0.28英寸四位七段数码管LED显示屏规格书 - 字高7毫米 - 超红颜色 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款0.28英寸（7毫米）字高、四位七段数码管LED显示屏的规格。该器件专为需要清晰、明亮、可视性极佳的数字读数应用而设计。其发光元件采用先进的AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术，专门用于产生超红颜色输出。显示屏采用灰色面板和白色段码设计，这有助于在各种光照条件下实现高对比度和卓越的字符外观。

其核心设计理念侧重于提供一种可靠、低功耗需求的固态解决方案，使其适用于对数字数据显示至关重要的各类消费、工业和仪器仪表产品。

2. 主要特性与优势

该显示屏融合了多项增强其性能和可用性的设计特性：

• 字高：0.28英寸（7.0毫米），尺寸均衡，在保证良好可读性的同时，不会过度占用面板空间。
• 段码设计：连续均匀的段码确保照明一致，呈现专业、清晰的字符外观。
• 光学性能：得益于AlInGaP芯片和灰面白段设计，可实现高亮度和高对比度。
• 视角：宽视角确保显示屏在用户的不同观看位置下均能保持清晰可辨。
• 低功耗运行：针对输入功率的光输出效率进行优化，适用于电池供电或注重能耗的应用。
• 可靠性：作为固态器件，与机械式显示器相比，具有更高的可靠性和更长的使用寿命。
• 分档：发光强度经过分类（分档），确保同一生产批次中多个器件的亮度一致性。

3. 技术规格详解

3.1 电气与光学特性

显示屏的性能在环境温度（T_A）为25°C的标准测试条件下定义。关键参数包括：

• 平均发光强度（I_V）：当每段正向电流（I_F）为1 mA时，范围从最小200 µcd到典型值600 µcd。此参数使用经过滤波以近似CIE明视觉响应曲线的传感器测量。
• 峰值发射波长（λ_p）：典型值为639 nm，定义了超红发射的主色点。
• 光谱线半宽（Δλ）：约20 nm，表示发射光的光谱纯度。
• 主波长（λ_d）：典型值为631 nm，是定义感知颜色的另一个关键指标。
• 每段正向电压（V_F）：在I_F= 20 mA时，典型值为2.6 V，最大值为2.6 V。这对于设计驱动电路至关重要。
• 每段反向电流（I_R）：当施加5 V反向电压（V_R）时，最大值为100 µA。
• 发光强度匹配比（I_V-m）：最大比值为2:1，确保同一数字的不同段之间或不同数字之间的亮度具有合理的均匀性。

3.2 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。不建议在此极限之外操作。

• 每段功耗：最大70 mW。
• 每段峰值正向电流：在脉冲条件下（1/10占空比，0.1 ms脉冲宽度），最大90 mA。
• 每段连续正向电流：在25°C时，最大25 mA。此额定值随温度升高以0.33 mA/°C的速率线性降额。
• 每段反向电压：最大5 V。
• 工作温度范围：-35°C 至 +85°C。
• 存储温度范围：-35°C 至 +85°C。
• 焊接温度：器件可承受在安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处，260°C的焊接温度持续3秒。

4. 机械与封装信息

该器件采用标准LED显示屏封装。提供的尺寸图明确了精确的物理尺寸，包括数字间距、总高度、宽度、深度以及引脚的位置和直径。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，标准公差为±0.25毫米。此信息对于PCB（印刷电路板）布局和机械集成到最终产品外壳中至关重要。

5. 引脚配置与内部电路

该显示屏采用16引脚配置。其配置为多路复用共阴极类型。这意味着每个数字的阴极单独连接，而跨数字的对应段（例如，所有‘A’段）的阳极连接在一起。这种架构允许进行多路复用，即数字依次快速点亮，从而减少所需驱动引脚的总数和整体功耗。

引脚定义如下：

• 引脚1：公共阴极（数字1）
• 引脚2：段C和L3的阳极
• 引脚3：小数点（D.P.）的阳极
• 引脚5：段E的阳极
• 引脚6：段D的阳极
• 引脚7：段G的阳极
• 引脚8：公共阴极（数字4）
• 引脚11：公共阴极（数字3）
• 引脚12：指示灯L1、L2、L3的公共阴极
• 引脚13：段A和L1的阳极
• 引脚14：公共阴极（数字2）
• 引脚15：段B和L2的阳极
• 引脚16：段F的阳极
• 引脚4、9、10标注为“无连接”或“无引脚”。

内部电路图通常显示每个段和数字的LED芯片互连，阐明了多路复用共阴极结构。

6. 分档系统说明

规格书指出器件“按发光强度分类”。这是指基于测量光输出的分档或筛选过程。在制造过程中，会出现轻微差异。通过测试并将单元分组到特定的强度档位（例如，µcd值的范围），制造商和设计人员可以确保单个产品或生产批次中使用的所有显示屏具有非常相似的亮度水平。这可以防止不同器件之间出现明显的显示亮度差异，这对于产品质量和用户体验至关重要。设计人员在订购时应指定所需档位以保证一致性。

