目錄
1. 產品概覽
LTC-3698KF係一款固態、單位數嘅字母數字顯示模組。佢主要功能係喺電子設備度提供清晰、高可見度嘅數字同有限嘅字母字符輸出。核心技術係基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，呢種材料以能夠喺黃橙色至紅色光譜範圍內產生高效率發光而聞名。呢款特定器件採用咗喺非透明砷化鎵（GaAs）基板上製造嘅黃橙色LED晶片。顯示屏配備咗淺灰色面板同白色段位，呢種組合設計旨在喺各種照明條件下最大化對比度同可讀性。佢緊湊嘅0.39吋數碼管高度，令佢好適合空間有限但可讀性要求高嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款器件提供咗幾個關鍵優勢，定義咗佢喺市場上嘅定位。佢提供高亮度同出色嘅對比度，確保即使喺光線充足嘅環境下都清晰可見。廣闊嘅視角係一個重要優點，允許從唔同位置觀看顯示屏而唔會明顯損失清晰度。作為一款固態器件，相比舊式技術（例如基於燈絲嘅顯示屏），佢提供咗更優越嘅可靠性同使用壽命，而且冇活動部件會磨損。佢嘅低功耗要求令佢好適合電池供電或注重能源效率嘅應用。呢款器件根據發光強度進行分類，並以符合RoHS指令嘅無鉛封裝提供，以應對環保法規。典型嘅目標市場包括工業儀器儀表（例如面板儀錶、測試設備）、消費電器（例如微波爐、咖啡機）、汽車輔助顯示屏，以及各種需要可靠數字讀數嘅嵌入式系統。
2. 深入技術參數分析
電氣同光學參數定義咗顯示屏嘅操作界限同性能。透徹理解呢啲參數對於正確嘅電路設計同集成至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值指定咗可能導致器件永久損壞嘅極限。佢哋唔適用於連續操作。
- 每粒晶片功耗：70 mW。呢個係每個LED段位晶片可以安全地以熱量形式消散嘅最大功率。
- 每粒晶片峰值正向電流：60 mA。呢個電流只允許喺脈衝條件下使用，佔空比為1/10，脈衝寬度為0.1 ms。佢對於多路復用方案或實現瞬間更高亮度好有用。
- 每粒晶片連續正向電流：喺25°C時，額定值為25 mA。關鍵係，當環境溫度（Ta）升高超過25°C時，呢個額定值會以0.28 mA/°C嘅速率線性遞減。例如，喺85°C時，最大允許連續電流大約係：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA。呢個遞減對於熱管理同長期可靠性至關重要。
- 工作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。器件可以承受並喺呢個寬廣嘅溫度範圍內工作。
- 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處。呢個定義咗回流焊接曲線嘅限制。
2.2 光學及電氣特性（典型值 @ 25°C）
呢啲參數描述咗器件喺正常工作條件下嘅性能。
- 平均發光強度（Iv）：500（最小值），1300（典型值），μcd（微坎德拉），測試條件為正向電流（IF）= 1 mA。呢個係感知光輸出嘅量度。寬廣嘅範圍表示存在分檔過程；設計師必須考慮最小值以應對最壞情況嘅可見度。
- 峰值發射波長（λp）：611 nm（典型值），測試條件為IF=20mA。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
- 光譜線半寬度（Δλ）：17 nm（典型值），測試條件為IF=20mA。呢個表示光譜純度；數值越細，表示光越接近單色光。
- 主波長（λd）：605 nm（典型值），測試條件為IF=20mA。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗黃橙色。
- 每段正向電壓（VF）：2.05（最小值），2.6（典型值）伏特，測試條件為IF=20mA。呢個對於設計限流電路好關鍵。驅動器必須提供足夠電壓以克服呢個壓降。
- 每段反向電流（IR）：100 μA（最大值），測試條件為反向電壓（VR）= 5V。規格書明確指出呢個參數僅供測試用途，器件唔應該喺反向偏壓下連續操作。
- 發光強度匹配比（Iv-m）：1.6:1（最大值），測試條件為IF=1mA。呢個係顯示均勻性嘅關鍵規格。意思係喺同一個數碼管內，最光嘅段位亮度唔會超過最暗段位亮度嘅1.6倍，確保外觀一致。
- 串擾：≤ 2.5%。呢個指定咗當相鄰段位點亮時，未通電段位嘅最大非預期漏光量。
3. 分檔系統解釋
規格書指出器件根據發光強度分類。呢個意味住一個分檔過程，即製造出嚟嘅單元會根據喺標準測試電流（1mA）下測量到嘅光輸出（Iv）進行分類。指定嘅500至1300 μcd範圍可能代表咗唔同可用分檔嘅分佈。設計師可以為需要多個顯示屏之間亮度嚴格匹配嘅應用選擇特定分檔。單一器件內部嘅1.6:1強度匹配比係一個獨立嘅、保證嘅性能參數，用於確保段位之間嘅均勻性。
4. 性能曲線分析
雖然PDF參考咗典型特性曲線，但提供嘅文本並冇包含實際圖表。基於標準LED行為，呢啲曲線通常會包括：
