LTD-5023AJD LED数码管规格书 - 0.56英寸字高 - 2.6V正向电压 - 超红颜色 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTD-5023AJD是一款双位、七段加小数点LED显示模块。其字高为0.56英寸（14.22毫米），能提供清晰易读的数字输出，适用于各类仪器仪表和显示应用。该器件采用先进的AlInGaP（铝铟镓磷）超红LED芯片，这些芯片通过外延工艺生长在GaAs衬底上。此项技术以其高效率和卓越的发光性能而闻名。该显示屏呈现浅灰色面板配白色段码，提供经典且高对比度的外观，在各种光照条件下都能增强可读性。

1.1 核心优势

• 高亮度与高对比度：AlInGaP技术提供卓越的发光强度，确保显示屏清晰可见。
• 宽视角：在广泛的观察角度范围内，提供一致的亮度和颜色。
• 低功耗需求：专为高效运行而设计，适用于电池供电或注重能耗的设备。
• 优异的字符外观：具有连续、均匀的段码，提供清晰专业的数字显示效果。
• 固态可靠性：与其他显示技术相比，LED具有更长的使用寿命，并能抵抗冲击和振动，坚固耐用。
• 按发光强度分级：器件根据亮度等级进行分档，有助于实现设计的一致性。
• 无铅封装：符合环保法规（如RoHS）。

1.2 目标市场

此显示屏非常适合需要可靠、明亮且易于读取的数字指示器的应用。常见用例包括测试测量设备、工业控制面板、医疗设备、消费电器、汽车仪表盘（辅助显示）以及销售点终端。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。在此条件下工作无法得到保证。

• 每段功耗：最大70 mW。
• 每段峰值正向电流：90 mA（在1 kHz，10%占空比下）。此额定值适用于脉冲工作模式，可在不过热的情况下实现更高的瞬时亮度。
• 每段连续正向电流：在25°C时为25 mA。当环境温度超过25°C时，此电流以0.33 mA/°C的速率线性降额。例如，在85°C时，最大允许连续电流约为：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA。
• 每段反向电压：最大5 V。超过此值可能击穿LED结。
• 工作与存储温度范围：-35°C 至 +85°C。
• 焊接温度：可承受最高260°C的温度，持续时间不超过3秒，测量点为安装平面下方1.6mm处。这对于回流焊接工艺至关重要。

2.2 电气与光学特性 (Ta=25°C)

这些是在指定测试条件下的典型性能参数。

• 平均发光强度 (I_V)：在正向电流 (I_F) 为1 mA时，范围从320 μcd（最小值）到700 μcd（最大值）。在10 mA时，典型强度为16250 μcd（16.25 mcd）。这种高效率是AlInGaP技术的标志。
• 峰值发射波长 (λ_p)：650 nm（典型值）。这定义了光输出的光谱峰值，使其位于光谱的超红区域。
• 光谱线半宽 (Δλ)：20 nm（典型值）。这表示光谱纯度；宽度越窄，颜色越接近单色。
• 主波长 (λ_d)：639 nm（典型值）。这是人眼感知到的波长，对于颜色规格至关重要。
• 每段正向电压 (V_F)：在 I_F=20 mA 时，最小值为2.1 V，典型值为2.6 V。此参数对于设计限流电路至关重要。
• 每段反向电流 (I_R)：在反向电压 (V_R) 为5V时，最大值为100 μA。
• 发光强度匹配比 (I_V-m)：在 I_F=1 mA 时，最大为2:1。这规定了器件内各段之间允许的最大亮度差异，确保视觉均匀性。

注：发光强度测量使用传感器和近似CIE明视觉响应曲线的滤光片，以获得与人眼视觉相关的准确数据。

3. 分档系统说明

规格书指出该器件“按发光强度分级”。这意味着存在一个分档过程，即根据在标准测试电流（可能是1 mA或10 mA）下测得的光输出对显示屏进行分类。设计人员可以选择特定档位，以确保产品中多个单元之间的亮度一致，避免显示屏之间出现明显差异。虽然此摘录未提供具体的分档代码，但典型档位通常由发光强度范围定义（例如，A档：500-600 μcd，B档：600-700 μcd）。

4. 性能曲线分析

规格书提及“典型电气/光学特性曲线”。虽然提供的文本中未显示，但此类曲线通常包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示一段LED的正向电压与电流之间的关系。它是非线性的，AlInGaP的开启电压约为1.8-2.0V，在20 mA时上升到典型的2.6V。
• 发光强度 vs. 正向电流：显示光输出如何随电流增加的图表。在较低电流下通常是线性的，但在较高电流下可能因热效应而饱和。
• 发光强度 vs. 环境温度：展示光输出如何随温度升高而降低。与其他一些材料相比，AlInGaP LED具有良好的高温性能，但仍需降额使用。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示峰值在~650 nm处以及20 nm的半宽。

这些曲线对于理解器件在非标准条件下的行为，以及针对特定应用需求（例如，最大化亮度 vs. 最大化效率或寿命）优化驱动条件至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件采用标准双列直插式封装（DIP）。所有尺寸均以毫米为单位指定，一般公差为±0.25 mm（0.01英寸）。确切的轮廓、段码间距、引脚间距以及整体高度/宽度/长度在规格书第2页的尺寸图中定义。此图对于PCB焊盘设计和最终产品的机械集成至关重要。

5.2 引脚连接与内部电路

LTD-5023AJD是一款共阴极型显示屏。这意味着每个数字的LED的阴极（负极）在内部连接在一起。引脚定义如下：

• 引脚 1-4, 15-18：控制数字1.
• 的段码（A, B, C, D, E, F, G, DP）。引脚 5-13：控制.
• 数字2的段码（A, B, C, D, E, F, G, DP）及其公共阴极。.

