current.
• Driving Method: Constant current driving is strongly recommendedover constant voltage driving. This ensures consistent luminous intensity regardless of minor variations in forward voltage (V_F) between segments or units and provides inherent protection against current spikes. For multiplexed operation, the peak current must be calculated based on duty cycle to ensure the average current per segment remains within limits.

. Practical Application Scenarios and Design Notes

.1 Typical Applications

• Digital Multimeters (DMMs) & Test Equipment:Providing clear numeric readouts for voltage, current, and resistance.
• Industrial Timers & Counters:Displaying elapsed time, production counts, or setpoints.
• Consumer Electronics:Clocks, audio equipment displays, kitchen appliance readouts.
• Instrumentation Panels:For displaying sensor data like temperature, pressure, or speed in a compact format.

.2 Design Implementation Case Study

Scenario:Designing a 3-digit voltmeter display using a microcontroller.

1. Multiplexing Driver:The microcontroller will use 7-8 I/O pins for segment anodes (A-G, DP) and 3 I/O pins (configured as open-drain/low-output) for the digit cathodes (CC1, CC2, CC3).
2. Current Limiting:Place a current-limiting resistor in series with each segment anode line. The resistor value (R) is calculated using: R = (V_supply- V_F) / I_F. For a 5V supply, V_F=2.6V, and a desired I_Fof 10 mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Use the nearest standard value (e.g., 220 Ω or 270 Ω).
3. Multiplex Timing:Program the microcontroller to activate one digit cathode at a time, illuminate the required segments for that digit, wait a short period (e.g., 2-5 ms), then move to the next digit. A refresh rate of 50-200 Hz prevents visible flicker.
4. Peak Current Check:If using a 10% duty cycle (3 digits), the peak current during the active time can be higher. For anaverage I_Fof 10 mA, thepeakcurrent during the 1/3 duty cycle would be 30 mA. This must be checked against the Absolute Maximum Rating for Peak Forward Current (90 mA) and the Continuous Current derating at the operating temperature.

. Technical Comparison and Differentiation

The LTC-2721JD's primary advantages stem from its AlInGaP technology:

• vs. Traditional GaAsP/GaP Red LEDs:AlInGaP offers significantly higher luminous efficiency, resulting in greater brightness for the same drive current or lower power consumption for the same brightness. It also provides better temperature stability and color purity.
• vs. Larger Displays:The 0.28-inch size offers a sweet spot between the very small (0.2-inch) displays that can be hard to read and larger (0.5-inch or more) displays that consume more power and board area.
• Common Cathode vs. Common Anode:The common cathode configuration is often preferred in systems driven by microcontrollers, as they can typically sink current (drive pins low) more effectively than they can source it (drive pins high).

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

.1 Can I drive this display with a 3.3V microcontroller?

Answer:Possibly, but with caution. The typical forward voltage (V_F) is 2.6V. With a 3.3V supply, there is only 0.7V headroom for the current-limiting resistor. This small voltage drop makes the current very sensitive to variations in V_Fand the supply voltage. A constant-current driver circuit is highly recommended for 3.3V operation to ensure stable brightness. Direct connection to 3.3V GPIO pins without a driver risks overcurrent if V_Fis at the lower end of its range.

.2 Why is the maximum continuous current derated with temperature?

Answer:This is due to the negative temperature coefficient of the LED's forward voltage and the physical limits of the package. As temperature rises, the internal efficiency drops, and more electrical power is converted to heat instead of light. If the current is not reduced, the junction temperature can rise uncontrollably (thermal runaway), leading to rapid degradation and failure. The derating curve (0.33 mA/°C) is provided to prevent this.

.3 What does "categorized for luminous intensity" mean?

Answer:It means the displays are tested and sorted into different brightness bins after production. For example, one batch may have I_Vfrom 200-300 μcd, another from 300-400 μcd, etc. This allows designers purchasing large quantities to ensure uniform brightness across all units in their product. The specific bin code is often marked on the package (referenced as "Z: BIN CODE" in the module marking).

. Operating Principle and Technology Trends

.1 Basic Operating Principle

A seven-segment LED display is an array of light-emitting diodes arranged in a figure-eight pattern. Each segment (A through G) is an individual LED. By applying a forward bias voltage (exceeding the diode's V_F) and limiting the current with a resistor or constant-current source, electrons and holes recombine within the AlInGaP semiconductor's active region, releasing energy in the form of photons (light) at a wavelength characteristic of the material—in this case, red (~640 nm). Multiplexing takes advantage of the human eye's persistence of vision by illuminating only one digit at a time but cycling through them so quickly that they appear to be all on simultaneously.

.2 Objective Technology Context

AlInGaP represents a mature and highly optimized material system for red, orange, and yellow LEDs. It offers excellent efficiency and reliability. The trend in display technology is towards higher integration (e.g., dot matrix displays, OLEDs, micro-LEDs) and direct integration with driver ICs. However, discrete seven-segment displays like the LTC-2721JD remain highly relevant due to their simplicity, low cost, high brightness, robustness, and ease of use in applications where only numeric data needs to be shown. Their design is well-understood, and they interface easily with low-cost microcontrollers, ensuring their continued use in industrial, consumer, and instrumentation fields for the foreseeable future.