LTS-313AJD LED顯示屏規格書 - 0.3吋數碼高度 - 超紅光 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款細小、單數碼、七劃字母數字顯示模組嘅規格。呢款裝置專為需要清晰、明亮數字顯示，同時功耗極低嘅應用而設計。佢嘅核心設計理念係喺細小嘅外形尺寸下，提供卓越嘅可讀性同可靠性。

呢個顯示屏採用先進嘅半導體材料，以達到其特性輸出。佢經過分類以確保一致嘅發光強度，保證批量生產嘅均勻性同埋終端用戶應用中嘅可預測性能。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏嘅主要優勢包括其極低嘅電流需求，令佢適合用喺電池供電或對能源敏感嘅電路。高亮度同對比度，加上闊視角，確保喺唔同照明條件同埋唔同角度下都清晰易讀。固態結構相比機械式或燈絲式顯示屏，提供咗固有嘅可靠性同埋更長嘅使用壽命。

佢嘅0.3吋數碼高度，令佢非常適合用喺便攜式儀器、消費電子產品、面板儀錶、工業控制介面，以及任何空間有限但清晰數字反饋至關重要嘅嵌入式系統。連續、均勻嘅劃段設計有助於呈現出色嘅字符外觀，提升用戶體驗。

2. 技術規格深入分析

呢個部分對規格書中定義嘅電氣、光學同物理參數，提供客觀而詳細嘅分析。

2.1 光度學同光學特性

發光元件基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術，特別係超紅光配方。呢種材料系統喺紅橙色波長區域以高效率同良好嘅溫度穩定性而聞名。

• 平均發光強度（I_V）：喺標準測試電流1mA下，範圍由200到600微坎德拉（μcd）。呢個參數定義咗感知亮度。提到嘅分類意味住器件會根據測量到嘅強度進行分檔或篩選，以確保喺呢個保證範圍內。
• 峰值發射波長（λ_p）：通常為650納米（nm）。呢個係光功率輸出最大嘅波長。
• 主波長（λ_d）：通常為639 nm。呢個係人眼感知嘅波長，係定義顏色（超紅光）嘅關鍵指標。
• 譜線半寬度（Δλ）：約為20 nm。呢個表示光譜純度或圍繞峰值發射嘅波長範圍。20nm嘅數值係AlInGaP LED嘅特徵。
• 發光強度匹配比：規定最大值為2:1。呢個係多數碼顯示屏或使用多個劃段嘅應用嘅關鍵參數，確保最亮同最暗劃段之間嘅亮度變化唔超過呢個比例，提供均勻嘅外觀。

2.2 電氣參數

電氣特性定義咗器件嘅工作邊界同典型條件。

• 每劃段正向電壓（V_F）：通常為2.1V，最大值為2.6V，喺正向電流（I_F）為20mA時測量。呢個係點亮劃段上嘅電壓降。設計師必須確保驅動電路能夠提供足夠嘅電壓。
• 每劃段連續正向電流（I_F）：絕對最大額定值喺25°C時為25mA。高於25°C時，適用0.33 mA/°C嘅降額因子，意味住允許嘅連續電流會隨環境溫度升高而減少，以防止過熱。
• 峰值正向電流：喺特定條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度），允許高達90mA嘅脈衝電流。呢個允許實現多工方案或短暫嘅更高亮度爆發。
• 反向電壓（V_R）：最大值5V。超過呢個值可能會損壞LED結。如果電路設計中可能出現反向電壓，應加入保護措施。
• 反向電流（I_R）：喺5V全反向電壓下，最大值為100 μA，表示關閉狀態下嘅漏電流。
• 每劃段功耗：最大值70 mW。呢個熱限制，結合電流降額，對於可靠性計算至關重要。

2.3 熱力同環境額定值

• 工作溫度範圍：-35°C 至 +85°C。呢款器件適用於工業級環境。
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：最高260°C，最多3秒，測量位置喺安裝平面下方1.6mm（1/16吋）處。呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅標準指引，以避免對封裝或晶片造成熱損壞。

3. 分檔系統解釋

規格書明確指出器件按發光強度分類。呢個係指LED製造中常見嘅做法，稱為分檔。

由於半導體外延生長同製造過程中固有嘅微小差異，同一生產批次嘅LED喺發光強度同正向電壓等關鍵參數上可能會有輕微差異。為確保客戶嘅一致性，製造商會測試每個LED，並將佢哋分入唔同嘅性能組別或檔位。按發光強度分類嘅產品意味住保證器件符合指定嘅強度範圍（呢個情況下係200-600 μcd），而且對於高均勻性應用，通常可以要求喺該範圍內更窄嘅檔位。雖然呢份簡短規格書冇詳細說明，但其他常見嘅分檔參數可以包括主波長（用於顏色一致性）同正向電壓。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但我哋可以根據列出嘅參數推斷佢哋嘅標準內容同意義。

