LTS-4801JG LED数码管规格书 - 0.4英寸字高 - AlInGaP绿色 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗

1. 产品概述

LTS-4801JG是一款采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术发光的单位数码管。它设计为共阳极结构，即所有LED段的阳极在内部连接并引出至公共引脚，而每个段的阴极则可单独控制。这种配置常见于多路复用的显示应用。该数码管采用灰底白段设计，增强了在各种光照条件下的对比度和可读性。其主要应用于需要清晰、明亮的单位数码显示的电子设备，例如仪器仪表盘、家用电器和工业控制面板。

1.1 核心优势

高亮度与高对比度：AlInGaP材料体系提供了高发光效率，从而实现出色的亮度。灰底白段的设计进一步提升了对比度，使字符外观更佳。
低功耗：该器件在相对较低的正向电流下工作，适用于电池供电或高能效的应用场景。
固态可靠性：作为基于LED的器件，与白炽灯或真空荧光显示等传统技术相比，它具有更长的使用寿命、抗冲击性和更快的开关速度。
分级性能：发光强度经过分级，确保在多位数码管应用中亮度匹配一致。
宽视角：封装和芯片设计提供了宽广的视角，确保从不同位置都能清晰读取显示内容。
无铅封装：该器件符合RoHS（有害物质限制）指令。

1.2 目标应用

本数码管适用于普通电子设备。典型应用包括办公自动化设备（如复印机、打印机）、通信设备、家用电器（如微波炉、烤箱、洗衣机）、测试测量仪器以及工业控制面板。它并非为对可靠性有极端要求的应用而设计，例如在未经事先咨询和认证的情况下，不应用于故障可能危及生命或健康的领域（如航空、医疗生命支持设备）。

2. 技术规格详解

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性损坏的极限。不保证在此极限条件下或超出此极限条件工作。

每段功耗：70 mW。这是单个LED段在不造成损坏的情况下所能承受的最大功耗。
每段峰值正向电流：60 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms），以防止过热。
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，此电流必须以0.33 mA/°C的速率线性降额。
工作与存储温度范围：-35°C 至 +85°C。器件可在此全范围内存储和工作。
焊接温度：最高260°C，持续5秒，测量点为安装平面下方1/16英寸（约1.6mm）处。

2.2 电气与光学特性

这些是在Ta=25°C下测量的典型工作参数，定义了器件在正常条件下的性能。

平均发光强度（I_V）：在正向电流（I_F）为1 mA时，为320至850 μcd（微坎德拉）。此宽范围表明器件的发光强度是经过分级（分档）的。
峰值发射波长（λ_p）：571 nm（典型值）。这是发射光强度最高的波长，位于光谱的绿色区域。
主波长（λ_d）：572 nm（典型值）。这是人眼感知到的波长，与峰值波长非常接近。
光谱线半宽（Δλ）：15 nm（典型值）。这指定了发射光的带宽，表明其绿色相对纯净。
每芯片正向电压（V_F）：在I_F=20 mA时，为2.05V至2.6V。这是LED工作时两端的电压降。电路设计必须考虑此范围。
每段反向电流（I_R）：在反向电压（V_R）为5V时，最大100 μA。此参数仅用于测试目的；不允许连续反向偏置工作。
发光强度匹配比：在"相似光区"内的各段之间，最大为2:1。这确保了整个数字显示外观的均匀性。
串扰：规格要求小于2.5%。这是指由于电气泄漏或光耦合导致的非驱动段产生的不期望的发光。

3. 分级系统说明

规格书指出发光强度是"分级"的。这通常意味着器件在生产后，会根据其在标准测试电流（此处为1mA）下测得的发光输出进行测试和分类（分档）。分级确保了在多位数码管应用中一起使用的显示器具有匹配的亮度，防止某个数字明显比相邻数字更暗或更亮。设计人员在订购时，应指定或了解其应用的强度档位，以确保一致性。

4. 性能曲线分析

规格书引用了"典型电气/光学特性曲线"。虽然文本摘录中未提供具体图表，但此类曲线通常说明了关键参数之间的关系。基于标准LED特性，预期的曲线包括：

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。曲线将显示约2V的开启电压，然后相对陡峭地上升。
发光强度 vs. 正向电流（I_V vs I_F）：显示光输出如何随电流增加。在一定范围内通常是线性的，但在极高电流下会因热效应而饱和。
发光强度 vs. 环境温度（I_V vs T_a）：说明了随着结温升高，光输出会下降。这是高温环境下需要考虑的关键因素。
光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示峰值在571-572 nm附近，半高宽约为15 nm。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该数码管的字高为0.4英寸（10.0毫米）。详细的机械图纸提供了所有关键尺寸，包括总长、宽、高、段尺寸与间距以及引脚位置。图纸中的关键说明包括：

所有尺寸单位均为毫米，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。
引脚尖端偏移公差为±0.40 mm。
推荐的引脚PCB孔径为1.10 mm。
定义了关于异物、段内气泡、反射器弯曲以及表面油墨污染的质量标准。

