LTS-315AJD LED数码管规格书 - 0.3英寸字高 - 超红颜色 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTS-315AJD是一款紧凑型高性能单位数码管，专为需要清晰数字读数的应用而设计。其主要功能是在小巧的外形尺寸内提供高度清晰、明亮的数字字符。该器件的核心优势在于其LED芯片采用了先进的铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术，与传统的标准GaAsP LED等旧技术相比，具有更高的效率和色彩纯度。这使得它特别适用于便携式仪器、消费电子产品、工业控制面板和测试设备，这些应用对功耗、可读性和可靠性要求苛刻。该器件已按发光强度分档，确保不同生产批次间亮度水平的一致性。

2. 技术规格详解

2.1 光学特性

光学性能由在标准环境温度25°C下测量的几个关键参数定义。平均发光强度（Iv）在正向电流（IF）为1mA时，典型值为600 µcd，规定范围从200 µcd（最小值）起。此参数表示点亮段码的感知亮度。发出的光被描述为超红色。峰值发射波长（λp）典型值为650 nm，而主波长（λd）在IF=20mA时规定为639 nm。峰值波长与主波长之间的差异与发射光谱的形状有关。光谱线半宽（Δλ）为20 nm，表明发射光的波段相对较窄，这有助于实现饱和的红色。发光强度是使用模拟CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片测量的，确保数值与人类视觉感知相关。

2.2 电气特性

电气参数定义了工作条件和限制。每段正向电压（VF）在测试电流20mA下，范围为2.1V至2.6V。这是LED导通时两端的压降。每段反向电流（IR）在施加5V反向电压（VR）时最大为100 µA，表示器件在关断状态下的漏电流。规定了发光强度匹配比（Iv-m）为2:1，这意味着在IF=1mA时，单个器件中最暗段码相对于最亮段码的亮度不会超过此比例，确保外观均匀。

2.3 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出可能导致永久损坏的应力极限。每段连续正向电流在25°C时为25 mA，随着温度升高，以0.33 mA/°C线性降额。每段峰值正向电流为90 mA，但仅在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许。每段功耗不得超过70 mW。最大反向电压为5V。器件可在温度范围-35°C至+85°C内工作和存储。组装时，在安装平面下方1.6mm处测量的焊接温度不得超过260°C，且持续时间最长不超过3秒。

3. 分档系统说明

规格书指出该器件“已按发光强度分档”。这意味着存在一个基于实测光输出的分档或筛选流程。虽然本文档未详述具体的分档代码，但行业典型做法是在标准电流（例如1mA或20mA）下测试每个单元，并将其归入具有规定最小和最大发光强度范围的分档中。这确保了客户在给定驱动电流下获得亮度一致的显示屏，这对于多位数码管或需要并排使用多个器件的产品至关重要。设计人员应向制造商咨询具体的分档结构和可用的亮度等级。

4. 性能曲线分析

规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”，这对于详细设计至关重要。虽然文本摘录未提供具体图表，但此类器件的典型曲线包括：正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：展示了非线性关系，有助于确定给定电源电压下所需的串联电阻。发光强度 vs. 正向电流（I-Iv曲线）：指示亮度如何随电流增加，通常在正常工作范围内呈近线性关系，在极高电流下效率会下降。发光强度 vs. 环境温度：此曲线显示了随着结温升高，光输出的降额情况，这对于高温或大电流应用至关重要。光谱分布：相对强度与波长的关系图，用于确认峰值和主波长值以及发射光谱的形状。

5. 机械与封装信息

LTS-315AJD采用灰色面板配白色段码设计，增强了对比度和可读性。封装为标准14引脚双列直插式封装（DIP）。字高为0.3英寸（7.62毫米）。规格书中引用了详细的尺寸图（第2页/共5页），所有尺寸均以毫米为单位提供，除非另有说明，标准公差为±0.25毫米。此图纸对于PCB焊盘设计至关重要，可确保显示屏在电路板上的正确安装和对齐。

6. 引脚连接与内部电路

该器件采用共阴极配置。引脚定义如下：引脚1：阳极F，引脚2：阳极G，引脚3：无引脚，引脚4：公共阴极，引脚5：无引脚，引脚6：阳极E，引脚7：阳极D，引脚8：阳极C，引脚9：阳极RDP（右侧小数点），引脚10：无引脚，引脚11：无引脚，引脚12：公共阴极，引脚13：阳极B，引脚14：阳极A。引脚4和12在内部连接为公共阴极。内部电路图显示每个段码LED（A-G和DP）的阳极连接到相应引脚，所有阴极连接在一起并接到公共阴极引脚。这种配置简化了驱动多位数码管时的复用操作。

