LTD-2701JD LED数码管规格书 - 0.28英寸字高 - 超亮红色 - 2.6V正向电压 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTD-2701JD是一款双位七段发光二极管（LED）数码管显示模块。其主要功能是为各类电子设备和仪器提供清晰、易读的数字显示。其核心技术采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料，可发出超亮红色光，具有高亮度和优异的色彩纯度。该器件采用灰色面板配白色段码的设计，增强了在各种光照条件下的对比度和可读性。它设计为共阴极类型，这是一种在多位数码管应用中简化多路复用驱动电路的标准配置。

1.1 主要特性与核心优势

• 字高：0.28英寸（7.0毫米），尺寸均衡，在保证良好可视性的同时不占用过多空间。
• 段码均匀性：连续、均匀的段码确保两个数字的字符外观一致。
• 能效：功耗低，适用于电池供电或注重能效的应用。
• 光学性能：高亮度和高对比度带来出色的字符可读性。
• 视角：宽视角允许从不同位置清晰读取。
• 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。
• 分档：器件根据发光强度进行分档，便于在多显示设置中匹配亮度。
• 环保合规：无铅封装，符合RoHS（有害物质限制）指令。

1.2 目标市场与应用

本显示器适用于普通电子设备。典型的应用领域包括但不限于：

• 测试与测量仪器（万用表、电源）。
• 消费类电器（微波炉、烤箱、洗衣机）。
• 工业控制面板和计时器。
• 通信设备状态显示。
• 汽车后市场配件（例如，电压监测器）。
• 销售点终端和基本数字读数显示。

特别需要注意的是，对于要求极高可靠性、故障可能危及生命或健康的应用（如航空、医疗或关键安全系统），需要进行咨询。

2. 技术规格与客观解读

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应力极限。不保证在或超过这些极限下工作。

• 每段功耗：最大70 mW。超过此值可能导致LED芯片过热并加速老化。
• 每段峰值正向电流：在脉冲条件下（1/10占空比，0.1毫秒脉冲宽度）为90 mA。此额定值适用于短时脉冲，而非连续工作。
• 每段连续正向电流：在25°C时为25 mA。当环境温度（Ta）超过25°C时，此电流必须按0.33 mA/°C线性降额，以防止热失控。
• 工作与存储温度范围：-35°C 至 +85°C。器件可承受此极端温度，但光学性能会随温度变化。
• 焊接条件：260°C下3秒，测量点为安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）。这指导波峰焊或回流焊工艺。

2.2 电气与光学特性

这些是在Ta=25°C、规定测试条件下测得的典型性能参数。

• 平均发光强度（I_V）：在I_F=1mA时为200-600 µcd。此宽范围表明了分档过程的影响；设计者在进行可见度计算时应考虑最小值。
• 峰值发射波长（λ_p）：650 nm。这是发射光功率最大的波长。
• 主波长（λ_d）：639 nm。这是人眼感知到的与光色匹配的单波长，容差为±1 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm。这定义了光谱纯度；宽度越窄，颜色越接近单色。
• 每芯片正向电压（V_F）：在I_F=20mA时，为2.1V（最小值），2.6V（典型值），容差为±0.1V。这对于驱动电路设计至关重要，尤其是在多路复用多个数字时，以确保电流一致。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时，最大100 µA。规格书明确警告，反向电压仅用于测试目的，必须避免连续反向偏压操作。
• 发光强度匹配比：在I_F=10mA时，相似发光区域的最大比值为2:1。这规定了同一显示器内各段之间允许的最大亮度差异。
• 串扰：≤ 2.5%。这是指由于电泄漏或光耦合导致的非驱动段产生的不需要的发光。

2.3 分档系统说明

规格书声明产品“按发光强度分档”。这意味着一个分档过程，即LED根据在标准测试电流（可能为1mA或10mA）下测量的光输出（以µcd为单位）进行分类。强烈建议在同一组件中使用来自相同强度分档的显示器，以避免相邻单元之间出现明显的亮度差异（色调不均）。设计者应指定所需的分档，或与供应商合作，以确保多显示应用的一致性。