- 電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係。正向電壓（VF）隨電流增加而增加，並具有負溫度係數（隨溫度升高而降低）。
- 發光強度 vs. 正向電流（L-I曲線）：顯示喺較低電流下，光輸出與電流大致成線性關係，但喺較高電流下可能因熱效應同效率下降而飽和。
- 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨結溫升高而降低。呢個同電流遞減要求有關。
- 光譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖表，顯示峰值喺約611nm，半寬度約17nm。
設計師應查閱完整規格書以獲取呢啲圖表，從而準確模擬非標準條件下嘅性能。
5. 機械及封裝信息
5.1 封裝尺寸及公差
顯示屏嘅數碼管高度為0.39吋（9.8 mm）。所有尺寸公差均為±0.25mm，除非另有說明。關鍵機械注意事項包括：引腳尖端偏移公差±0.4mm，段位表面異物同油墨污染限制，反射器彎曲限制（≤長度嘅1%），以及段位材料內氣泡限制。規格書建議引腳嘅PCB孔徑為1.0 mm。
5.2 引腳連接及電路圖
器件具有16引腳佈局，但並非所有位置都有實體引腳或電氣連接。佢配置為一個共陽極顯示屏。內部電路圖顯示，每個數碼管（數碼管1、2、3）嘅陽極喺內部按數碼管連接埋一齊。每個段位陰極（A、B、C、D、E、F、G，以及用於小數點/指示燈嘅L/L1/L2）都引出到獨立引腳。呢種架構最適合多路復用驅動，即微控制器依次激活每個數碼管嘅公共陽極，同時喺共享嘅陰極線上提供該數碼管嘅顯示圖案。
引腳定義摘要：引腳2：數碼管1公共陽極；引腳6：數碼管2公共陽極；引腳8：數碼管3公共陽極。陰極：引腳3（E）、4（C）、5（D）、7（L/L1/L2）、9（G）、12（B）、15（A）、16（F）。引腳1、10、11、13、14標記為無連接且無引腳。
6. 焊接及組裝指引
關鍵組裝規格係焊接溫度曲線：最高260°C，最多3秒，測量位置喺封裝安裝平面下方1.6mm處。呢個係標準無鉛回流焊接要求。設計師必須確保佢哋嘅PCB組裝過程遵守呢個限制，以防止損壞內部LED晶片或塑料封裝。建議嘅1.0mm PCB孔徑有助於正確插入引腳同焊料芯吸。處理期間應遵守標準ESD（靜電放電）預防措施。儲存時，適用指定嘅溫度範圍-35°C至+105°C。
7. 應用建議及設計考慮
7.1 典型應用電路
最常見嘅驅動方法係多路復用。一個微控制器或專用顯示驅動IC會有三條輸出線路嚟控制三個公共陽極（通過晶體管，因為整個數碼管嘅電流可能相當大），同八條輸出線路嚟控制段位陰極（通常通過限流電阻或恆流驅動器）。微控制器快速循環掃描每個數碼管，打開其陽極並啟用該數碼管應該點亮嘅段位陰極。視覺暫留會產生穩定嘅三位數顯示嘅錯覺。
7.2 關鍵設計考慮
- 電流限制：每個陰極線路（或恆流驅動器）必須使用外部電阻器嚟設定段位嘅正向電流（IF）。數值係根據電源電壓（Vcc）、LED正向電壓（VF ~2.6V）同所需電流（例如，為咗良好亮度，通常係10-20 mA，需遵守遞減曲線）計算得出。
- 熱管理：電流隨溫度遞減至關重要。喺高環境溫度或通風不良嘅外殼內，必須相應降低最大連續電流，以防止過熱同加速老化。
- 多路復用頻率：必須足夠高以避免可見閃爍（通常每個數碼管>60 Hz）。佔空比會影響感知亮度；計算功率同熱量時必須考慮平均電流。
- 視角：廣闊視角係一個優勢，但仍應考慮安裝位置相對於目標用戶嘅關係。
8. 技術比較及差異化
相比舊式技術，例如真空熒光顯示屏（VFD）或白熾燈顯示屏，AlInGaP LED提供咗顯著更低嘅功耗、更高嘅可靠性，以及對振動唔敏感。相比標準紅色GaAsP LED，AlInGaP技術提供咗更高嘅發光效率（每mA更多光）以及更好嘅溫度同時間穩定性。呢款器件中淺灰色面板配白色段位嘅特定組合，相比全紅或全綠配黑色面板嘅顯示屏，增強咗對比度，可能喺某些條件下提高可讀性。
9. 常見問題解答（基於技術參數）
問：無連接且無引腳位置嘅用途係咩？
答：咁做通常係為咗保持標準嘅物理佈局或引腳間距，可能同產品系列中嘅其他顯示屏變體共用，即使喺呢款特定型號中某啲引腳冇電氣用途。佢確保咗機械兼容性。
問：點樣理解1.6:1嘅發光強度匹配比？
答：呢個保證咗視覺均勻性。如果你喺相同電流下測量一個數碼管嘅所有段位，最暗段位嘅強度會係X，而最光段位嘅強度唔會大過1.6 * X。比率越低表示均勻性越好。
問：我可唔可以直接用5V微控制器驅動呢個顯示屏？
答：唔可以。你必須使用外部元件。微控制器GPIO引腳無法為LED提供/吸收足夠電流（尤其係整個數碼管嘅公共陽極電流）。此外，你需要串聯限流電阻喺每個陰極上。電路需要晶體管（例如NPN/PNP或MOSFET）嚟切換公共陽極嘅較高電流。
10. 實際應用示例
場景：設計一個簡單嘅3位數電壓錶顯示屏。一個帶有模擬-數字轉換器（ADC）嘅微控制器測量電壓。韌體將呢個讀數轉換為三個十進制數字。使用多路復用程序，微控制器會：1）關閉所有數碼管陽極驅動器。2）喺陰極線上輸出百位數碼管嘅段位圖案（例如，顯示1
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |