LTD-322JR LED顯示屏規格書 - 0.3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-322JR係一個單數碼、七劃段LED顯示模組，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各個LED劃段，以視覺方式顯示數字字符（0-9）同部分有限嘅字母數字符號。呢款器件採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造，呢種材料生長喺非透明嘅GaAs（砷化鎵）基板上。選擇呢種材料技術係因為佢喺產生高亮度紅光方面效率特別高。顯示屏採用黑色面板，透過吸收環境光顯著增強對比度，而白色劃段通電後會發出鮮明嘅超紅光。實體數碼高度為0.3吋（7.62毫米），適合用於中等尺寸嘅面板，喺中等距離下都保持良好嘅可讀性。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏嘅主要優勢源自其AlInGaP LED技術同設計。佢提供高發光強度、優秀嘅字符外觀（連續均勻嘅劃段）同寬闊視角，確保從唔同位置都睇得清楚。佢運作所需功率低，有助於最終應用嘅能源效率。固態結構提供固有嘅可靠性同長使用壽命，而且冇活動部件。呢啲特性嘅結合，令LTD-322JR成為理想選擇，目標市場包括工業儀錶（例如面板儀錶、過程控制器）、消費電器（例如微波爐、洗衣機計時器）、測試同測量設備，以及任何需要耐用、明亮同清晰數字顯示介面嘅嵌入式系統。

2. 技術參數深入分析

呢部分會根據規格書嘅定義，客觀同詳細分析器件嘅規格。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限運作並唔保證。

• 每劃段功耗：70 mW。呢個係單個點亮劃段喺連續直流運作下，可以安全以熱量形式消散嘅最大功率。
• 每劃段峰值正向電流：90 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毫秒。佢允許短時間過驅動以達到更高嘅瞬時亮度，例如用於多工顯示屏。
• 每劃段連續正向電流：25°C時為25 mA。呢個係室溫下單個劃段穩態（直流）運作嘅建議最大電流。當環境溫度（Ta）高過25°C時，呢個額定值會以每°C 0.33 mA嘅線性速率遞減，意味住允許嘅連續電流會減少以防止過熱。
• 每劃段反向電壓：5 V。施加高過呢個數值嘅反向偏壓可能會擊穿LED嘅PN接面。
• 運作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定喺呢個環境溫度範圍內運作同儲存。
• 焊接溫度：最高260°C，最長3秒，喺安裝平面下方1.6毫米處量度。呢個係波峰焊或回流焊接過程嘅關鍵參數，以防止LED晶片或封裝受到熱損壞。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺環境溫度（Ta）為25°C時量度嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：正向電流（I_F）為1 mA時，200 μcd（最小），600 μcd（典型）。呢個量化咗光輸出嘅感知亮度。寬廣嘅範圍表明存在強度分級系統。
• 峰值發射波長（λ_p）：I_F=20mA時為639 nm（典型）。呢個係光譜功率輸出達到最大值嘅波長，將佢置於可見光譜嘅超紅或紅橙色區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型）。呢個量度發射光嘅頻寬，表明係一種相對純淨嘅單色紅光。
• 主波長（λ_d）：631 nm（典型）。呢個係人眼感知嘅波長，同色點密切相關。
• 每劃段正向電壓（V_F）：I_F=20mA時為2.0 V（最小），2.6 V（典型）。呢個係LED劃段導通指定電流時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 每劃段反向電流（I_R）：反向電壓（V_R）為5V時，100 μA（最大）。呢個係LED反向偏壓時嘅小量漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大）。呢個指定咗單一數碼內最光同最暗劃段之間嘅最大允許比率，確保外觀均勻。

3. 分級系統解釋

規格書指出呢款器件係根據發光強度分類。呢個意味住製造後有一個分級或篩選過程。

3.1 發光強度分級

由於半導體製造過程固有嘅差異，每粒LED晶片嘅光輸出效率都會有輕微差別。為咗確保最終用戶嘅一致性，LED會喺標準測試電流（例如1mA）下量度其發光強度，然後根據結果分入唔同嘅強度等級。指定嘅200至600 μcd範圍表明存在多個等級。設計師可以根據佢哋應用嘅亮度均勻性要求選擇合適嘅等級。單一器件內各劃段嘅2:1強度匹配比，係分級後應用嘅更嚴格公差。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅規格書摘錄提到典型電氣/光學特性曲線，但具體圖表並未包含喺文本中。根據標準LED行為，呢啲曲線通常會說明以下關係，對電路設計至關重要：

