LTP-4823KF LED数码管规格书 - 0.4英寸字符高度 - AlInGaP黄橙色 - 2.6V正向电压 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTP-4823KF是一款双位、16段字母数字LED数码管模块。其主要功能是在电子设备中显示字母数字字符（字母和数字）。其核心技术采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料来产生黄橙色光发射。该器件被归类为共阳极配置，这意味着每个数字的LED阳极在内部连接在一起，从而简化了多路复用驱动电路的设计。该数码管采用灰色面板配白色段码的设计，在各种光照条件下都能增强对比度和可读性。

1.1 核心优势与目标市场

该数码管的主要优势源于其AlInGaP技术和设计。它提供高亮度和出色的对比度，适用于对可视性要求苛刻的应用场景。其宽视角确保了从不同位置观看都能保持清晰可辨。与其他显示技术相比，其固态结构提供了高可靠性和更长的使用寿命。低功耗要求对于电池供电或注重能耗的应用来说是一个显著优势。该数码管通常面向工业控制面板、测试测量设备、销售点终端、仪器仪表以及任何需要清晰、可靠的数字或有限字母数字读数的嵌入式系统。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中规定的电气和光学参数进行客观且详细的解读。

2.1 光度学与光学特性

主要的光学特性是平均发光强度 (Iv)，单位为微坎德拉 (µcd)。在1mA正向电流 (IF) 的标准测试条件下，强度范围从最小值500 µcd到典型值1300 µcd。此参数定义了段码的感知亮度。其光特性表现为峰值发射波长 (λp)为611 nm，主波长 (λd)为605 nm，两者均在IF=20mA下测量。这些值将发射光明确置于可见光谱的黄橙色区域。光谱线半宽度 (Δλ)为17 nm，表明了发射光的光谱纯度。半宽度越窄通常意味着颜色饱和度越高。

2.2 电气特性

关键的电气参数是每段正向电压 (VF)。在20mA驱动电流下，典型正向电压为2.6V，最小值为2.05V。该值对于设计LED的限流电路至关重要。每段反向电流 (IR)规定在施加5V反向电压 (VR) 时最大为100 µA，表示关断状态下的漏电流。发光强度匹配比对于相似发光区域内的段码，最大为2:1。这意味着在最亮的段码不应比最暗的段码亮超过两倍，从而确保外观均匀。

2.3 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。每段平均功耗不得超过70 mW。每段峰值正向电流限制在60 mA，而每段平均正向电流在25°C下额定为25 mA，高于25°C时以0.33 mA/°C线性降额。这种降额对于高温环境下的热管理至关重要。最大每段反向电压为5V。该器件可在温度范围-35°C 至 +105°C 内工作和存储。

3. 分档系统说明

规格书中包含发光强度的分档表。分档是一种质量控制过程，根据测量的性能参数对LED进行分类（分档）以确保一致性。对于LTP-4823KF，LED根据其在IF=1mA下测量的平均发光强度被分为不同档位（F, G, H, J, K）。范围如下：F (321-500 µcd)、G (501-800 µcd)、H (801-1300 µcd)、J (1301-2100 µcd) 和 K (2101-3400 µcd)。这使得设计人员可以为他们的应用选择具有特定亮度级别的器件，确保多个数码管之间的一致性，或精确匹配设计的亮度要求。

4. 性能曲线分析

虽然具体曲线未在提供的文本中详述，但此类器件的典型性能曲线包括：

• IV曲线（电流 vs. 电压）：显示正向电流与正向电压之间的关系。它是非线性的，具有一个开启电压（对于AlInGaP约为2V），之后电流随电压的微小增加而迅速增加。这突显了恒流驱动的必要性。
• 发光强度 vs. 正向电流：展示光输出如何随驱动电流增加而增加。在一定范围内通常是线性的，但在非常高的电流下会因热效应和效率下降而饱和。
• 发光强度 vs. 环境温度：显示光输出如何随LED结温升高而降低。对于在宽温度范围内工作的应用，此曲线至关重要。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示在~611 nm处的峰值以及发射光谱的形状。

5. 机械与封装信息

LTP-4823KF具有标准的双位LED数码管外形尺寸。封装尺寸以毫米为单位提供。关键的机械说明包括：除非另有说明，所有尺寸公差为±0.25 mm，引脚尖端偏移公差为±0.4 mm。该器件采用单排20引脚设计。内部电路图显示其为两个16段字符的共阳极配置，带有一个右侧小数点 (D.P.)。引脚连接表详细列出了每个段码（A-U、D.P.以及字符1和字符2的公共阳极）的阴极连接。引脚14标注为"无连接" (N.C.)。

