LTP-2157AKS 5x7点阵LED显示屏规格书 - 2.0英寸高度 - AlInGaP黄色 - 2.6V正向电压 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTP-2157AKS是一款专为字母数字字符显示设计的单色点阵显示模块。其主要功能是为需要信息显示的应用（如简易读数器、指示灯或基础信息发布系统）提供清晰、明亮的视觉输出。该器件的核心优势在于其采用了铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术制造LED芯片，该技术以在琥珀色/黄色/红色光谱范围内产生高效率发光而闻名。显示屏采用5x7阵列配置，这是表示ASCII字符和符号的标准配置。物理设计采用黑色面板配白色点阵颜色，增强了在各种光照条件下的对比度和可读性。本产品主要面向嵌入式系统设计师、工业控制面板制造商以及需要可靠、低复杂度显示解决方案的消费电子产品开发者。

2. 技术参数深度客观解读

2.1 光度学与光学特性

关键的光度学参数是平均发光强度（Iv），在32mA脉冲电流和1/16占空比的测试条件下，其典型值为3600微坎德拉（μcd）。这表明其具有适合室内和许多室外应用的高亮度输出。峰值发射波长（λp）为588纳米，主波长（λd）为587纳米，这明确地将发射光定位在可见光谱的黄色区域。15纳米的光谱线半宽（Δλ）表示颜色相对纯净，光谱扩散极小。段与段之间的发光强度匹配比规定最大为2:1，确保了整个显示屏外观的均匀性。

2.2 电气参数

主要的电气特性是每段的正向电压（Vf），在20mA测试电流（If）下，其典型值为2.6V，最大值为2.6V。这是驱动电路设计的关键参数。绝对最大额定值定义了工作极限：每点的平均正向电流为25 mA（在25°C以上时，按0.28 mA/°C线性降额），每点的峰值正向电流为60 mA，每点的反向电压为5 V。超过这些额定值可能导致永久性损坏。在5V反向偏压下，反向电流（Ir）最大规定为100 μA。

2.3 热学与环境特性

器件的工作温度范围额定为-35°C至+105°C，存储温度范围相同。这一宽范围确保了在恶劣环境下的可靠性。每点的平均功耗限制为70 mW。正向电流的降额系数（0.28 mA/°C）对于计算在较高环境温度下的安全工作电流至关重要，以防止过热并确保长期可靠性。

3. 分档系统说明

提供的规格书没有明确详细说明针对波长、光通量或电压的正式分档系统。然而，规格中提供了关键参数的最小值、典型值和最大值，例如发光强度（最小值2100 μcd，典型值3600 μcd）和正向电压（最小值2.05V，典型值/最大值2.6V）。实际上，制造商通常根据测量性能将产品分组到不同的档位，以确保同一生产批次内的一致性。如果应用需要严格的参数匹配，设计者应咨询制造商以获取具体的分档信息。

4. 性能曲线分析

规格书在最后一页引用了“典型电气/光学特性曲线”。虽然文本中没有详细说明具体的图表，但此类曲线通常包括：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：此图显示了LED电流与电压之间的非线性关系。对于设计恒流驱动器至关重要，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。
• 发光强度 vs. 正向电流：此曲线展示了光输出如何随电流增加，通常在正常工作范围内大致呈线性关系，在极高电流下效率会下降。
• 发光强度 vs. 环境温度：此图显示了随着结温升高，光输出的降额情况。对于AlInGaP LED，发光强度通常随温度升高而降低。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示峰值在约588纳米处以及15纳米的半宽，证实了颜色的纯度。

这些曲线对于理解器件在非标准条件下的行为以及优化设计以实现性能和寿命至关重要。

5. 机械与封装信息

LTP-2157AKS采用标准的双列直插式封装（DIP）形式，适用于通孔PCB安装。封装尺寸以毫米为单位提供，一般公差为±0.25毫米。一个关键的机械特征是引脚尖端的偏移公差为±0.4毫米，这对于组装过程中PCB孔的对齐非常重要。该器件采用符合RoHS（有害物质限制）指令的无铅封装。物理外观特点是黑色面板配白色点阵，这有助于吸收环境光，并通过使未点亮区域显得更暗来提高对比度。

6. 焊接与组装指南

绝对最大额定值部分提供了具体的焊接条件：器件可承受260°C的焊接温度，持续3秒，测量点在封装安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处。这是波峰焊或手工焊接工艺的关键参数，以防止LED芯片或内部引线键合受到热损伤。在组装过程中，切勿超过最高温度额定值。处理器件时应遵守标准的ESD（静电放电）预防措施。