3. 机械与封装信息

3.1 封装尺寸

该显示器符合标准的通孔DIP（双列直插式封装）格式。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸均以毫米（mm）为单位。
• 除非另有说明，标准公差为±0.25毫米。
• 引脚尖端偏移公差为±0.4毫米，这对于PCB孔对齐很重要。
• 显示面板允许的缺陷：段码上的异物≤10密耳，油墨污染≤20密耳，段码内气泡≤10密耳。
• 反射器弯曲限制为其长度的≤1%。

3.2 引脚连接与极性识别

该器件有10个引脚，单排排列。引脚定义如下：

• 引脚1：E段阳极
• 引脚2：D段阳极
• 引脚3：C段阳极
• 引脚4：G段（中间段）阳极
• 引脚5：小数点（DP）阳极
• 引脚6：数字2（右侧数字）公共阴极
• 引脚7：A段阳极
• 引脚8：B段阳极
• 引脚9：数字1（左侧数字）公共阴极
• 引脚10：F段阳极

“右侧小数点”的描述确认小数点是关联于右侧数字的。共阴极配置意味着一个数字的所有LED阴极在内部连接。要点亮一个段码，必须向其相应的阳极引脚施加正电压，同时将对应数字的公共阴极引脚拉低至地。

3.3 内部电路图

内部电路图显示了两组独立的七段LED（外加一个小数点LED），每组共享一个公共阴极连接（引脚6和9）。这种结构是多路复用的基础：通过依次使能一个阴极（数字），并在阳极线上呈现该数字的图案，可以用较少的I/O引脚控制多个数字。

4. 性能曲线分析

规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”。虽然提供的文本中没有详细说明具体图表，但此类器件的典型曲线包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压（V_F）与正向电流（I_F）之间的指数关系。该曲线会随温度变化。
• 发光强度 vs. 正向电流：显示在一定范围内，光输出与电流大致呈线性关系，但在较高电流下会饱和，并因热量而更快衰减。
• 发光强度 vs. 环境温度：展示了随着结温升高，光输出下降，强调了热管理和电流降额的必要性。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示峰值在约650nm，半宽约20nm。

这些曲线对于设计在预期工作温度范围内提供稳定亮度的驱动器至关重要。

5. 焊接、组装与存储指南

5.1 焊接与组装

• 遵循指定的焊接曲线（260°C下3秒）。
• 避免使用不合适的工具或方法对显示器主体施加异常力。
• 如果贴有装饰膜，避免其与前面板/盖板直接接触，因为外力可能导致其移位。

5.2 存储条件

正确的存储对于防止引脚氧化至关重要。

• 标准LED显示器（通孔）：在原包装中。温度：5°C至30°C。湿度：低于60% RH。长期在此条件外存储可能需要重新电镀氧化引脚。如果防潮袋打开超过6个月，建议在使用前在60°C下烘烤48小时，并在一周内完成组装。
• SMD LED显示器（参考说明）：在密封袋中：5-30°C，<60% RH。一旦打开：相同条件，但必须在168小时（7天，MSL 3级）内使用。

6. 应用设计考虑与注意事项

6.1 驱动电路设计

• 恒流驱动：强烈推荐使用恒流驱动而非恒压驱动，以确保无论V_F在段码之间和随温度如何变化，发光强度都保持一致。
• 电流限制：电路必须将电流限制在连续额定值内（25°C时为25mA，需降额）。超过此值会导致快速老化。
• 电压范围：驱动器必须适应完整的V_F范围（每段约2.0V至2.7V）以提供预期电流。
• 反向电压保护：电路应防止在电源循环期间出现反向电压或瞬态电压，以避免金属迁移和泄漏电流增加。
• 热管理：考虑最高环境温度（T_a）以选择安全工作电流。在高T_a environments.

环境中可能需要散热。

• 6.2 环境与操作注意事项
• 避免在潮湿环境中环境温度快速变化，以防止显示器上凝结水汽。

在同一组件中使用两个或更多显示器时，应选择来自相同发光强度分档的显示器，以确保亮度均匀。

7. 技术对比与差异化

• 与较旧的GaAsP或GaP LED技术相比，LTD-2701JD中使用的AlInGaP（铝铟镓磷）具有显著优势：更高效率与亮度：
• AlInGaP提供卓越的发光效率，在相同驱动电流下产生更高亮度。更好的色彩纯度：
• 超亮红色发光（主波长639-650nm）比标准红色LED更饱和，视觉上更鲜明。改进的温度稳定性：
• 虽然所有LED都会因热量而降低效率，但AlInGaP通常比旧材料具有更好的性能保持能力。

具有独立数字阴极的共阴极设计是一种标准但有效的多路复用方法，区别于共阳极类型或内部集成多路复用控制器的显示器。

8. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以直接用5V微控制器引脚驱动这个显示器吗？_F答：不可以。如果没有限流电阻，将5V直接连接到阳极可能会因电流过大而损坏LED。您必须使用串联电阻，或者最好是恒流驱动器。电阻值取决于您的电源电压、LED的V_F.

