LTP-4823JD 0.4英寸双位字符LED数码管规格书 - 10毫米字高 - 超红(650nm) - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTP-4823JD是一款紧凑型、高性能的双位字符显示模块，专为需要清晰呈现字符和符号的应用而设计。其主要功能是为数字、字母及特定符号提供视觉输出接口，适用于各类仪器仪表、控制面板和消费电子产品。

该器件的核心优势在于其LED芯片采用了AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术。该材料体系以生产高效能红色和琥珀色LED而闻名。芯片制造于不透明的GaAs衬底上，这有助于通过减少内部光散射和反射来提高对比度。显示屏采用灰色面板配白色段码的设计，在LED熄灭时能增强可读性和美观性。该器件按发光强度分级，并提供符合RoHS（有害物质限制）指令的无铅封装。

1.1 主要特性与目标市场

该显示屏具备多项吸引设计工程师的特性：

• 字高：0.4英寸（10毫米），在尺寸与可视性之间取得了良好平衡。
• 段码质量：连续均匀的段码确保照明一致，外观专业。
• 能效：功耗低，有助于实现节能的系统设计。
• 光学性能：高亮度和高对比度，即使在光线充足的环境下也能确保出色的可视性。
• 视角：宽视角允许从不同位置读取信息。
• 可靠性：固态结构提供长使用寿命，并具有抗冲击和抗振动的能力。

目标市场包括工业控制系统、测试测量设备、医疗设备、汽车仪表板（辅助显示）、销售点终端以及需要清晰可靠字符反馈的家用电器。

2. 技术规格详解

2.1 电气与光学特性

LTP-4823JD的性能定义在环境温度（Ta）为25°C的标准测试条件下。关键参数包括：

• 平均发光强度（I_V）：在正向电流（I_F）为1 mA时，范围从最小320 µcd到最大975 µcd。典型值在此范围内。此参数定义了每个点亮段码的亮度。
• 峰值发射波长（λ_p）：650纳米（nm）。这是LED发射光功率最强的波长，定义了其“超红”颜色。
• 主波长（λ_d）：639纳米。这是人眼感知到的单一波长，可能与峰值波长略有不同。
• 光谱线半宽（Δλ）：20纳米。这表示光谱纯度或发射光在峰值波长周围的分布范围。
• 每段正向电压（V_F）：典型值为2.6伏特，在I_F=20mA时最大为2.6V。最小值为2.1V。这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100 µA。
• 发光强度匹配比：在I_F=1mA时，相似发光区域内段码间的最大比值为2:1。此参数规定了段码间允许的最大亮度差异，以确保外观均匀。

发光强度测量使用经过校准以近似CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片进行，确保测量值与人眼视觉感知相符。

2.2 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久损坏的应力极限。不保证在此极限之外的操作。

• 每段平均功耗：70毫瓦。
• 每段峰值正向电流：90毫安（可能用于脉冲操作）。
• 每段平均正向电流：在25°C时为25毫安。此额定值随环境温度升高超过25°C而线性降额，降额率为0.33毫安/°C。
• 每段反向电压：5伏特。
• 工作温度范围：-35°C 至 +105°C。
• 储存温度范围：-35°C 至 +105°C。

3. 机械与封装信息

3.1 物理尺寸与公差

封装尺寸以毫米为单位提供。关键公差包括大多数尺寸为±0.25毫米，引脚尖端偏移为±0.4毫米。详细的尺寸图纸对于PCB（印刷电路板）焊盘设计至关重要，以确保正确安装和对齐。该显示器为通孔器件，引脚设计用于焊接。

3.2 引脚连接与内部电路

LTP-4823JD是一款20引脚器件，配置为共阳极、双位显示。这意味着它有两个独立的数字位（字符1和字符2），每个位都有一个共享的阳极连接。各个段码的阴极则引出到单独的引脚。

引脚定义摘要：引脚4和10分别是数字位1和数字位2的公共阳极。其余引脚（1-3, 5-9, 11-13, 15-20）是各个段码（A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, D.P.）的阴极。引脚14标注为“无连接”（N/C）。内部电路图显示了这些LED及其公共阳极连接的排列方式。

这种共阳极配置要求驱动电路向公共阳极引脚提供电流，并通过各个阴极引脚吸收电流，以点亮特定段码。

4. 焊接与组装指南

规格书规定了焊接条件，以防止组装过程中的热损伤。推荐条件是在260°C下焊接最多3秒，测量点在封装安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处。关键是在组装过程的任何阶段都不要超过器件的最高温度额定值。对于LED元件，应始终遵循正确的ESD（静电放电）处理程序。

