LTD-5721AKF LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - AlInGaP黃橙色 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-5721AKF係一款高性能、雙位數數碼LED顯示模組，專為需要清晰、明亮、可靠數碼讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係以緊湊高效嘅封裝提供視覺數碼數據。呢款器件嘅核心優勢在於佢採用咗先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術製造LED芯片，呢種技術以喺黃橙色光譜範圍內產生高效率發光而聞名。呢項技術，結合咗喺非透明GaAs襯底上嘅特定芯片結構，造就咗顯示屏嘅關鍵性能特徵。

呢款器件被歸類為共陽極類型，呢種係簡化多段顯示驅動電路嘅標準配置。佢每個數碼位都有一個右側小數點，為顯示小數提供靈活性。物理設計採用咗灰色面板配白色數碼段顏色，呢種組合係為咗喺各種照明條件下最大化對比度同提高字符易讀性而設計嘅。0.56吋嘅數碼高度（14.22毫米）令佢適合需要喺中等距離可讀取信息，但又唔需要過大組件嘅應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。唔建議喺呢啲極限或接近極限下連續操作顯示屏，咁樣好可能會縮短佢嘅使用壽命。

• 每段功耗：70 mW。呢個係單個LED段可以安全地以熱量形式消散而唔會造成損壞嘅最大功率。
• 每段峰值正向電流：60 mA。呢個電流額定值適用於脈衝條件（1 kHz頻率，10%佔空比），允許喺多路復用驅動方案中實現更高嘅瞬時亮度。
• 每段連續正向電流：25°C時為25 mA。呢個係單一段連續操作嘅最大推薦直流電流。指定咗一個0.28 mA/°C嘅降額因子，意思係當環境溫度（Ta）升高超過25°C時，最大允許連續電流會減少，以防止過熱。
• 每段反向電壓：5 V。施加超過呢個值嘅反向電壓可能會擊穿LED嘅PN結。
• 工作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。呢款器件達到工業級溫度適應能力。
• 焊接條件：波峰焊溫度為260°C，最長3秒，條件係器件本體溫度唔可以超過最高額定溫度。呢點對於組裝以防止塑料封裝同內部連接受熱損壞至關重要。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數喺標準測試條件下（Ta = 25°C）測量，定義咗器件嘅典型性能。

• 平均發光強度（I_V）：I = 20 mA時，43.75 mcd（最小值），70 mcd（典型值）。呢個係人眼感知到嘅光輸出功率嘅量度。測試條件由1 mA修訂為20 mA，表明咗亮度規格嘅標準工作電流。_F峰值發射波長（λ
• ）：_p611 nm（典型值）。呢個係發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。譜線半寬度（Δλ）：
• 17 nm（典型值）。呢個參數表示發射光嘅光譜純度或帶寬，以發射峰嘅半高全寬（FWHM）量度。主波長（λ
• ）：_d605 nm（典型值）。呢個係最能代表光嘅感知顏色嘅單一波長，係根據發射光譜同CIE配色函數計算得出。每段正向電壓（V
• ）：_FI = 20 mA時，2.05 V（最小值），2.6 V（典型值）。呢個係LED段工作時嘅壓降。設計師必須確保驅動電路能夠提供呢個電壓。每段反向電流（I_F）：
• V = 5 V時，100 μA（最大值）。呢個係施加指定反向電壓時流過嘅小漏電流。_R發光強度匹配比：相似光區域內為2:1（最大值）。呢個規定咗喺相同條件下驅動時，器件內最亮同最暗段之間嘅最大允許比率，確保視覺均勻性。_R測量備註：
• 發光強度值係使用傳感器同濾光片組合測量，該組合設計用於近似CIE明視覺光度函數，該函數模擬標準人眼喺正常（明視覺）照明條件下嘅光譜敏感度。3. 分級系統解釋

份規格書明確指出呢款器件係按發光強度分類。呢個表示生產後存在一個分級或篩選過程。由於半導體外延生長同芯片製造過程固有嘅差異，LED參數好似發光強度同正向電壓，唔單止批次之間會有差異，甚至同一批次內都會有唔同。分級過程涉及測試每個單元，並根據特定測量參數將佢哋分入唔同嘅組別（級別）。對於LTD-5721AKF嚟講，主要嘅分級標準係

