0.56英寸AlInGaP超红光LED数码管 - 14.22mm字高 - 2.6V正向电压 - 中文技术规格书

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款高性能、字高为0.56英寸（14.22毫米）的LED数码显示组件的规格参数。该器件专为需要清晰、明亮的数字或字母数字指示，并具备卓越可见度与可靠性的应用而设计。其核心设计理念是通过先进的半导体材料实现优异的光学性能。

该显示器采用固态设计，确保长使用寿命，并具备出色的抗振动和抗冲击能力，适用于工业、仪器仪表及消费电子等对可靠视觉输出至关重要的应用场景。

1.1 核心优势与目标市场

本数码管的主要优势源于其材料技术与光学设计。采用基于不透明砷化镓（GaAs）衬底的铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料是关键差异化所在。该材料体系以其在可见光谱红-琥珀色区域的高发光效率而闻名，直接贡献了器件的高亮度和优异的色彩纯度。

浅灰色面板与白色段码颜色的组合是经过特别选择，旨在最大化对比度。这增强了在各种环境光照条件下（从昏暗环境到明亮房间）的可读性。宽视角确保即使在偏离轴线的位置观看，显示信息依然清晰可辨，这对于面板仪表、测试设备和公共信息显示屏至关重要。

低功耗需求是另一显著优势，使其能够集成到电池供电或高能效系统中，而无需牺牲显示亮度。该器件按发光强度进行了分级，确保不同生产批次间亮度水平的一致性和可预测性，这对于外观均匀性要求严格的多位数码管显示尤为重要。

目标市场涵盖广泛的领域，包括工业自动化（用于过程控制读数）、测试测量设备（万用表、示波器）、医疗设备、汽车仪表盘（用于辅助显示）以及消费电器。其可靠性和性能使其成为设计师寻求耐用、清晰数字显示解决方案时的首选。

2. 技术参数深度解析

透彻理解电气和光学参数对于正确的电路设计以及在最终应用中实现预期性能至关重要。

2.1 光度学与光学特性

光学性能在环境温度（Ta）为25°C的标准测试条件下定义。平均发光强度（Iv）在正向电流（IF）为1mA驱动时，其最小值为320 µcd，典型值为700 µcd，未规定最大值。该参数使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片测量，表示感知亮度。其宽范围表明，在需要亮度匹配的应用中需进行仔细的分档筛选。

主波长（λd）为639 nm，将输出归类为超红光。峰值发射波长（λp）典型值为650 nm。主波长与峰值波长之间的微小差异表明其光谱输出纯净。光谱线半宽（Δλ）为20 nm，描述了发射光谱的窄度；数值越小，表示光源的单色性越好。发光强度匹配比（Iv-m）

在段码以10mA驱动时，规定最大为2:1。该比值定义了同一数码管不同段之间或不同数码管之间允许的亮度差异，确保显示数字的视觉均匀性。2.2 电气与热特性关键的电气参数是

每段正向电压（VF）

，在驱动电流（IF）为20mA时，其典型值为2.6V。最小值为2.1V。此电压对于设计限流电路至关重要。每段反向电流（IR）在施加5V反向电压（VR）时，最大为100 µA，表明了二极管在关断状态下的漏电特性。热和可靠性极限在绝对最大额定值

中定义。每段连续正向电流在25°C时为25 mA，降额系数为0.28 mA/°C。这意味着当环境温度超过25°C时，允许的连续电流线性下降。超过这些额定值可能导致永久性损坏。每段峰值正向电流额定值为90 mA，但仅在特定脉冲条件下有效：占空比1/10，脉冲宽度0.1ms。这允许在复用或实现更高峰值亮度时进行短暂的过驱动。

每段功耗限制在70 mW。器件可在-35°C至+105°C的宽温度范围内工作和存储。组装过程中，在安装平面下方1.6mm处测量的焊接温度不得超过260°C超过3秒。3. 机械与封装信息器件的物理结构决定了其占位面积、安装要求以及集成到产品中的整体方式。3.1 封装尺寸与引脚定义