5. 应用建议与设计考量

5.1 典型应用电路

由于其共阳极配置，驱动LTP-4823JD通常采用多路复用方案。使用微控制器或专用显示驱动IC。公共阳极（引脚4和10）连接到电流源输出或通过晶体管切换的电源。段码阴极引脚连接到电流吸收驱动器（如晶体管阵列或具有开集电极/漏极输出的驱动IC）。

通过快速切换（选通）每个数字位公共阳极的电源，同时在阴极线上呈现相应的段码数据，来实现显示的多路复用。必须保持足够高的刷新率以避免可见闪烁（通常每个数字位>60 Hz）。每个段码阴极（或根据驱动设计，可能每个公共阳极）必须使用限流电阻来设定所需的正向电流，根据应用的亮度要求，通常在1毫安到20毫安之间。

5.2 设计考量

• 限流：始终使用串联电阻来控制段码电流。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F 计算电阻值，其中 V_F 是规格书中的正向电压（为安全设计使用最大值）。
• 功耗：确保每段平均电流不超过额定值25毫安，并考虑温度降额。必须管理所有点亮段码的总功耗。
• 观看条件：高对比度和宽视角使其适用于可能需要从一定角度观看显示器的应用。灰色面板减少了环境光反射。
• 调光：可以通过驱动电流的脉宽调制（PWM）来控制亮度，这比模拟电流降低更有效且颜色更稳定。

6. 性能曲线分析

规格书引用了典型的电气和光学特性曲线。虽然提供的文本中没有详细说明具体图表，但此类曲线通常包括：

• 相对发光强度 vs. 正向电流（I_V vs. I_F）：显示亮度如何随电流增加，通常呈亚线性关系，突出了收益递减点。
• 正向电压 vs. 正向电流（V_F vs. I_F）：展示了二极管的指数型I-V特性。
• 相对发光强度 vs. 环境温度（I_V vs. T_a）：说明了LED输出如何随结温升高而降低，强调了在高亮度或高温应用中热管理的重要性。
• 光谱分布：显示发射光在不同波长上的强度图，以650纳米为中心，半宽约20纳米。

这些曲线对于理解器件在非标准条件下的行为，以及优化驱动电路以提高效率和延长寿命至关重要。

7. 技术对比与差异化

LTP-4823JD通过其AlInGaP技术实现差异化。与标准GaAsP（砷化镓磷）红色LED等旧技术相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更高亮度，或在相同亮度下实现更低功耗。“超红”颜色（650nm）通常在视觉上更醒目，并且在某些光学传感器系统中可能具有更好的性能。16段格式提供了超越简单7段数字显示的字符能力，而双位单模块结构相比两个独立的单位模块节省了电路板空间。

8. 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？

答：峰值波长是发射光谱的物理峰值。主波长是感知到的颜色点。微小的差异源于发射光谱的形状和人眼的灵敏度曲线（CIE）。主波长对于颜色规格更为相关。

问：我能否仅用5V微控制器驱动此显示器，而无需其他元件？

答：不能。您必须为每个段码阴极使用外部限流电阻。将LED直接连接到微控制器引脚可能会损坏LED（因过流）和微控制器引脚（因超出其电流吸收/提供能力）。

问：“按发光强度分级”是什么意思？

答：这意味着显示器根据其在标准测试电流下测得的亮度进行测试和分档。这使得设计人员可以为他们的应用选择具有一致亮度级别的器件，确保产品中多个单元的外观均匀。

问：如何实现小数点控制？

答：小数点（D.P.）是一个独立的段码，有自己的阴极连接（引脚5）。它像任何其他段码（A, B, C等）一样被独立控制。

9. 工作原理与技术趋势

9.1 基本工作原理

LED是一种半导体二极管。当施加超过其带隙电压的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。光的颜色由半导体材料的能带隙决定。AlInGaP的带隙对应于红/橙/琥珀色光。不透明的衬底有助于将更多产生的光导向器件顶部，从而提高效率。

9.2 行业趋势

字符显示器的趋势是向更高集成度、适用于自动化组装的表面贴装技术（SMT）封装发展，有时甚至将驱动IC集成在显示模块内部。虽然像LTP-4823JD这样的通孔显示器在原型制作、便于维修的设计以及某些工业应用中仍然很受欢迎，但SMT版本在大批量消费电子产品中正变得越来越普遍。此外，业界不断追求更高的效率（每瓦特更多光）以及在更宽温度范围内更高的可靠性。