LTD-4608JG 0.4吋雙位數LED顯示屏規格書 - 字高10.0mm - 綠色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-4608JG係一款緊湊、高性能嘅雙位數七段式顯示屏，專為需要清晰數字顯示同低功耗嘅應用而設計。佢嘅主要功能係喺電子設備（例如儀錶板、測試設備、消費電子產品同工業控制裝置）中提供視覺數字輸出。呢款裝置嘅核心優勢在於佢採用先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造LED晶片，相比舊技術，提供更優越嘅效率同色彩純度。目標市場包括設計便攜式裝置、電池供電設備，以及任何空間、功耗效率同可讀性係關鍵限制因素嘅應用嘅設計師同工程師。

1.1 主要特點同核心優勢

• 0.4吋（10.0毫米）字高：提供適合中距離觀看嘅字符尺寸，平衡咗可見性同元件佔用空間。
• 連續均勻嘅段位：確保顯示嘅數字具有平滑、專業嘅外觀，發光時冇可見嘅間隙或不規則。
• 低功耗要求：專為能源效率而設計，非常適合電池供電裝置。喺標準光度測量下，佢嘅典型正向電流為1mA。
• 高亮度同高對比度：AlInGaP材料同灰色面配白色段位，創造出卓越嘅光度同銳利嘅對比度，確保即使喺光線充足嘅環境條件下都清晰可讀。
• 闊視角：喺廣闊嘅視角範圍內提供一致嘅光輸出同顏色，增強咗從唔同角度觀看嘅可用性。
• 固態可靠性：作為一款基於LED嘅裝置，相比機械或其他顯示技術，佢提供更長嘅使用壽命、抗震性同快速切換時間。
• 按光度分類：單元根據其光輸出進行分級，允許喺多位數或多裝置應用中實現一致嘅亮度匹配。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節詳細分析規格書中定義嘅電氣同光學特性，解釋佢哋對設計同應用嘅重要性。

2.1 絕對最大額定值

呢啲係壓力極限，任何情況下都唔可以超過，以防止對裝置造成永久損壞。

• 每段功耗：70 mW。呢係單個LED段可以安全地以熱量形式消散嘅最大功率。
• 每段峰值正向電流：60 mA（喺1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下）。呢個額定值適用於短暫嘅脈衝操作，對於多路復用或實現更高嘅瞬時亮度非常有用。
• 每段連續正向電流：25 mA（喺25°C下）。呢係連續操作嘅最大直流電流。規格書指定咗高於25°C時，降額因子為0.33 mA/°C，意味住允許嘅連續電流會隨著環境溫度升高而降低，以管理熱負載。
• 每段反向電壓：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會損壞LED結。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。呢款裝置適用於工業級溫度環境。
• 焊接溫度：260°C 持續3秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）。呢個定義咗回流焊接曲線，以避免組裝過程中嘅熱損壞。

2.2 電氣同光學特性（喺Ta=25°C下）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數。

• 平均光度（Iv）：喺正向電流（IF）為1mA時，320至850 µcd（最小至最大）。呢個寬範圍表示分級過程；設計師必須考慮呢種變化，或者選擇分級部件以獲得均勻外觀。典型值可能喺呢個範圍嘅中間附近。
• 峰值發射波長（λp）：571 nm（典型）。呢係發射光強度最高嘅波長，將佢置於可見光譜嘅純綠色區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型）。呢個測量光譜純度。較窄嘅半寬度表示更單色、更飽和嘅綠色。
• 主波長（λd）：572 nm（典型）。呢係人眼感知嘅單一波長，與呢款裝置嘅峰值波長非常匹配。
• 每段正向電壓（VF）：喺IF=20mA時，2.05V至2.6V（典型）。呢係LED段導通時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。變化係由於正常嘅半導體製造公差。
• 每段反向電流（IR）：喺VR=5V時，100 µA（最大）。呢係LED喺其最大額定值下反向偏壓時嘅小漏電流。
• 光度匹配比（Iv-m）：2:1（最大）。呢個指定咗單個裝置內或同一分級嘅裝置之間，最亮段同最暗段之間嘅最大允許比率，確保視覺均勻性。