4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)

呢個圖表顯示流經LED嘅電流同佢兩端電壓之間嘅指數關係。大約喺典型值2.6V嘅膝點電壓處，電流開始顯著增加。驅動器必須調節電流，而唔係電壓，以確保穩定運作。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線展示光輸出如何隨正向電流增加。喺好大範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會由於熱效應同效率下降而飽和。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

LED光輸出會隨接面溫度上升而下降。對於喺寬廣溫度範圍內運作嘅應用，呢條曲線對於理解亮度補償需求至關重要。

4.4 光譜分佈

相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值約為639 nm，光譜寬度約為20 nm，確認顏色純度。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

器件採用標準10腳單列直插（SIL）封裝。所有尺寸均以毫米提供，一般公差為±0.25毫米，除非另有說明。關鍵尺寸包括總高度、寬度、深度、數碼窗口尺寸，以及接腳間距（pitch），呢個對PCB佈局至關重要。

5.2 接腳連接及極性識別

LTD-322JR係一個雙位共陰極顯示屏。呢個意味住一個封裝內包含兩個獨立數碼（數碼1同數碼2），每個都有自己嘅共陰極接腳。接腳定義如下：

• 接腳1：陽極 G（劃段G）
• 接腳2：無連接
• 接腳3：陽極 A（劃段A）
• 接腳4：陽極 F（劃段F）
• 接腳5：共陰極（數碼2）
• 接腳6：陽極 D（劃段D）
• 接腳7：陽極 E（劃段E）
• 接腳8：陽極 C（劃段C）
• 接腳9：陽極 B（劃段B）
• 接腳10：共陰極（數碼1）

共陰極配置意味住特定數碼所有LED嘅陰極（負極端）喺內部連接埋一齊。要點亮一個劃段，必須將其對應嘅陽極接腳驅動至高電平（或透過電阻連接至電流源），同時該數碼嘅共陰極必須接地（低電平）。呢種配置非常普遍，並且簡化咗多工驅動。

5.3 內部電路圖

內部電路圖以視覺方式表示上述嘅電氣連接。佢顯示兩組七粒LED（劃段A-G），每組分別共用數碼1同數碼2嘅共陰極連接。每個對應劃段（例如數碼1嘅劃段A同數碼2嘅劃段A）嘅陽極係獨立接腳，允許獨立控制。

6. 焊接及組裝指引

嚴格遵守指定嘅焊接溫度曲線對於防止損壞至關重要。

6.1 回流焊接參數

絕對最大額定值指定峰值溫度為260°C，最長持續時間為3秒，喺安裝平面下方1.6毫米處量度（通常係PCB表面）。呢個同標準無鉛回流溫度曲線（例如IPC/JEDEC J-STD-020）一致。預熱、保溫、回流同冷卻速率應根據PCB組裝規格進行控制。應避免熱衝擊。

6.2 處理及儲存

器件應儲存喺其原有嘅防潮袋中，袋內放有乾燥劑，並置於受控環境中（喺-35°C至+85°C嘅儲存範圍內）。處理期間應遵守標準ESD（靜電放電）預防措施，以保護敏感嘅LED接面。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

最常見嘅驅動方法係多工驅動。由於顯示屏有兩個具有獨立共陰極嘅數碼，微控制器可以快速交替點亮數碼1同數碼2。對於每個數碼週期，微控制器將相應嘅共陰極設為低電平，並將正確嘅圖案高電平信號施加到劃段陽極接腳（透過限流電阻）。人眼嘅視覺暫留會將呢啲快速脈衝融合成穩定嘅兩位數字。相比靜態（直流）驅動，呢種方法大幅減少咗所需嘅微控制器I/O接腳數量。