4.1 電流對電壓（I-V）曲線

典型嘅I-V曲線會顯示正向電流同正向電壓之間嘅指數關係。條曲線會穿過典型V_F點，即20mA時嘅2.1V。呢條曲線對於設計限流電路至關重要，無論係使用簡單電阻定係恆流驅動器。

4.2 發光強度對正向電流（I_V對 I_F)

呢個圖表會顯示亮度如何隨電流增加。通常喺一定範圍內係線性嘅，但喺較高電流下會因熱效應同效率下降而飽和。條曲線會顯示喺1mA測試條件下嘅強度，並說明直到最大連續電流嘅性能。

4.3 溫度依賴性

喺25°C以外溫度下標註嘅特性曲線會說明關鍵嘅依賴關係：

• 正向電壓對溫度：對於AlInGaP LED，V_F通常隨溫度升高而降低（負溫度係數）。呢個對於熱管理同恆流驅動設計好重要。
• 發光強度對溫度：輸出強度通常隨結溫升高而降低。連續電流嘅降額直接同管理呢個熱效應有關，以保持亮度同壽命。

4.4 光譜分佈

光譜圖會可視化發射光喺波長上嘅功率分佈，以650nm（峰值）為中心，半寬度為20nm，確認超紅光色點。

5. 機械同封裝資訊

呢款器件有灰色面同白色劃段，通過減少環境光反射來增強對比度。封裝尺寸以毫米為單位提供，標準公差為±0.25mm。確切嘅佔位面積同引腳間距對於PCB佈局至關重要。內部電路圖確認咗所有劃段同小數點都係共陰極配置。呢個意味住所有LED劃段嘅陰極（負極）喺內部連接到公共引腳（1同6），而每個劃段嘅陽極（正極）都有自己專用嘅引腳。呢種配置好常見，可以簡化微控制器驅動應用中嘅多工控制。

6. 引腳連接同電路介面

呢款10引腳器件有以下引腳排列：

1. 公共陰極
2. 陽極 F（頂部劃段）
3. 陽極 G（中間劃段）
4. 陽極 E（左下劃段）
5. 陽極 D（底部劃段）
6. 公共陰極（內部連接到引腳1）
7. 陽極 RDP（右小數點）
8. 陽極 C（右下劃段）
9. 陽極 B（右上劃段）
10. 陽極 A（頂部劃段）

注意：規格書亦提到右同左小數點，表示器件包括左右兩個小數點，雖然引腳連接表中只列出咗右小數點（RDP）陽極。左小數點可能內部連接到另一個劃段陽極，或者喺呢個版本中唔可以單獨存取。引腳1同6上嘅公共陰極連接為PCB佈線同散熱提供咗靈活性。

7. 焊接同組裝指引

提供嘅關鍵指引係焊接溫度限制：最高260°C，持續3秒，喺安裝平面下方1.6mm處測量。呢個符合通孔元件嘅標準IPC指引。對於波峰焊，呢個意味住要控制預熱同接觸時間。對於手動焊接，應使用溫控烙鐵，以避免長時間加熱。處理期間應遵守標準嘅ESD（靜電放電）預防措施，因為LED對靜電敏感。儲存應喺指定溫度範圍內，喺低濕度環境中進行。

8. 應用建議同設計考慮

8.1 典型應用場景

• 便攜式萬用錶同測試設備：低電流消耗對電池壽命好理想。
• 消費電器：計時器、焗爐或暖爐上嘅溫度讀數。
• 工業控制面板：狀態指示器、計數器顯示。
• 汽車改裝顯示屏：用於輔助儀錶（電壓、溫度）。
• 教育套件同原型製作：由於其簡單性同通用介面。

8.2 設計考慮

• 限流：務必為每個劃段陽極使用串聯電阻或恆流驅動器。電阻值可以計算為 R = （供電電壓 - V_F） / I_F。對於5V供電，目標電流10mA，典型V_F為2.1V： R = （5 - 2.1） / 0.01 = 290Ω。一個270Ω或330Ω嘅標準電阻就啱用。
• 多工：對於多數碼顯示屏，共陰極配置好容易實現多工。通過順序啟用每個數碼嘅公共陰極，並提供該數碼嘅劃段數據，就可以用更少嘅I/O引腳控制好多個數碼。峰值電流額定值允許喺多工週期內使用更高嘅脈衝電流，以達到平均亮度。
• 微控制器介面：如果唔使用多工，通常每個數碼需要8條I/O線（7劃段 + 1小數點），外加一個電晶體或驅動器IC來吸收公共陰極電流，呢個電流係該數碼中所有點亮劃段電流嘅總和。
• 視角：闊視角允許靈活嘅安裝位置，但為咗最佳可讀性，要考慮主要用戶嘅視線。