7. 包装与订购信息

部件号明确标识为LTP-2157AKS。规格书未指定批量包装细节，如卷盘数量、管装数量或托盘配置。对于大规模生产，工程师必须联系供应商以获取有关最小订单数量、包装类型（例如，防静电管或托盘）和标签惯例的具体信息。“规格号”和“生效日期”提供了追溯技术文档特定版本的依据。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

这款5x7点阵显示屏非常适合需要简单、易读字符输出的应用。常见用途包括：工业仪器面板（用于显示设定值、状态码或错误信息）、消费电器（微波炉、洗衣机）、自动售货机或销售点终端中的基本信息显示，以及教育电子套件。其黄色通常用于警示指示灯或需要高可见度的场合。

8.2 设计考量

使用此显示屏进行设计需要采用多路复用驱动电路，因为其采用XY（矩阵）选择架构，如内部电路图所示。引脚连接表对于正确连接微控制器或驱动IC至关重要。引脚4和11以及引脚5和12在内部连接，必须在PCB布局和软件扫描例程中加以考虑。建议使用恒流驱动器以保持亮度一致并保护LED。设计必须遵守电流和功耗的绝对最大额定值，特别是在考虑高温下的降额系数时。在正常情况下，这种低功耗器件通常不需要散热片。

9. 技术对比

与其他显示技术相比，这款基于AlInGaP的LED点阵具有显著优势。与较旧的GaAsP或GaP LED相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率和亮度。与简单的7段数码管相比，5x7点阵在显示字母数字字符和简单图形方面提供了更大的灵活性。与现代LCD或OLED相比，这款LED点阵在视角、亮度和坚固性方面更胜一筹，尽管在相同显示面积下功耗更高且仅限于单色。其主要区别在于简单性、可靠性以及在各种光照条件下无需背光即可实现高可见度。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：为什么正向电流要规定占空比（1/16）？

答：该显示屏采用多路复用驱动方案。为了实现每点平均电流（例如5 mA），驱动器会在短时间内（扫描周期的1/16）施加较高的峰值电流（例如80 mA）。这样可以在保持感知亮度和不超过平均功耗限制的同时，依次寻址所有点。

问：我可以用恒压源驱动此显示屏吗？

答：不建议这样做。LED是电流驱动器件。其正向电压存在容差，并随温度变化。如果Vf处于规格的低端，使用恒压驱动有过流风险，导致寿命缩短或故障。务必使用限流电阻，或者更推荐使用恒流驱动器。

问：内部连接的引脚（4/11和5/12）有什么作用？

答：这些内部连接简化了半导体芯片到封装引脚的内部键合，并可能有助于平衡矩阵内的电流分布。从用户的角度来看，它们为同一电气节点提供了多个连接点，这可以在PCB布局上提供灵活性。

11. 实际用例

考虑设计一个带有设定点和实际温度读数的简易温度控制器。LTP-2157AKS可以显示诸如“SET 75”和“ACT 72”之类的数值。微控制器将扫描7行和5列。固件将包含一个字体映射表，将每个字符（例如‘S’、‘E’、‘T’）转换为35个点（5x7）的特定点亮模式。驱动电路（可能由分立晶体管或专用LED驱动IC组成）将根据微控制器的GPIO引脚，通过选定的列阴极吸收电流，并向选定的行阳极提供电流。高亮度确保了显示屏在控制面板上可从远处清晰读取。

12. 原理介绍

该器件基于半导体p-n结的电致发光原理工作。AlInGaP（铝铟镓磷）材料体系是一种直接带隙半导体。当正向偏置时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到有源区，在那里它们复合。复合过程中释放的能量以光子（光）的形式发射出来。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，从而决定了发射光的波长（颜色）——在本例中为黄色（约587-588纳米）。5x7矩阵是通过将35个独立的LED芯片（点）排列成网格形成的，其阳极按行连接，阴极按列连接。这种共阳极/共阴极矩阵结构允许仅用12个引脚（7行+5列）控制35个点，与单独寻址的LED相比，显著减少了所需的驱动线路数量。

13. 发展趋势

虽然像LTP-2157AKS这样的分立LED点阵显示屏在特定应用中仍然具有相关性，但显示技术更广泛的趋势正朝着更高集成度和功能性的方向发展。表面贴装器件（SMD）封装在自动化组装中变得越来越普遍。集成驱动器和控制器芯片通常与LED阵列结合在单个模块中，简化了系统设计师的接口（例如，使用SPI或I2C通信，而不是直接矩阵扫描）。此外，全彩色RGB LED矩阵在动态标牌和更复杂的图形显示中越来越受欢迎。然而，对于简单、坚固、单色字符显示的需求，本产品所代表的基本设计仍然是一个可靠且具有成本效益的解决方案。材料的进步也可能导致未来在琥珀色/黄色光谱范围内的AlInGaP或相关氮化物基（InGaN）LED实现更高的效率和亮度。