7. 焊接与组装指南

遵守规定的焊接曲线对于防止热损伤至关重要。最大允许焊接温度为260°C，器件承受此温度的时间不应超过3秒。测量点在安装平面（通常是PCB表面）下方1.6mm处。这符合标准的无铅回流焊接曲线。建议遵循IPC标准指南进行清洁和处理湿敏器件，尽管规格书未指定湿敏等级（MSL）。处理LED元件时，应始终采取适当的静电放电（ESD）防护措施。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此显示屏非常适合任何需要单个高可见度数字的设备。常见应用包括：用于电压、电流或温度的面板仪表；数字时钟和计时器；记分牌；消费电器（如微波炉、咖啡机）上的仪器读数；工业设备上的状态指示灯；以及便携式电子设备。

8.2 设计注意事项

限流：必须在每个段码阳极（或在公共阴极路径中）使用串联电阻，以将正向电流限制在安全值，通常在5mA至20mA之间，具体取决于所需的亮度和功率预算。电阻值计算公式为 R = (Vcc - Vf) / If，其中 Vcc 是电源电压，Vf 是段码的正向电压（为可靠性起见使用最大值），If 是期望的正向电流。复用：对于多位数码管，采用复用方案，即每次快速点亮一位数字。LTS-315AJD的共阴极设计非常适合此方案。其峰值电流额定值允许在复用期间使用更高的脉冲电流，以实现更高的感知亮度。视角：规格书提到了宽视角，在机械布局显示屏相对于用户的位置时应予以考虑。

9. 技术对比与差异化

LTS-315AJD的关键差异化在于其采用了基于不透明砷化镓（GaAs）衬底的铝铟镓磷（AlInGaP）技术。与传统的磷砷化镓（GaAsP）红色LED相比，AlInGaP技术提供了显著更高的发光效率，这意味着在相同的电输入功率下能获得更多的光输出。这造就了规格书中列出的“高亮度”和“低功耗要求”特性。其超红颜色（主波长约639nm）也比标准红色LED更饱和、视觉上更鲜明。灰色面板/白色段码设计增强了对比度，有助于实现“出色的字符外观”。发光强度分档提供了基础显示屏中并不总是具备的额外质量控制层级。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：使用5V电源驱动一个段码，应选用多大的电阻？

答：使用最大Vf值2.6V和目标If值15mA计算：R = (5V - 2.6V) / 0.015A = 160欧姆。标准的150或180欧姆电阻是合适的。务必在选定的电流下验证亮度。

问：我可以在PCB上将两个公共阴极引脚连接在一起吗？

答：可以，引脚4和12在内部是连接的。建议在PCB上将它们都连接起来，以降低电阻并改善电流分布，特别是在同时驱动所有段码时。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长是发射光谱强度达到最大值时的波长。主波长是指单色光的波长，该单色光在人眼看来与LED输出的颜色相同。主波长对于颜色规格更为相关。

问：温度如何影响性能？

答：随着温度升高，正向电压（Vf）通常会略微下降，而发光强度则会显著下降。连续电流额定值在高于25°C时也会降额。设计时应考虑预期的最高工作温度。

11. 实际设计与使用示例

考虑设计一个简单的单位数显电压表，读数范围为0-9。可以使用微控制器的I/O引脚通过限流电阻（例如，对于5V系统使用180欧姆）驱动段码阳极（A-G）。公共阴极引脚将连接到配置为开漏输出的微控制器引脚，或通过一个NPN晶体管来吸收组合的段码电流。微控制器将测量到的电压解码为7段码图案并输出。小数点（RDP）可选使用。低功耗要求使其适用于电池供电的原型机。高对比度和亮度确保了在各种光照条件下的可读性。

12. 技术原理介绍

LTS-315AJD基于铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料。当在此材料的p-n结上施加正向电压时，电子和空穴复合，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，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中为超红区域。使用不透明的砷化镓（GaAs）衬底有助于吸收杂散光，通过防止可能使未点亮段码看起来微亮的内反射来提高对比度。光从芯片的顶表面发出，通过环氧树脂透镜来塑造视角。

13. 行业趋势与发展

虽然分立式七段数码管对于特定应用仍然至关重要，但显示技术更广泛的趋势是集成化和微型化。这包括能够显示字母数字和图形的点阵OLED和LCD显示屏的普及。然而，对于需要极致简单性、坚固耐用、阳光下高亮度、宽温度范围和低成本的应用程序，像LTS-315AJD这样的LED七段数码管仍然是最佳选择。LED材料的进步，如本文档记载的从GaAsP到AlInGaP的转变，不断提高了其效率和可靠性。未来的发展可能包括更高效率的材料以及将驱动电子器件直接集成到显示屏封装中。