LTD-5023AJD LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - 2.6V正向電壓 - 超紅光色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-5023AJD係一款雙位數、七段加小數點嘅LED顯示屏模組。佢嘅數碼高度為0.56吋（14.22毫米），提供清晰易讀嘅數字輸出，適合各種儀器同顯示應用。呢款裝置採用先進嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）超紅光LED晶片，喺GaAs基板上外延生長而成。呢種技術以高效率同出色嘅發光性能聞名。顯示屏面版呈淺灰色，數碼段為白色，提供經典高對比度嘅外觀，喺唔同光線條件下都增強咗可讀性。

1.1 核心優勢

• 高亮度同對比度：AlInGaP技術提供卓越嘅發光強度，確保顯示屏清晰易見。
• 廣闊視角：喺廣泛嘅觀看角度範圍內，提供一致嘅亮度同顏色。
• 低功耗需求：專為高效運作而設計，適合電池供電或注重能源嘅裝置。
• 優秀字元外觀：具備連續、均勻嘅數碼段，提供整潔專業嘅數字顯示。
• 固態可靠性：相比其他顯示技術，LED具有更長嘅操作壽命，同埋對衝擊同震動有更強嘅抵禦能力。
• 按發光強度分類：裝置會根據測量嘅光學輸出進行分級，確保亮度水平一致，有助於設計嘅統一性。
• 無鉛封裝：符合環保法規（例如RoHS）。

1.2 目標市場

呢款顯示屏非常適合需要可靠、明亮同易讀數字指示器嘅應用。常見用途包括測試同測量設備、工業控制面板、醫療設備、消費電器、汽車儀表板（輔助顯示）同銷售點終端機。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致裝置永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 每段功耗：最大70 mW。
• 每段峰值正向電流：90 mA（喺1 kHz，10%佔空比下）。呢個額定值適用於脈衝操作，以實現更高嘅瞬時亮度而唔會過熱。
• 每段連續正向電流：喺25°C時為25 mA。當環境溫度高於25°C時，呢個電流會以0.33 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) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA。
• 每段反向電壓：最大5 V。超過呢個值可能會擊穿LED結。
• 操作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：可承受最高260°C，最多3秒，測量點喺安裝平面下方1.6毫米處（即PCB近引腳位置），呢個對於回流焊接過程好重要。

2.2 電氣同光學特性（Ta=25°C）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：喺正向電流（I_F）為1 mA時，範圍由320 μcd（最小）到700 μcd（最大）。喺10 mA時，典型強度係16250 μcd（16.25 mcd）。呢種高效率係AlInGaP技術嘅標誌。
• 峰值發射波長（λ_p）：650 nm（典型）。呢個定義咗光輸出嘅光譜峰值，將佢定位喺光譜嘅超紅光區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型）。呢個表示光譜純度；寬度越窄，顏色越單色。
• 主波長（λ_d）：639 nm（典型）。呢個係人眼感知嘅波長，對於顏色規格好重要。
• 每段正向電壓（V_F）：喺I_F=20 mA時，為2.1 V（最小），2.6 V（典型）。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
• 每段反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大100 μA。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：喺I_F=1 mA時，最大2:1。呢個指定咗裝置內各段之間最大允許嘅亮度變化，確保視覺上嘅均勻性。

注意：發光強度測量使用傳感器同濾波器，近似CIE明視覺響應曲線，以獲得與人眼視覺相關嘅準確度。

3. 分級系統解釋

規格書指出裝置按發光強度分類。呢個意味住一個分級過程，顯示屏會根據喺標準測試電流（可能係1 mA或10 mA）下測量嘅光學輸出進行分類。設計師可以選擇特定級別，以確保產品中多個單元嘅亮度一致，避免顯示屏之間出現明顯差異。雖然呢段摘錄冇提供具體嘅分級代碼，但典型嘅分級係由發光強度範圍定義嘅（例如，A級：500-600 μcd，B級：600-700 μcd）。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本中冇顯示，但呢類曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示一段嘅正向電壓同電流之間嘅關係。佢係非線性嘅，AlInGaP嘅開啟電壓大約喺1.8-2.0V左右，喺20 mA時上升到典型嘅2.6V。
• 發光強度 vs. 正向電流：顯示光輸出如何隨電流增加嘅圖表。喺較低電流時通常係線性嘅，但喺較高電流時可能會因熱效應而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨溫度升高而降低。相比其他材料，AlInGaP LED具有良好嘅高溫性能，但仍然需要降額使用。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值大約喺650 nm同20 nm半寬度。

呢啲曲線對於理解裝置喺非標準條件下嘅行為，同埋針對特定應用需求（例如，最大化亮度 vs. 最大化效率或壽命）優化驅動條件至關重要。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

裝置採用標準雙列直插封裝（DIP）。所有尺寸均以毫米為單位指定，一般公差為±0.25毫米（0.01吋）。確切嘅外形、數碼段間距、引腳間距同整體高度/寬度/長度喺規格書第2頁嘅尺寸圖中定義。呢個圖對於PCB佔位設計同機械整合到最終產品中好重要。

5.2 引腳連接同內部電路

LTD-5023AJD係一款共陰極類型顯示屏。呢個意味住每個數字嘅LED陰極（負極）喺內部連接埋一齊。引腳排列如下：

• 引腳1-4，15-18：控制數字1.
• 嘅數碼段（A，B，C，D，E，F，G，DP）。引腳5-13：控制數字2.
• 嘅數碼段（A，B，C，D，E，F，G，DP）同共陰極。引腳14：數字1.

