LTS-3861JR LED顯示屏規格書 - 0.3吋數碼高度 - 2.6V正向電壓 - 超級紅色 - 粵語技術文檔

1. 產品概覽

LTS-3861JR係一款單數碼、7段LED顯示屏模組，專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係透過選擇性點亮七個獨立段同一個可選嘅小數點，以視覺方式表示數字字符（0-9）同埋一啲有限嘅字母數字符號。

核心技術採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造LED晶片。呢種材料系統以生產高效率紅色同琥珀色LED而聞名。晶片喺非透明嘅GaAs（砷化鎵）基板上製造，有助於通過減少內部光散射同反射來提高對比度。器件採用灰色面板同白色段顏色，增強咗點亮嘅紅色段相對於背景嘅對比度同可讀性。

顯示屏按發光強度進行分類，即係話會對單元進行分檔或測試，以確保佢哋符合特定嘅亮度標準，為生產批次提供一致嘅性能。

1.1 主要特點同優勢

• 細小尺寸：具有0.3吋（7.62 mm）數碼高度，適合空間有限嘅面板同設備。
• 光學品質：提供連續均勻嘅段，實現平滑、專業嘅字符外觀，冇間隙或唔規則。
• 高性能：提供高亮度同高對比度，確保極佳嘅可見度。
• 闊視角：從多個角度都提供清晰嘅可讀性。
• 低功耗：設計功耗要求低，節能高效。
• 可靠性：得益於固態可靠性，冇活動部件，從而具有長使用壽命。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久性損壞。唔建議喺呢啲極限之外操作。

• 每段功耗：最大70 mW。呢個係單個LED段可以安全地以熱量形式耗散嘅最大功率。
• 每段峰值正向電流：最大90 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）使用，以防止過熱。
• 每段連續正向電流：喺25°C時最大25 mA。當環境溫度（Ta）升高超過25°C時，呢個電流必須以0.33 mA/°C嘅線性速率降額。
• 每段反向電壓：最大5 V。超過呢個值可能會擊穿LED嘅PN結。
• 工作溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：最高260°C，最多3秒，測量點喺元件安裝平面下方1.6mm（1/16吋）處。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺環境溫度（Ta）為25°C時測量，定義咗典型嘅工作性能。

• 平均發光強度（I_V）：喺正向電流（I_F）為1 mA時，範圍從200 μcd（最小）到600 μcd（最大）。呢個係人眼感知嘅亮度度量。
• 峰值發射波長（λ_p）：喺I_F=20mA時，通常為639 nm。呢個係光輸出功率最大嘅波長。
• 譜線半寬（Δλ）：喺I_F=20mA時，通常為20 nm。呢個表示光譜純度；數值越細，顏色越單色。
• 主波長（λ_d）：喺I_F=20mA時，通常為631 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長，定義咗顏色（超級紅色）。
• 每段正向電壓（V_F）：喺I_F=20mA時，範圍從2.0 V（最小）到2.6 V（最大）。呢個係LED工作時嘅壓降。
• 每段反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大100 μA。呢個係LED反向偏置時嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：喺I_F=1mA時，最大2:1。呢個指定咗單個器件內唔同段之間嘅最大允許亮度變化，確保外觀均勻。

注意：發光強度測量遵循CIE（國際照明委員會）人眼響應曲線標準。

3. 分檔同分類系統

LTS-3861JR主要採用發光強度嘅分類系統。即係話喺製造過程中，器件會根據佢哋喺標準測試電流（通常係1mA或20mA）下測量到嘅亮度進行測試同分揀，歸入唔同嘅檔位或類別。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇亮度水平一致嘅部件，防止多位數顯示屏中多個數碼之間出現明顯嘅顯示強度差異。規格書指定咗一個範圍（200-600 μcd），產品保證會喺呢個範圍內嘅指定子範圍內。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗對設計至關重要嘅典型特性曲線。雖然提供嘅文本中冇顯示，但呢類器件嘅標準曲線會包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I_F-V_F曲線）：顯示指數關係。對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_V-I_F曲線）：顯示亮度如何隨電流增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係，之後效率會下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_V-T_a曲線）：說明咗隨著結溫升高，光輸出會減少，突顯咗熱管理同電流降額嘅重要性。
• 光譜分佈：顯示跨波長嘅相對光功率圖，以639 nm峰值為中心，寬度由20 nm半寬定義。