该器件符合标准的双位数LED数码管封装。所有尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.25 mm，除非尺寸图上另有规定。此图纸对于PCB布局设计师创建正确的封装占位至关重要，以确保机械配合和焊点形成正确。

引脚连接方案对于正确接口至关重要。该器件采用

共阳极

配置。有两个独立的共阳极引脚：引脚12对应数码管1，引脚9对应数码管2。这允许对两个数码管进行独立控制或复用。段码阴极（A至G及小数点）在两个数码管之间并联连接。例如，引脚11（阴极A）控制数码管1和数码管2的‘A’段。引脚6和8标注为“无连接”（N/C）。详细的内部电路图通常展示这种用于两位数的共阳极、并联阴极结构。

4. 性能曲线分析虽然规格书提供了表格数据，但典型特性曲线能更深入地揭示器件在非标准条件下的行为。正向电压（VF）与正向电流（IF）的关系曲线是基础。它显示了VF随IF增加的非线性关系。设计者利用此曲线，在给定电源电压下选择合适的限流电阻值，以达到目标驱动电流（例如10mA或20mA）。

发光强度（Iv）与正向电流（IF）的关系曲线展示了亮度如何随电流变化。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和效率影响而饱和。此曲线有助于设计者在亮度、功耗和器件寿命之间取得平衡。

发光强度与环境温度的关系曲线对于理解热降额至关重要。随着温度升高，LED芯片的效率会降低，导致在相同驱动电流下输出强度下降。在高温工作环境中必须考虑这一点，以确保显示屏保持足够亮度。

5. 焊接与组装指南

组装过程中的正确处理对于防止损坏和确保长期可靠性至关重要。

明确规定了焊接的绝对最大额定值：器件可承受最高260°C的温度，最长持续时间为3秒，测量点在封装安装平面下方1.6mm（1/16英寸）处。此指南适用于波峰焊或回流焊工艺。超过这些时间-温度限制可能导致内部键合线失效、封装开裂或LED芯片性能退化。

建议遵循JEDEC或IPC关于湿气敏感度和烘烤程序的标准指南，特别是如果器件在使用前储存在非受控环境中（尽管本规格书未说明具体等级）。对于半导体元件，始终建议在处理过程中采取ESD（静电放电）防护措施。

6. 应用建议与设计考量

集成此显示器需要仔细的电气和光学设计。

6.1 驱动电路设计

对于共阳极显示器，阳极通常通过限流电阻连接到正电源电压，或通过晶体管进行开关控制。段码阴极连接到驱动IC（如专用显示驱动器或微控制器GPIO引脚），该IC将电流灌入地以点亮段码。限流电阻（R）的值使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF - Vdriver_sat) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED段的正向电压（为可靠性考虑，使用典型值或最大值），Vdriver_sat是驱动晶体管或IC的饱和压降，IF是期望的正向电流。

对于复用两个数码管，两个共阳极（引脚9和12）以高频（通常>100Hz）交替开启。当数码管1的阳极激活时，阴极驱动器呈现数码管1的图案。然后，数码管2的阳极与其对应图案一起被激活。这显著减少了所需的驱动引脚数量，但需要仔细的时序控制以避免闪烁和重影。

6.2 光学集成

浅灰色面板提供了中性、非反射的背景，增强了对比度。设计产品外壳时，可考虑使用窗口或滤光片。中性密度滤光片可用于在非常暗的环境中降低亮度，而有色滤光片（例如红色）可在明亮条件下进一步增强对比度。在相对于预期用户视线定位显示器时，应考虑其宽视角特性。

7. 技术对比与差异化

本器件的关键差异化在于其采用了

AlInGaP（铝铟镓磷）

技术。与传统的标准GaAsP（砷化镓磷）红光LED等技术相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率。这意味着在相同的电功率（瓦特）下，它能产生更多的光（流明），从而实现更高的亮度和/或更低的功耗。

此外，由于更好的材料特性，AlInGaP LED通常具有更优异的温度稳定性和更长的使用寿命。其“超红光”输出（639nm主波长）也是一种独特的、饱和的红色，与旧技术常有的偏橙色红光形成对比。与当代替代方案相比，0.56英寸字高、共阳极配置以及有保证的发光强度分级，共同构成了设计师选择显示器时的决定性特征。8. 常见问题解答（基于技术参数）问：“按发光强度分级”是什么意思？