平均發光強度

。單元會根據佢哋喺標準測試電流（20mA）下測量到嘅光輸出進行分組。咁樣可以確保客戶收到亮度水平一致嘅顯示屏。雖然呢份簡短嘅規格書冇明確詳細說明，但呢類顯示屏通常亦會根據正向電壓（V

）進行分級以確保電氣一致性，同埋可能會根據主波長（λ）進行分級以保持顏色一致性，儘管窄半寬度表明佢本身有良好嘅顏色純度。4. 性能曲線分析_F規格書參考咗第5頁嘅典型電氣/光學特性曲線。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重要性。_d呢類器件嘅典型曲線會包括：

正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：

呢個圖顯示流經LED嘅電流同佢兩端電壓之間嘅非線性關係。對於設計限流電路至關重要。曲線會顯示一個開啟電壓（大約2V），之後電流會隨電壓嘅微小增加而快速增加。

發光強度 vs. 正向電流（I-L曲線）：

• 呢個圖表展示咗光輸出如何隨驅動電流增加。喺一定範圍內通常係線性嘅，但喺非常高嘅電流下會由於熱效應同效率下降而飽和。曲線驗證咗強度規格嘅20mA測試點。發光強度 vs. 環境溫度：
• 呢條曲線顯示隨LED結溫升高，光輸出會降額。AlInGaP LED嘅效率已知係與溫度相關，輸出通常會隨溫度升高而降低。呢點為熱管理設計提供咗參考。光譜分佈：
• 相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值喺~611 nm同~17 nm半寬度，確認咗單色黃橙色發射。5. 機械及封裝資料
• 5.1 封裝尺寸器件採用標準LED顯示屏封裝。尺寸圖提供咗PCB（印刷電路板）佔位面積設計同機械集成嘅關鍵尺寸。圖中嘅關鍵備註包括：

所有線性尺寸均以毫米（mm）為單位指定。

除非有特別註明，否則尺寸嘅默認公差為±0.25 mm。

引腳尖端偏移嘅特定公差為±0.4 mm，呢點對於確保自動插入時引腳與PCB孔正確對齊非常重要。

• 5.2 引腳連接及內部電路
• 器件採用雙列直插式封裝配置，有18個引腳。內部電路圖同引腳連接表對於正確嘅電氣接口至關重要。
• 電路類型：

共陽極。呢個意思係每個數碼位所有LED段嘅陽極端子喺內部連接埋一齊。要點亮一個段，必須將佢對應嘅陰極引腳驅動為低電平（接地或連接至電流吸收端），同時將該數碼位嘅共陽極驅動為高電平（通過限流電阻連接至正電源）。

引腳排列：

• 詳細表格將每個引腳號碼映射到其功能：數碼位1或數碼位2特定段（A-G，DP）嘅陰極，或者每個數碼位嘅共陽極。例如，引腳1係數碼位1段'E'嘅陰極，引腳14係數碼位1嘅共陽極。呢個精確映射對於喺微控制器或驅動器IC軟件中創建正確嘅驅動序列至關重要。6. 焊接及組裝指引
• 組裝期間嘅正確處理對於可靠性至關重要。規格書提供咗特定嘅焊接參數。波峰焊：

推薦條件係260°C，最長3秒。備註低於安裝平面1/16吋可能係指引腳應該浸入焊錫波嘅深度。

關鍵條件：

• 最重要嘅警告係（組裝期間）器件嘅溫度[必須]唔可以超過最大額定溫度。呢個意思係喺整個焊接過程（包括預熱同後熱階段）中，LED顯示屏封裝本身嘅本體溫度絕對唔可以超過105°C嘅最高儲存溫度。唔遵守呢點可能會導致內部分層、透鏡破裂或LED芯片退化。一般處理：
• 應遵守標準ESD（靜電放電）預防措施，因為LED芯片對靜電敏感。7. 應用建議
• 7.1 典型應用場景LTD-5721AKF適合多種需要緊湊、明亮、可靠數碼顯示嘅工業、商業同儀器應用。例子包括：

測試同測量設備：

數字萬用錶、頻率計數器、電源供應器、傳感器讀數器。

工業控制：

• 用於機械上顯示溫度、壓力、速度或計數嘅面板儀錶。消費電器：
• 高級廚房電器、音響設備調諧器、舊型號數字鐘或計時器。汽車改裝市場：
• 儀錶同顯示模組（儘管應針對特定汽車要求驗證環境規格）。7.2 設計考慮因素
• 限流：LED係電流驅動器件。必須為每個共陽極連接（或者喺更高級嘅恆流驅動器設計中為每個段）使用一個串聯限流電阻，以根據降額指引將工作電流設定為20 mA或更低。電阻值使用 R = (V

電源

• - V- V_{驅動器飽和}) / I_F計算。_{多路復用：}對於雙位數顯示屏，多路復用係標準驅動技術。數碼位一個接一個快速輪流點亮（例如，頻率>100 Hz）。呢個需要順序控制共陽極引腳（數碼位）同陰極引腳（段）。呢種方法減少咗所需驅動引腳嘅數量同總體功耗。_F.
• 視角：規格書聲稱有寬視角，呢個對於帶有擴散透鏡或表面嘅LED顯示屏係典型嘅。喺最終產品中放置顯示屏時應考慮呢一點。
• 熱管理：雖然器件可以工作到105°C，但發光效率會隨溫度降低。為咗獲得最佳亮度同使用壽命，建議喺設計中提供足夠嘅通風或散熱，特別係如果喺接近最大電流或高環境溫度下工作時。
• 8. 技術比較及差異化LTD-5721AKF同其他數碼LED顯示屏（特別係舊技術）相比嘅關鍵差異化因素包括：

AlInGaP技術 vs. 傳統GaAsP或GaP：

與舊半導體材料相比，AlInGaP LED喺紅色、橙色同黃色方面提供顯著更高嘅發光效率同亮度。呢個導致喺相同感知亮度下，有更好嘅可見性同/或更低嘅功耗。

• 灰色面板/白色數碼段：面板同數碼段嘅特定顏色組合係為高對比度而設計。灰色面板比黑色面板吸收更多環境光，減少反射，而白色數碼段區域有助於均勻擴散發射嘅黃橙色光，改善字符外觀。
• 無鉛封裝（符合RoHS）：器件構造符合有害物質限制（RoHS）指令，令佢適合喺有嚴格環境法規嘅市場銷售嘅產品。呢個係一個關鍵嘅合規差異化因素。
• 固態可靠性：同所有LED一樣，佢喺抗衝擊/振動、即時啟動能力同長使用壽命方面，比機械顯示屏（如翻轉片）或真空熒光顯示屏（VFD）有優勢。
• 9. 常見問題（基於技術參數）Q1：發光強度匹配比2:1嘅目的係咩？

A1：呢個比率確保視覺一致性。佢保證喺單個顯示單元內，當喺相同電氣條件下驅動時，冇任何一段會比其他段亮超過兩倍。咁樣可以防止數字睇起嚟唔均勻或斑駁。

Q2：我可以用5V電源驅動呢個顯示屏嗎？

A2：可以，5V電源非常普遍。不過，你必須為每個共陽極串聯一個限流電阻。使用典型V

2.6V同目標I

20 mA，電阻值大約係 (5V - 2.6V) / 0.02A = 120歐姆。標準120Ω或150Ω電阻都適合，根據實際V_F同所需亮度進行調整。_FQ3：共陽極對我嘅電路設計意味住咩？_FA3：喺共陽極配置中，你向要激活嘅數碼位嘅共引腳提供正電壓。然後，你通過要喺該數碼位上點亮嘅段嘅陰極引腳將電流吸收到地。你嘅驅動電路（微控制器或驅動器IC）必須配置為陽極提供電流，並為陰極吸收電流。

Q4：點解峰值波長（611nm）同主波長（605nm）唔同？

A4：對於LED嚟講呢個係正常嘅。峰值波長係發射光譜曲線上嘅字面最高點。主波長係根據整個光譜同人眼嘅顏色響應計算得出；佢係純光嘅單一波長，睇起嚟會有相同嘅顏色。呢個差異考慮咗LED實際發射光譜嘅形狀同不對稱性。