9. 技術比較同差異化

同白熾燈或真空熒光顯示屏（VFD）等舊技術相比，呢款LED顯示屏提供顯著更低嘅功耗、更長嘅使用壽命同更高嘅抗震/抗振能力。喺LED顯示屏家族中，使用AlInGaP實現超紅光相比舊式GaAsP紅光LED有優勢，通常提供更高效率（每mA更多光）、更好嘅溫度穩定性同更飽和嘅紅色。0.3吋尺寸比常見嘅0.5吋或0.56吋顯示屏更細小，提供更高密度或更緊湊嘅設計。低電流需求（即使喺1mA下亦有效）係同需要5-20mA每劃段才能達到標準亮度嘅顯示屏相比，對於功率受限設計嘅一個關鍵區別。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 兩個公共陰極引腳（1同6）嘅用途係咩？

佢哋喺內部係連接嘅。提供兩個引腳可以實現更好嘅電流分佈，降低每個引腳嘅電流密度，有助於PCB佈局嘅靈活性（可以從任何一邊佈線），並且可以改善晶片嘅散熱。

10.2 我可唔可以直接從微控制器引腳驅動呢個顯示屏？

你可以將劃段陽極連接到微控制器輸出引腳，但係你必須為每個引腳串聯一個限流電阻。單靠微控制器引腳唔能夠安全地限制電流。此外，公共陰極電流（高達25mA x 點亮劃段數量）很可能會超過單個微控制器引腳嘅吸收能力，需要外部電晶體或驅動器IC（例如ULN2003）來切換陰極。

10.3 同標準紅光相比，超紅光係咩意思？

超紅光係一個市場術語，通常用於主波長約630-640nm嘅AlInGaP LED。相比波長稍長（660-670nm）嘅深紅光或波長較短、更偏橙色嘅標準紅光（620-625nm），佢呈現出一種更深、更偏橙色調嘅紅色。佢喺視覺亮度同顏色區分度之間提供良好嘅平衡。

10.4 喺多數碼設計中，我點樣實現所有數碼嘅均勻亮度？

使用多工技術，並確保所有數碼對應劃段嘅限流電阻都相同。規格書上嘅強度匹配比規格（最大2:1）有幫助，但為咗最佳效果，請使用同一生產檔位嘅LED，或者如果你嘅驅動器允許脈寬調製（PWM），則實施軟件亮度校準。

11. 設計同使用案例示例

場景：設計一個簡單嘅3位數電壓錶顯示。

1. 電路拓撲：使用三個LTS-313AJD顯示屏，採用多工配置。所有三個顯示屏嘅劃段陽極（A-G， DP）並聯連接。每個顯示屏嘅公共陰極引腳連接到一個獨立嘅NPN電晶體（例如2N3904）集電極，發射極接地。電晶體基極通過基極電阻由微控制器引腳驅動。
2. 微控制器角色：一個ADC讀取電壓。韌體將數值轉換為三個數碼。然後進入一個快速循環：關閉所有陰極電晶體，將數碼1嘅劃段圖案輸出到並聯陽極線（通過串聯電阻），開啟數碼1嘅陰極電晶體，等待短時間（例如2ms），然後對數碼2同數碼3重複。循環重複得足夠快（例如>60Hz），以呈現穩定、無閃爍嘅顯示。
3. 計算：如果每個劃段喺其活動時間內以5mA驅動，並且每個數碼有三個劃段點亮（例如顯示1），則每劃段峰值電流為5mA。每劃段平均電流為5mA / 3（對於3位數多工）≈ 1.67mA，完全喺限制範圍內並且節省電力。陰極電晶體必須吸收3個劃段 * 5mA = 15mA，呢個好容易處理。

12. 工作原理介紹

七劃LED顯示屏係一個以8字形排列嘅發光二極管陣列。每個二極管（劃段）都係一個p-n結半導體器件。當施加超過結閾值電壓（呢款AlInGaP類型約為2.1V）嘅正向電壓時，電子同空穴喺有源區複合，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，呢個喺AlInGaP化合物中經過設計。通過選擇性地向七個劃段（A到G）嘅唔同組合施加電流，可以形成數字0-9同一些字母。共陰極配置喺內部連接咗所有呢啲二極管嘅負極側，簡化咗外部控制。

13. 技術趨勢同背景

像呢款咁樣嘅分立式七劃LED顯示屏代表咗一種成熟可靠嘅技術。顯示技術嘅當前趨勢正朝著更高集成度發展，例如帶有內置控制器（例如TM1637或MAX7219驅動器）嘅多數碼模組，通過I2C或SPI通訊，大幅減少微控制器I/O同軟件開銷。亦都有一個向有機LED（OLED）同柔性顯示屏嘅轉變，以實現更複雜嘅圖形。然而，對於惡劣環境（寬溫度範圍、需要高亮度）下簡單、明亮、低成本同低功耗嘅數字指示，分立式LED劃段仍然係一個主導且最佳嘅解決方案。LED材料嘅持續發展，例如更高效嘅AlInGaP同InGaN（用於藍/綠光），繼續改善緊呢類顯示屏嘅效率、亮度同顏色選擇。