以及所需的I

问：为什么推荐恒流驱动？_F答：LED亮度主要是电流的函数，而非电压。正向电压（V

）可能因芯片而异，并随温度升高而降低。恒流源通过自动调整电压以维持设定的电流，补偿这些变化，从而确保亮度稳定。

问：对于峰值电流额定值，“1/10占空比，0.1ms脉冲宽度”是什么意思？

答：这意味着您可以用高达90mA的电流短暂脉冲驱动LED，但脉冲宽度不得超过0.1毫秒，并且长时间的平均电流不得超过相当于1/10占空比的值（例如，0.1ms开，0.9ms关）。这不适用于连续照明。

问：如何独立控制两个数字？

答：使用多路复用。在一个周期内：1）将阳极引脚（1,2,3,4,5,7,8,10）设置为数字1的图案。2）将阴极引脚9（数字1）拉低（接地），同时保持阴极引脚6（数字2）为高电平（断开）。3）点亮短时间（例如，5ms）。4）关闭数字1。5）将阳极设置为数字2的图案。6）将阴极引脚6拉低，引脚9拉高。7）点亮。快速重复此周期（>60Hz）以产生两个数字持续点亮的错觉。

9. 实际设计与使用案例

1. 案例：设计一个简单的数字电压表读数（0-99V）。元件选择：
2. 选择LTD-2701JD是因为其双位显示能力、良好的亮度以及适用于原型制作的通孔封装。驱动电路：
3. 使用微控制器（例如ATmega328P）。其I/O引脚无法同时为所有段码提供/吸收足够的电流。因此，使用两个NPN晶体管（例如2N3904）来吸收数字1和2的阴极电流，实现多路复用方案。段码阳极通过限流电阻连接到微控制器（例如，对于5V电源，使用150Ω，目标每段约20mA：R = (5V - 2.6V) / 0.02A ≈ 120Ω，为安全起见使用150Ω）。软件：
4. 固件通过ADC读取电压，将其转换为两个BCD数字，并使用定时器中断以100Hz的频率进行多路复用来驱动显示器。注意事项：

正向电压容差意味着段码之间的亮度可能略有不同。使用恒流驱动器（如专用LED驱动IC）代替电阻可以提高均匀性。遵循存储建议，订购小批量以避免长期库存。

10. 工作原理简介

发光二极管（LED）是一种半导体p-n结二极管。当施加超过结内建电势的正向电压时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到结区。当这些载流子在有源区复合时，能量以光子（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的带隙对应于红光。在七段显示器中，多个独立的LED芯片被安装和连接以形成标准段码（A-G和DP）。共阴极配置在内部连接属于一个数字的所有LED的阴极。

11. 技术趋势

• LED显示行业持续发展。虽然像LTD-2701JD这样的通孔显示器在原型制作、维修和某些应用中仍然相关，但更广泛的趋势包括：小型化与SMD主导：
• 表面贴装器件（SMD）封装正成为自动化组装的标准，提供更小的尺寸和更低的剖面高度。集成控制器：
• 内置驱动IC（如MAX7219兼容模块）的显示器通过内部处理多路复用和解码，简化了微控制器接口。更高效率材料：
• 用于蓝/绿光的InGaN等材料以及改进的AlInGaP和荧光粉转换白光LED的持续发展，将效率（流明/瓦）推向更高水平。灵活与新颖外形：

柔性基板和微型LED的发展使得新的显示器形状和超高密度成为可能。 对于其类别而言，LTD-2701JD代表了一种基于成熟可靠的AlInGaP技术的成熟、可靠的解决方案，适用于需要其特定外形尺寸和电气接口的场合。