7. 性能曲线分析

规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”。虽然文本中未详述具体图表，但完整规格书中通常包含的这些曲线对于设计至关重要：

• 正向电流（I_F）与正向电压（V_F）关系曲线：此IV曲线显示了非线性关系，有助于确定给定电源电压下合适的限流电阻或恒流驱动设置。
• 发光强度（I_V）与正向电流（I_F）关系曲线：此曲线显示光输出如何随电流增加，通常在较高电流下呈亚线性增长，为根据所需亮度与效率选择驱动电流提供依据。
• 发光强度与环境温度关系曲线：显示光输出如何随LED结温升高而降低。这对于在高温环境下运行的应用至关重要。
• 光谱分布图：相对强度与波长的关系图，直观地确认了峰值（639 nm）和半宽（20 nm）规格。

8. 焊接与组装指南

根据绝对最大额定值，该器件可承受波峰焊或回流焊工艺。指定的关键参数是焊接温度曲线：在安装平面下方1/16英寸（1.6毫米）处，260°C持续3秒。这符合常见的无铅焊接曲线。设计人员和组装人员必须确保其焊接工艺不超过此热应力，以防止损坏内部引线键合或LED芯片本身。在处理过程中应遵守标准的ESD（静电放电）预防措施。

9. 应用建议与设计考量

9.1 典型应用场景

该显示屏非常适合任何需要清晰、可靠数字读数的设备：

• 测试与测量设备：万用表、示波器、电源、频率计。
• 工业控制：面板仪表、过程指示器、计时器显示、计数器显示。
• 消费电子：音频设备（放大器、接收器）、厨房电器、时钟。
• 汽车后市场：仪表和诊断工具（在环境规格适用的情况下）。
• 医疗设备：病人监护仪、诊断设备（需满足额外的法规要求）。

9.2 设计考量

• 驱动电路：必须为共阴极数字实现多路复用。这需要一个微控制器或专用驱动IC，能够依次吸收每个数字阴极的电流，同时为相应的段阳极提供电流。基于V_F和所需的I_F.
• ，适当的限流（通过电阻或恒流驱动器）至关重要。亮度控制：
• 可以通过调整峰值正向电流（在额定值内）来控制亮度，或者在多路复用设计中更常见的是通过改变多路复用信号的占空比（PWM）来控制。视角：
• 宽视角是一个优势，但机械设计仍应考虑主要用户的视线。热管理：

虽然功耗低，但在接近最大额定值的高环境温度下连续运行时，可能需要按照指定（高于25°C时0.33 mA/°C）对正向电流进行降额，以保持可靠性并防止光通量加速衰减。

10. 技术对比与差异化该显示屏的主要差异化在于使用AlInGaP

技术实现超红颜色。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，从而在相同输入电流下实现更高亮度，或在更低功耗下实现同等亮度。它通常还提供更好的温度稳定性和色纯度。灰面白段是最大化对比度的特定设计选择，在高环境光条件下可能比全红或全绿显示屏更具优势。

11. 常见问题解答（基于技术参数）

问：“无连接”引脚的作用是什么？

答：它们是物理存在的引脚，但未与任何内部元件电气连接。它们可能用于焊接时的机械稳定性或适配标准封装尺寸。不得将其用于电气连接。

问：如何计算一个段的限流电阻？_{答：使用欧姆定律：R = (V}电源_F- V_F) / I_F。对于5V电源，典型V_F为2.6V，所需I_F为20 mA：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。为进行保守设计以避免过流，应始终使用规格书中的最大V

值进行计算。

问：我可以不采用多路复用驱动此显示屏吗？

答：理论上可以通过单独寻址每个数字的每个段来实现直接驱动（静态驱动），但这将需要非常多的I/O引脚（4位数字 * 7段 + 小数点 + 指示灯 = 超过30个引脚），并且效率极低。多路复用是预期且实用的方法。

问：“发光强度匹配比2:1”是什么意思？

答：这意味着在相同测试条件下，任何一个段或数字的测量发光强度不会超过任何其他段或数字强度的两倍。它定义了器件内部允许的最大变化范围。

12. 工作原理

七段数码管由七个矩形LED段（标记为A到G）排列成“8”字形，外加一个用于小数点（DP）的圆形LED组成。通过选择性地点亮这些段的特定组合，可以形成所有十进制数字（0-9）和一些字母。在像本产品这样的多路复用共阴极设计中，所有数字中给定段类型的所有阳极连接在一起（例如，所有‘A’段阳极）。每个数字都有自己的独立阴极连接。要显示一个数字，微控制器激活（置高）对应于该数字所需段的阳极线，同时激活（置低/吸收电流）该特定数字的阴极线。它保持此状态一小段时间（例如，1-5毫秒），然后移动到下一个数字，快速循环所有数字。人眼的视觉暂留将这些快速脉冲融合成一个稳定、看似连续点亮的多数位数字。

13. 行业趋势与背景