嘅共陰極。內部電路圖顯示咗14個LED段（每個數字7段，加兩個小數點）嘅排列同佢哋同18個引腳嘅連接。驅動兩個數字需要多工掃描：通過交替啟用數字1同數字2嘅陰極，同時為當前數字嘅所需段提供陽極信號，就可以用更少嘅I/O線控制兩個數字。

6. 焊接同組裝指引

絕對最大額定值指定咗焊接溫度曲線：封裝可承受最高260°C嘅峰值溫度，最多3秒，測量點喺安裝平面下方1.6毫米處（即PCB近引腳位置）。呢個係無鉛回流焊接過程（例如使用SAC305焊料）嘅標準額定值。設計師必須確保佢哋嘅回流焊爐溫度曲線保持喺呢啲限制內，以防止損壞LED晶片或塑膠封裝。處理期間應遵守標準嘅ESD（靜電放電）預防措施。儲存應喺指定嘅-35°C至+85°C範圍內，並喺低濕度環境中。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

要驅動呢個顯示屏，需要一個微控制器或專用驅動器IC。對於共陰極顯示屏，陰極引腳連接到地（通過電晶體開關進行多工掃描），陽極引腳連接到限流電壓源（例如通過串聯電阻或恆流驅動器）。正向電壓（V_F）為2.6V同所需電流（I_F，例如，10-20 mA以達全亮度）決定串聯電阻值：R = (V_電源- V_F) / I_F。如果以10 mA每個數字進行多工掃描兩個數字，數字開啟期間嘅峰值電流可能係10 mA，但每段嘅平均電流較低，從而降低功耗。

7.2 設計考慮因素

• 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器。切勿將LED直接連接到電壓源。
• 多工掃描：對於多位數顯示屏至關重要，以最小化引腳數量。刷新率應足夠高（>60 Hz）以避免可見閃爍。
• 熱管理：雖然LED效率高，但每段功耗（P = V_F* I_F）最高可達52 mW（2.6V * 20mA）。確保足夠嘅通風，特別係喺高電流驅動或高環境溫度下。
• 視角：廣闊視角有好處，但安裝顯示屏時要考慮主要使用者嘅視線。

8. 技術比較

同舊技術相比，例如標準GaAsP（砷化鎵磷）紅光LED，AlInGaP超紅光LED提供顯著更高嘅發光效率（每mA電流更多光輸出）同更好嘅高溫性能。同白光LED（通常係藍光LED + 螢光粉）相比，佢提供更優越嘅顏色純度，同埋通常對於單色紅光有更高效率。0.56吋數碼高度係一個常見尺寸，同更細（0.3吋）或更大（0.8吋）嘅顯示屏相比，喺可讀性同緊湊性之間提供良好平衡。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長（650nm）同主波長（639nm）有咩分別？

答：峰值波長係光譜輸出曲線上嘅最高點。主波長係單色光嘅單一波長，對人眼睇嚟顏色相同。佢哋通常有少少唔同。

問：我可以用3.3V微控制器驅動呢個顯示屏嗎？

答：可以。V_F為2.6V，3.3V電源足夠。串聯電阻會係：R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35歐姆。標準33或39歐姆電阻都適合。

問：點解峰值正向電流（90mA）遠高於連續電流（25mA）？

答：LED可以處理短暫嘅高電流脈衝而唔會過熱，允許更明亮嘅顯示多工掃描方案（每個數字只喺一小部分時間內開啟）或創建非常明亮嘅閃爍。

問：AlInGaP epi on GaAs substrate係咩意思？

答：發光層（外延或epi層）由鋁銦鎵磷製成。呢啲層生長喺砷化鎵（GaAs）晶圓上，晶圓提供結構支撐，但唔係主要發光材料。

10. 實際使用案例

場景：設計一個簡單嘅數字電壓錶顯示。

電壓錶電路產生對應電壓讀數嘅BCD（二進制編碼十進制）輸出。微控制器讀取呢個BCD值。然後佢使用查找表來確定每個數字要點亮邊啲段（A-G）以顯示數字。微控制器嘅I/O引腳，通過限流電阻連接，驅動LTD-5023AJD嘅陽極引腳。另外兩個I/O引腳，連接到電晶體開關，控制共陰極引腳（14同13）。軟件快速交替（多工掃描）啟用數字1同數字2，同時為每個數字發送正確嘅陽極圖案。0.56吋尺寸提供從典型工作枱距離清晰閱讀，高對比度確保喺工作坊燈光下可見。如果電錶係便攜式，低功耗有好處。

11. 技術原理介紹

AlInGaP係一種III-V族半導體化合物。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同電洞被注入到有源區，喺度佢哋復合。呢個復合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。晶格中鋁、銦、鎵同磷嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接決定發射光嘅波長（顏色）。對於超紅光顏色，帶隙被調諧到發射大約650 nm嘅光子。GaAs基板喺呢個波長下係光吸收嘅，所以光通常從晶片嘅頂部表面提取。超紅光呢個名稱表示一種深沉、飽和嘅紅色，具有高發光效能。

12. 技術發展趨勢

LED顯示技術持續發展。雖然AlInGaP仍然係高效率紅光同琥珀光LED嘅主要材料，但趨勢包括：

• 效率提升：持續嘅材料科學同晶片設計改進，產生更多每瓦流明，使顯示屏喺更低功率下更明亮。
• 微型化：更細晶片幾何形狀嘅發展，允許更高解像度顯示屏或更細封裝尺寸。
• 改進熱管理：新封裝材料同設計更好地散熱，允許更高驅動電流同持續亮度。
• 集成化：趨向於具有集成驅動器IC（智能顯示屏）嘅顯示屏，以簡化系統設計。
• 色域擴展：雖然呢個係單色裝置，但更廣泛嘅趨勢涉及開發新螢光粉同直接發射材料，以喺全彩顯示屏中實現更廣嘅顏色範圍，儘管AlInGaP紅光係呢類RGB系統中嘅關鍵組件。