10. 設計及使用案例分析

場景：設計一個簡單嘅數字電壓錶讀數顯示。

一位設計師正在創建一個0-20V直流電壓錶。模擬-數字轉換器（ADC）輸出一個二進制編碼十進制（BCD）值。呢個BCD數據需要轉換為7段格式並顯示喺兩個數碼位上（例如，19.99V）。

實施：

1. 使用一個有足夠I/O引腳嘅微控制器（或專用BCD至7段解碼器/驅動器IC）。

2. 將微控制器嘅I/O引腳連接到LTD-5721AKF嘅段陰極（A-G，DP）。

3. 將兩個額外嘅微控制器引腳連接到兩個共陽極（數碼位1同數碼位2）。

4. 喺軟件中，編寫一個多路復用程序。佢首先計算數碼位1（十位）要點亮邊啲段，啟用（設為高）數碼位1嘅陽極引腳，並將相應嘅段陰極引腳設為低。經過短暫延遲（例如，5ms）後，佢停用數碼位1，計算數碼位2（個位）嘅段，啟用數碼位2嘅陽極，並將其段引腳設為低。呢個循環快速重複。

5. 限流電阻（例如，150Ω）放置喺微控制器引腳同顯示屏之間嘅共陽極線上。電阻值根據電源電壓（例如，5V）同所需段電流（~20mA）選擇。

6. 灰色面板/白色數碼段設計確保顯示嘅電壓喺工作枱明亮照明條件下易於閱讀。

11. 技術原理介紹

核心發光組件係一個AlInGaP LED芯片。AlInGaP係一種III-V族化合物半導體。通過喺晶體生長過程（通常通過金屬有機化學氣相沉積 - MOCVD）中精確控制鋁（Al）、銦（In）、鎵（Ga）同磷（P）嘅比例，工程師可以調節材料嘅帶隙。帶隙能量直接決定電子同空穴喺結處復合時發射嘅光子嘅波長（顏色）。

喺LTD-5721AKF中，成分被調節為喺黃橙色區域（~605-611 nm）發射。芯片製造喺非透明砷化鎵（GaAs）襯底上。顯示屏嘅灰色面板係塑料封裝成型嘅一部分，其中包括一個擴散器，用於將來自細小芯片嘅光均勻地擴散到更大嘅數碼段區域。內部電路使用引線鍵合將多個LED芯片（每個數碼位每個段一個）嘅陽極同陰極連接到適當嘅封裝引腳，形成引腳排列中描述嘅共陽極矩陣。

12. 技術趨勢

雖然像LTD-5721AKF咁樣嘅分立LED數碼顯示屏對於特定應用仍然相關，但顯示技術嘅更廣泛趨勢已經轉變。對於新設計，設計師通常會考慮：

集成點陣LED顯示屏：

呢啲提供字母數字同符號能力，唔止係數字，喺類似佔位面積下提供更大靈活性。

• OLED（有機LED）顯示屏：提供卓越對比度、更寬視角同更薄外形，儘管歷史上對於工業用途有唔同嘅使用壽命同成本概況。
• TFT-LCD模組：提供完整圖形能力、顏色同顯示複雜信息嘅能力，儘管佢哋需要更複雜嘅驅動電子設備同背光。
• LED顯示屏內部趨勢：所有LED顏色效率（流明每瓦）持續改進，開發更堅固同耐溫嘅封裝，以及將驅動電子設備直接集成到顯示模組中以簡化系統設計。
• 像LTD-5721AKF呢類器件嘅持久價值在於佢哋嘅簡單性、堅固性、高亮度、對於純數碼應用嘅低成本，以及同微控制器接口嘅易用性，確保咗佢哋喺電子生態系統中專用讀數功能嘅地位。Continued improvement in efficiency (lumens per watt) for all LED colors, the development of even more robust and temperature-resistant packages, and the integration of driver electronics directly into the display module to simplify system design.

The enduring value of devices like the LTD-5721AKF lies in their simplicity, robustness, high brightness, low cost for numeric-only applications, and ease of interface with microcontrollers, ensuring their place in the electronics ecosystem for dedicated readout functions.