5.2 引脚连接与电路图

该器件采用10引脚单排配置。内部电路图显示为共阳极结构。引脚定义如下：引脚1（阴极G）、引脚2（阴极F）、引脚3（公共阳极）、引脚4（阴极E）、引脚5（阴极D）、引脚6（小数点阴极）、引脚7（阴极C）、引脚8（公共阳极）、引脚9（阴极B）、引脚10（阴极A）。请注意，有两个公共阳极引脚（3和8），它们在内部是连接的。这为PCB布局提供了灵活性，并有助于电流分配。

6. 焊接与组装指南

6.1 自动化焊接曲线

对于波峰焊或回流焊，条件规定为最高260°C，持续5秒，测量点为封装安装平面下方1.6mm（1/16英寸）处。组装期间元件本体温度不得超过其最高额定温度。遵守此曲线对于防止塑料封装或内部键合线损坏至关重要。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，烙铁头应接触安装平面下方1.6mm处的引脚。焊接温度应为350°C ±30°C，接触时间不得超过5秒。使用较高温度但极短的时间可以最大限度地减少热量传递到敏感的LED芯片。

7. 应用设计注意事项

为确保可靠运行，提供了若干重要的警告和建议：

驱动电路保护：电路必须保护LED免受反向电压以及上电或关机期间的瞬态电压尖峰的影响，因为这些可能导致立即失效。
恒流驱动：强烈建议使用恒流驱动而非恒压驱动。恒流源可确保亮度一致，并保护LED免于热失控，因为正向电压会随温度升高而降低。
考虑V_F变化：驱动电路必须设计为能在整个正向电压范围（每芯片在20mA时为2.05V至2.6V）内提供预期的电流。
电流降额：必须考虑应用的最高环境温度后选择安全工作连续电流，使用25°C以上0.33 mA/°C的降额系数。
避免反向偏置：应严格避免连续反向偏置工作，因为这可能导致金属迁移和器件过早失效。

8. 可靠性测试

该器件经过一系列标准化可靠性测试以确保其稳健性。测试计划包括：

工作寿命测试（RTOL）：在室温下以最大额定电流运行1000小时。
环境测试：高温高湿存储（65°C/90-95% RH下500小时）、高温存储（105°C下1000小时）、低温存储（-35°C下1000小时）。
应力测试：温度循环（-35°C至105°C之间30个循环）和热冲击（-35°C至105°C之间30个循环）。
工艺兼容性测试：耐焊接热（260°C下10秒）和可焊性（245°C下5秒）。

这些测试参考了既定的军用标准（MIL-STD）、日本工业标准（JIS）和内部标准，为器件在各种存储和工作条件下的耐久性提供了信心。

9. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以用5V微控制器引脚直接驱动这个数码管吗？

答：不行。正向电压最大约为2.6V，必须串联一个限流电阻。直接连接到5V会因电流过大而损坏LED。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F.

计算电阻值。

问：为什么有两个公共阳极引脚？

答：它们在内部是连接的。这种设计允许更灵活的PCB布线，如果同时驱动多个段，有助于平衡电流，并提供机械稳定性。

问：如何在多位数码管中实现亮度均匀？

答：使用恒流驱动器，并确保使用来自相同或相近发光强度档位的数码管。采用具有适当段电流和占空比的多路复用方案。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长是光谱功率最高的物理波长。主波长是CIE色度图上感知到的颜色点。对于像这种绿色LED这样的单色光源，两者非常接近。

10. 设计案例研究

考虑使用LTS-4801JG设计一个简单的数字温度计显示。该系统使用具有多路复用输出的微控制器。设计步骤包括：驱动器选择：
选择一个恒流LED驱动IC，或设计能够吸收所需段电流（例如，10-15 mA以获得良好亮度）的分立晶体管电路。电流设定：
确定工作电流。例如，选择10 mA可提供良好亮度，同时远低于25 mA的最大值，为温度降额留出余量。多路复用方案：
配置微控制器以快速循环扫描各个数字位。公共阳极由MCU控制的PNP晶体管（或高边驱动器）驱动，而段阴极则连接到驱动IC的电流吸收输出端。PCB布局：
将数码管放置在电路板上，确保使用推荐的1.10mm孔径。分别布线两个公共阳极线路以平衡电流分布。保持大电流段线路的走线短而宽。热管理：_{如果器件要在高环境温度（例如>50°C）下使用，请使用降额系数重新计算最大允许连续电流：I}F(最大)_a= 25 mA - [0.33 mA/°C * (T

- 25°C)]。

11. 技术与原理介绍

LTS-4801JG基于在非透明GaAs衬底上生长的AlInGaP半导体技术。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴复合，以光子的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长——在本例中为绿色（约572 nm）。非透明衬底通过吸收杂散光有助于提高对比度。七段格式是一种标准化的方式，通过选择性地点亮七个独立的LED条（段A-G）加上一个小数点，来表示数字（0-9）和一些字母。

12. 行业趋势

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

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