7.2 設計考慮因素

• 限流電阻：每條陽極線路都必不可少。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用20mA時典型V_F為2.6V同5V電源，R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。通常會使用稍高嘅數值（例如150 Ω）以增加壽命，並考慮V_電源 variations.
• 多工頻率：應該足夠高以避免可見閃爍，通常高於60-100 Hz。喺兩位數多工中，每個數碼嘅佔空比係1/2，因此峰值電流可以高過直流額定值以維持平均亮度（喺90mA峰值額定值允許範圍內）。
• 視角：寬闊視角有好處，但喺機械外殼設計時要考慮主要觀看方向。
• 對比度增強：黑色面板提供固有嘅對比度。確保顯示窗口或覆蓋層唔會引入可能降低可讀性嘅反射或眩光。

8. 技術比較及差異

同舊式LED技術（例如標準GaAsP紅光LED）相比，LTD-322JR採用嘅AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同驅動電流下實現更高亮度。佢仲提供更好嘅顏色純度，以及喺溫度同使用壽命期間更穩定嘅表現。同當代替代品相比，佢嘅主要區別在於特定嘅0.3吋數碼高度、共陰極雙位配置、超紅光色點（約639 nm），以及有助於使用多個單元時實現均勻顯示嘅發光強度分類。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 我可以用3.3V微控制器驅動呢個顯示屏嗎？

可以，但需要仔細計算。V_F為2.6V時，電壓餘量（3.3V - 2.6V = 0.7V）好低。使用公式 R = 0.7V / I_F，對於10mA電流，你需要一個70 Ω電阻。喺20mA時，所需嘅35 Ω電阻幾乎冇留任何餘量畀V_電源或V_F變化，可能會令顯示屏變暗。更可靠嘅方法係使用5V電源供電畀LED劃段，並透過晶體管或驅動IC由3.3V微控制器控制。

9.2 峰值同主波長有咩分別？

峰值波長（λ_p）：光功率輸出物理上最高嘅單一波長。主波長（λ_d）：對於標準人類觀察者而言，與LED輸出顏色相同嘅單色光波長。佢係根據LED嘅全光譜同CIE配色函數計算得出。對於像呢款咁窄光譜嘅LED，兩者數值通常好接近。

9.3 多工驅動時點樣做到亮度均勻？

確保多工驅動程式為每個數碼提供相等嘅點亮時間。由於亮度同平均電流成正比，你可以調整劃段電流（透過電阻值或驅動器設定）來補償佔空比。對於佔空比為1/2嘅兩位數多工，你可以將每個劃段驅動至40mA峰值（喺90mA額定值內），以達到20mA平均值，匹配亮度嘅直流測試條件。

10. 設計案例研究

場景：為工業烤箱控制器設計一個簡單嘅兩位數溫度讀數顯示。微控制器嘅I/O接腳有限。
實施：LTD-322JR係理想選擇。佢嘅雙位共陰極設計只需要8個I/O接腳來控制（7個劃段陽極 + 1個接腳來切換兩個共陰極，如有需要可使用晶體管）。高亮度同寬闊視角確保喺工廠車間都能讀取溫度。AlInGaP技術確保喺烤箱附近升高嘅環境溫度下性能穩定。設計師從相同發光強度等級中選擇LED，以保證兩個數碼顯示亮度一致。限流電阻根據5V電源同每劃段30mA多工峰值電流計算，提供明亮、無閃爍嘅顯示效果。

11. 技術原理介紹

AlInGaP係一種III-V族化合物半導體。當施加正向偏壓時，電子同電洞被注入有源區，喺度復合並以光子（光）形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定能隙能量決定咗發射光嘅波長，喺呢個情況下係喺紅光區域（約639 nm）。使用非透明GaAs基板有助於將光限制喺結構內，相比舊式透明基板設計，可以將更多光線從晶片頂部導出，提高提取效率。黑色環氧樹脂封裝吸收雜散光，改善對比度。

12. 技術趨勢

雖然AlInGaP仍然係高效率紅光、橙光同黃光LED嘅主導技術，但持續嘅研究集中於提高更高驅動電流下嘅效率（減少效率下降）同增強可靠性。對於顯示屏，趨勢係朝向更高像素密度（更細嘅數碼/分立LED）以及將驅動電子元件直接集成到封裝中（智能顯示屏）。然而，對於像LTD-322JR呢類標準劃段數字顯示屏，技術已經成熟，重點在於降低成本、為均勻性進行更嚴格嘅分級，以及為高可靠性應用改善熱管理。