引脚 14：

数字1

的公共阴极。

内部电路图显示了14个LED段（每个数字7段，加上两个小数点）的排列及其与18个引脚的连接。驱动两个数字需要多路复用：通过交替使能数字1和数字2的阴极，同时为活动数字的所需段提供阳极信号，即可用较少的I/O线控制两个数字。

6. 焊接与组装指南

绝对最大额定值规定了焊接温度曲线：封装可承受最高260°C的峰值温度，持续时间不超过3秒，测量点为安装平面下方1.6mm（1/16英寸）处（即，靠近引脚的PCB上）。这是无铅回流焊接工艺（例如，使用SAC305焊料）的标准额定值。设计人员必须确保其回流焊炉的温度曲线保持在此限制范围内，以防止损坏LED芯片或塑料封装。处理过程中应遵守标准的ESD（静电放电）预防措施。存储应在规定的-35°C至+85°C范围内，并在低湿度环境中进行。_F7. 应用建议_F7.1 典型应用电路_{驱动此显示屏需要微控制器或专用驱动IC。对于共阴极显示屏，阴极引脚接地（通过晶体管开关进行多路复用），阳极引脚连接到限压源（例如，通过串联电阻或恒流驱动器）。正向电压 (V}) 为2.6V和所需电流 (I_F，例如，10-20 mA以获得全亮度）决定了串联电阻值：R = (V_F电源

- V

• ) / I。如果以10 mA多路复用两个数字，则数字开启期间的峰值电流可能为10 mA，但每段的平均电流较低，从而降低了功耗。
• 7.2 设计考量电流限制：
• 务必使用串联电阻或恒流驱动器。切勿将LED直接连接到电压源。多路复用：_F对于多位数码管至关重要，可最大限度地减少引脚数量。刷新率应足够高（>60 Hz）以避免可见闪烁。_F热管理：
• 虽然LED效率高，但每段的功耗 (P = V* I

) 最高可达52 mW（2.6V * 20mA）。确保充分通风，尤其是在高电流或高环境温度下驱动时。

视角：

宽视角是有益的，但在安装显示屏时需考虑主要用户的视线。

8. 技术对比

与标准GaAsP（砷化镓磷）红色LED等旧技术相比，AlInGaP超红LED具有显著更高的发光效率（每mA电流产生更多的光输出）和更好的高温性能。与白光LED（通常是蓝光LED + 荧光粉）相比，它在单色红光方面提供更优的色纯度和通常更高的效率。0.56英寸的字高是常见尺寸，与更小（0.3英寸）或更大（0.8英寸）的显示屏相比，在可读性和紧凑性之间取得了良好的平衡。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：峰值波长（650nm）和主波长（639nm）有什么区别？_F答：峰值波长是光谱输出曲线上的最高点。主波长是人眼看起来具有相同颜色的单色光的波长。它们通常略有不同。

问：我可以用3.3V微控制器驱动此显示屏吗？

答：可以。由于V

为2.6V，3.3V电源足够。串联电阻应为：R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 欧姆。标准的33或39欧姆电阻是合适的。

问：为什么峰值正向电流（90mA）远高于连续电流（25mA）？

答：LED可以在不过热的情况下处理短暂的高电流脉冲，从而实现更亮的显示多路复用方案（每个数字每次只点亮一小段时间）或产生非常亮的闪光。

问：“AlInGaP epi on GaAs substrate”是什么意思？

答：发光层（外延层）由铝铟镓磷制成。这些层生长在砷化镓（GaAs）晶圆上，晶圆提供结构支撑，但不是主要的发光材料。

10. 实际用例示例

场景：设计一个简单的数字电压表显示。

电压表电路产生与电压读数对应的BCD（二进制编码十进制）输出。微控制器读取此BCD值。然后，它使用查找表来确定每个数字需要点亮哪些段（A-G）以显示数字。微控制器的I/O引脚通过限流电阻连接到LTD-5023AJD的阳极引脚。另外两个连接到晶体管开关的I/O引脚控制公共阴极引脚（14和13）。软件在使能数字1和数字2之间快速交替（多路复用），同时为每个数字发送正确的阳极信号模式。0.56英寸的尺寸可在典型的操作台距离下提供清晰的读数，高对比度确保在工作间照明下可见。如果仪表是便携式的，低功耗则非常有益。

11. 技术原理介绍

• AlInGaP是一种III-V族半导体化合物。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，在那里它们复合。这种复合过程以光子（光）的形式释放能量。晶格中铝、铟、镓和磷的具体成分决定了带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）。对于超红颜色，带隙被调谐到发射约650 nm的光子。GaAs衬底在此波长下具有光吸收性，因此光通常从芯片的顶表面提取。“超红”这一名称表示一种深沉、饱和的红色，具有高发光效能。12. 技术发展趋势
• LED显示技术持续发展。虽然AlInGaP仍然是高效红色和琥珀色LED的主导材料，但趋势包括：效率提升：
• 持续的材料科学和芯片设计改进产生每瓦更多的流明，使得显示屏在更低功耗下更亮。小型化：
• 更小芯片几何尺寸的发展允许更高分辨率的显示或更小的封装尺寸。改进的热管理：
• 新的封装材料和设计能更好地散热，允许更高的驱动电流和持续的亮度。集成化：