5. 機械同封裝信息

5.1 物理尺寸

器件有定義嘅封裝外形。所有尺寸均以毫米（mm）提供，標準公差為±0.25 mm，除非另有說明。關鍵尺寸包括封裝嘅總高度、寬度同深度，數碼窗口尺寸，以及段之間嘅間距。

5.2 引腳配置同內部電路

LTS-3861JR係一款共陽極器件。即係話所有LED段（A-G同DP）嘅陽極喺內部連接並引出到公共引腳（引腳1同引腳6）。每個段嘅陰極引出到單獨嘅引腳。要點亮一個段，必須將其對應嘅陰極引腳驅動到低邏輯電平（接地），同時公共陽極引腳保持正電壓（通過限流電阻）。

引腳連接表：

1: 公共陽極

2: 陰極 F

3: 陰極 G

4: 陰極 E

5: 陰極 D

6: 公共陽極

7: 陰極 D.P. （小數點）

8: 陰極 C

9: 陰極 B

10: 陰極 A

內部電路圖顯示咗7個段（A, B, C, D, E, F, G）同小數點（DP）與兩個公共陽極節點嘅電氣互連。

6. 焊接同組裝指南

遵守焊接規格對於防止損壞至關重要。

• 回流焊接：最大允許焊接溫度為260°C。元件暴露喺呢個峰值溫度嘅時間唔應超過3秒。溫度喺元件本體下方1.6mm（PCB上嘅安裝平面）處測量。
• 手工焊接：如果需要手工焊接，應使用溫控烙鐵，並盡量減少與每個引腳嘅接觸時間，以防止過多熱量傳遞到LED晶片。
• 儲存條件：器件應喺指定嘅儲存溫度範圍-35°C至+85°C內，喺乾燥環境中儲存，以防止吸濕，呢個會導致回流期間出現"爆米花"現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 測試同測量設備：數字萬用錶、示波器、電源供應器。
• 消費電子產品：音頻放大器、時鐘收音機、廚房電器。
• 工業控制：面板儀錶、過程指示器、計時器顯示屏。
• 汽車改裝市場：儀錶同顯示模組（考慮擴展溫度要求）。

7.2 設計考慮因素

• 限流：每個公共陽極連接都必須串聯一個電阻，以限制流經段嘅電流。電阻值（R）使用以下公式計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。為安全設計，請使用規格書中嘅最大V_F。
• 多路復用：對於多位數顯示屏，使用多路復用技術，數碼一次快速點亮一個。每段嘅峰值電流可以更高（最高可達90mA脈衝額定值），以補償減少嘅佔空比，實現更高嘅感知亮度。
• 驅動電路：使用專用LED驅動IC或具有足夠電流吸收/輸出能力嘅微控制器GPIO引腳。對於共陽極，驅動器必須吸收電流（連接到地）。
• 視角：闊視角有好處，但要考慮最終安裝方向相對於用戶嘅位置。

8. 技術比較同區分

LTS-3861JR主要通過使用AlInGaP技術，與舊式GaAsP或標準GaP LED區分開來。主要優勢包括：

• 更高效率同亮度：AlInGaP LED喺相同驅動電流下提供顯著更高嘅發光強度。
• 更好嘅色彩飽和度：與標準紅色LED相比，"超級紅色"顏色更鮮豔同純淨。
• 改善嘅溫度穩定性：與一啲舊技術相比，AlInGaP通常喺波長同強度方面隨溫度變化嘅變化較小。
• 0.3吋數碼高度喺可讀性同電路板空間之間取得平衡，介乎較細嘅0.2吋同較大嘅0.5吋或0.56吋顯示屏之間。