6. 焊接与组装指南

规格书规定了焊接条件：器件可承受260°C的烙铁温度3秒钟，烙铁头应置于封装安装平面下方1/16英寸（约1.6 mm）处。在组装过程中，切勿超过此最高额定温度，以防止损坏内部LED芯片和塑料封装。对于波峰焊或回流焊，应遵循通孔元件的标准工艺曲线，确保器件本体峰值温度不超过105°C的最高存储温度。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

该数码管非常适合任何需要清晰的双位读数并偶尔显示字母指示的设备。常见用途包括：数字万用表、频率计、计时器、过程控制器、医疗设备（如病人监护仪）、家用电器（如烤箱、恒温器）以及汽车诊断工具。

7.2 设计注意事项

• 驱动电路：作为共阳极数码管，最好通过多路复用电路驱动。微控制器可以通过段码阴极（通过限流电阻）吸收电流，同时依次使能每个数字的公共阳极引脚。
• 限流：始终为每个段码阴极或在公共阳极路径中使用串联电阻，以将电流限制在所需值（例如，10-20 mA以获得全亮度）。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 计算电阻值，其中 Vf 是规格书中的正向电压。
• 刷新率：当多路复用两个数字时，确保刷新率足够高（通常 >60 Hz）以避免可见闪烁。
• 视角：考虑到其宽视角，合理放置数码管以最大化最终用户的使用便利性。

8. 技术对比

与红色GaAsP LED等旧技术相比，LTP-4823KF中使用的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的亮度。与单位数码管相比，这种双位数码管节省了电路板空间并简化了组装。与点阵显示器相比，16段数码管提供了更简单的驱动接口（20引脚 vs. 点阵的更多引脚），但仅限于显示字母数字字符和一些符号，不能显示全图形。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问："无连接"引脚（引脚14）的用途是什么？

答：该引脚在机械上存在，但在电气上未连接到任何内部元件。通常包含它是为了在焊接时提供机械稳定性，或为了在一系列类似器件中保持标准的引脚排列外形。

问：如何理解"发光强度匹配比"为2:1？

答：这是一个均匀性规格。它意味着在相同的驱动条件下，任何一个段码的测量发光强度不应超过同一数码管上任何其他段码强度的两倍。这确保了所有点亮段码外观的一致性。

问：我可以用5V电源驱动这个数码管吗？

答：可以，但必须使用限流电阻。在20mA下典型Vf为2.6V，所需电阻值为 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 欧姆。务必根据您特定批次的实测Vf进行验证，并相应调整电阻值以达到所需电流。

10. 实际应用案例

场景：设计一个简单的数字计时器。LTP-4823KF非常适合显示分钟和秒（MM:SS）。微控制器将通过多路复用方式控制数码管。一个I/O端口将控制18个段码阴极（通过晶体管或驱动IC），另外两个I/O引脚将控制两个公共阳极。固件将更新段码数据并在两个数字之间快速切换。高亮度确保计时器在光线充足的房间内清晰可见，如果设备是电池供电的，低功耗则非常有益。

11. 工作原理

该器件基于半导体p-n结的电致发光原理工作。当在LED段的阳极和阴极之间施加超过二极管开启电压的正向电压时，电子和空穴在有源区（AlInGaP层）复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，进而决定了发射光的波长（颜色），在本例中为黄橙色。16个段码中的每一个都是一个独立的LED或LED的组合，通过选择性地点亮这些段码，可以形成字母数字字符。

12. 技术趋势

虽然像LTP-4823KF这样的16段数码管在特定应用中仍然具有相关性，但信息显示领域的更广泛趋势是向更高集成度和灵活性发展。点阵OLED和LCD显示器正变得更具成本竞争力，并提供完整的字母数字和图形功能。然而，LED段码显示器在极端环境（宽温度范围、高亮度）以及对于简单性、可靠性和长寿命至关重要的应用中仍保持优势。其底层的AlInGaP技术在效率和寿命方面持续改进。此外，行业不断推动更低的功耗和符合RoHS等环保法规，该器件已通过其无铅封装满足这些要求。