答：这意味着LED根据其在标准测试电流下测量的光输出进行测试和分类（分档）。这确保了当多个数码管并排使用时的一致性，防止某个数码管看起来明显比相邻的亮或暗。

问：我可以直接用5V微控制器引脚驱动这个显示器吗？

答：不行，不能直接驱动。其典型正向电压为2.6V，而微控制器GPIO引脚通常无法安全地提供或吸收足够的电流（通常每引脚最大20-40mA，芯片有总限流）。您必须使用外部限流电阻，并可能需要晶体管驱动器或专用显示驱动IC来提供正确的电流和电压。

问：为什么两个数码管有两个独立的共阳极引脚？

答：这实现了复用功能。通过开启数码管1的阳极并设置其段码，然后关闭它，再开启数码管2的阳极并设置其段码，并快速重复此循环，您可以使用仅7个段码引脚 + 2个数码管引脚 = 9个引脚来控制两个数码管，而不是像每个段独立布线那样需要7 x 2 = 14个引脚。

问：“无连接”（N/C）引脚的作用是什么？

答：它们是封装上物理存在的引脚，但未与内部LED电路电气连接。它们通常是为了在注塑过程中保持封装的机械稳定性，或为了维持标准的引脚间距和占位而设置的。在电路中不得连接这些引脚。

9. 工作原理简介

LED（发光二极管）是一种半导体p-n结二极管。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区。当这些载流子（电子和空穴）复合时，会释放能量。在标准硅二极管中，此能量主要以热的形式释放。而在像AlInGaP这样的材料中，其能带隙使得复合能量中有相当一部分以光子（光）的形式释放。发射光的特定波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。AlInGaP的带隙经过设计，能以高效率产生光谱中红到琥珀色区域的光。不透明的GaAs衬底有助于将更多产生的光从器件顶部反射出去，从而提高整体光提取效率。

10. 发展趋势

显示技术领域持续发展。虽然像本产品这样的分立式LED数码管因其简单性、高亮度和可靠性在特定应用中仍然至关重要，但有几个趋势值得注意。总体趋势是向更高集成度发展，例如带有内置控制器（I2C或SPI接口）的多位数模块，这简化了主微控制器的任务。对更高效率的追求仍在继续，可能从AlInGaP转向更先进的材料体系以实现红/橙色发光。此外，专业应用中对更宽色域和特定色度坐标的需求，可能会推动更精确的分档以及对主波长和色彩纯度更严格的规格要求。然而，分立式LED数码管的基本优势——坚固耐用、高亮度、用于简单数字显示的低成本以及出色的视角——确保了其在许多工业和商业产品中的持续相关性。

An LED (Light Emitting Diode) is a semiconductor p-n junction diode. When a forward voltage exceeding the diode's threshold is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the junction region. When these charge carriers (electrons and holes) recombine, they release energy. In a standard silicon diode, this energy is released primarily as heat. In a material like AlInGaP, the energy bandgap is such that a significant portion of this recombination energy is released as photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material. AlInGaP's bandgap is engineered to produce light in the red to amber region of the spectrum with high efficiency. The non-transparent GaAs substrate helps reflect more of the generated light out through the top of the device, improving overall light extraction efficiency.

. Development Trends

The field of display technology is continuously evolving. While discrete LED digits like this one remain vital for specific applications due to their simplicity, brightness, and reliability, several trends are notable. There is a general movement towards higher integration, such as multi-digit modules with built-in controllers (I2C or SPI interface) that simplify the host microcontroller's task. The pursuit of higher efficiency continues, potentially moving from AlInGaP to even more advanced material systems for red/orange emission. Furthermore, the demand for wider color gamuts and specific chromaticity coordinates in professional applications may drive more precise binning and tighter specifications on dominant wavelength and color purity. However, the fundamental advantages of the discrete LED digit\u2014ruggedness, high brightness, low cost for simple numeric display, and excellent viewing angle\u2014ensure its continued relevance in many industrial and commercial products.