9. 常見問題（FAQ）

Q1: "峰值波長"同"主波長"有咩區別？

A1: 峰值波長係光功率輸出物理上最高嘅位置。主波長係會產生相同人眼顏色感知嘅單一波長。對於LED，由於發射光譜嘅形狀，佢哋通常接近但唔完全相同。

Q2: 我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個顯示屏嗎？

A2: 唔可以。你必須使用限流電阻。直接連接可能會超過最大連續電流（25mA）並損壞LED。根據你嘅電源電壓（例如5V）、LED正向電壓（約最大2.6V）同你所需嘅工作電流（例如10-20mA）計算電阻值。

Q3: 點解有兩個公共陽極引腳（引腳1同引腳6）？

A3> 呢個係機械同電氣對稱性嘅常見設計。有助於更均勻地分配電流，並為PCB佈線提供靈活性。佢哋喺內部係連接嘅。你可以使用其中一個，或者將兩個都連接到你嘅正電源。

Q4: 點樣計算熱設計嘅功耗？

A4> 對於單個段：P_d= V_F* I_F。例如，喺I_F=20mA同V_F=2.5V時，P_d= 50mW，低於70mW最大值。喺有多個段點亮嘅多路復用顯示屏中，按最壞情況（例如，數字"8"，所有7個段都點亮）計算。

10. 設計同使用案例研究

場景：設計一個4位數電壓錶顯示屏。

一位設計師正在創建一個緊湊型電壓錶模組。佢選擇咗四個LTS-3861JR顯示屏。為咗節省微控制器上嘅I/O引腳，佢將顯示屏以多路復用配置連接：所有對應嘅段陰極（A, B, C,...）喺四個數碼之間連接在一起。每個數碼嘅公共陽極由一個獨立嘅晶體管開關控制。微控制器循環開啟一個數碼嘅陽極，同時輸出該數碼嘅段圖案。為咗喺1/4佔空比下保持亮度，活動期間嘅段電流會增加，但保持喺脈衝電流額定值內。限流電阻放置喺公共陽極線路上（晶體管之前）。AlInGaP技術確保顯示屏即使喺中等明亮嘅環境光下仍然清晰可讀。

11. 技術原理介紹

LED（發光二極管）係一種半導體二極管。當正向偏置時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴喺有源層中復合。呢種復合以光子（光）嘅形式釋放能量。光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。AlInGaP係一種化合物半導體，其帶隙可以通過調整鋁、銦、鎵同磷嘅比例來調諧，以產生紅色、橙色同琥珀色光譜嘅光。"超級紅色"嘅名稱表示一種特定嘅、高純度嘅紅色色點。非透明嘅GaAs基板吸收雜散光，通過防止其反射穿過晶片並沖淡段嘅暗（關閉）狀態來提高對比度。

12. 技術趨勢同演變

雖然像LTS-3861JR咁樣嘅分立式7段顯示屏對於特定應用仍然相關，但顯示技術嘅更廣泛趨勢包括：

• 集成化：向具有集成驅動IC嘅多位數模組發展，簡化微控制器嘅接口（例如SPI或I2C通信）。
• 材料進步：對GaN（用於藍/綠/白）等材料嘅持續研究，以及AlInGaP同InGaN（用於紅色）嘅改進，繼續將效率（每瓦流明）同可靠性推向更高。
• 替代技術：喺許多消費應用中，點陣OLED或LCD顯示屏由於其顯示圖形同文本嘅靈活性，正在取代分段LED。然而，分段LED喺需要極高亮度、闊視角、極度簡單同低成本嘅純數字顯示應用中仍然具有強大優勢。
• 微型化：不斷追求更細嘅像素間距同更高嘅密度，儘管由於可讀性要求，0.3吋尺寸對於許多儀錶板仍然係標準。