3. 分級系統解釋

規格書指出該裝置按光度分類。呢個係指生產後嘅分類（分級）過程。

• 光度分級：如Iv範圍所示（@1mA時320-850 µcd），LED根據其測量嘅光輸出進行分組。咁樣允許製造商提供保證最低亮度嘅部件，或者以更高價格出售光度範圍更緊嘅部件。設計師應指定所需嘅分級，或者喺物料清單中準備好亮度變化。
• 波長/顏色分級：雖然冇用多個代碼明確詳細說明，但λp（571nm）同λd（572nm）嘅嚴格典型規格表明咗受控嘅製造過程。對於關鍵顏色應用，可能提供特定波長分級嘅部件。
• 正向電壓分級：VF範圍（2.05-2.6V）代表自然分佈。對於電源設計極其敏感嘅應用，從特定電壓分級選擇部件可能有益。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但呢類裝置嘅標準曲線通常包括：

• 相對光度 vs. 正向電流（I-V曲線）：呢個圖表顯示光輸出如何隨電流增加。喺較低電流下通常係線性嘅，但喺較高電流下可能因熱效應而飽和。Iv嘅1mA測試點表明操作喺高效、線性區域。
• 正向電壓 vs. 正向電流：顯示指數關係，對於設計恆流驅動器至關重要。
• 相對光度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨溫度升高而降低。呢個係高溫環境嘅關鍵考慮因素。
• 光譜分佈：光強度對波長嘅圖表，顯示喺~571nm處嘅峰值同窄半寬度，確認純綠色。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸同圖紙

該裝置採用標準10針雙列直插封裝（DIP）。規格書中嘅關鍵尺寸註釋：所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25mm（0.01"），除非另有說明。圖紙會詳細說明總長度、寬度、高度、數字間距、段位尺寸同針腳間距（可能係標準0.1" / 2.54mm間距）。

5.2 針腳連接同極性識別

該裝置使用共陽極配置進行多路復用。內部電路圖顯示兩個共陽極（每個數字一個）同每個段位（A-G同DP）嘅獨立陰極。

針腳定義：

1: 陰極 C

2: 陰極 D.P. （小數點）

3: 陰極 E

4: 共陽極 （數字2）

5: 陰極 D

6: 陰極 F

7: 陰極 G

8: 陰極 B

9: 共陽極 （數字1）

10: 陰極 A

極性由共陽極標記清晰標明。物理封裝可能喺第1針附近有凹口或圓點用於定位。

6. 焊接同組裝指南

• 回流焊接參數：根據絕對最大額定值，推薦嘅焊接曲線係260°C持續3秒，測量點喺封裝體下方1.6mm處。呢個係標準無鉛回流條件。
• 注意事項：
  • 插入時避免對針腳施加機械應力。
  • 確保控制烙鐵頭溫度，以防止超過封裝最大溫度。
  • 如有需要，使用適當嘅助焊劑同清潔程序。
• 儲存條件：喺指定溫度範圍內（-35°C至+85°C）儲存喺乾燥、防靜電環境中。避免暴露於高濕度或腐蝕性氣體。

7. 包裝同訂購信息

• 包裝規格：通常，呢類顯示屏以防靜電管或托盤供應，以保護針腳同透鏡免受損壞同靜電放電（ESD）。
• 型號編號規則：部件號LTD-4608JG可能遵循內部編碼系統，其中LTD表示產品系列（LED顯示屏），4608表示尺寸同類型（0.4" 2位數），JG指定顏色（綠色）同可能嘅其他變體，例如右側小數點（如描述中所述）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 數字萬用錶同鉗形錶
• 台式電源供應器同電子負載
• 過程控制指示器
• 健身設備顯示屏
• 汽車改裝儀錶（用於車內）
• 消費電器計時器同計數器

8.2 設計考慮因素

• 驅動電路：為每條陰極線使用恆流驅動器或限流電阻。對於多路復用兩個數字，以足夠高嘅頻率（通常>60Hz）順序切換共陽極（針腳4同9），以避免閃爍。
• 電流計算：基於所需亮度同VF曲線。例如，要喺5V電源同VF為2.3V下，以1mA實現典型亮度，限流電阻為 R = (V_電源 - VF) / I_F = (5 - 2.3) / 0.001 = 2700 Ω。
• 微控制器接口：如果每段電流喺MCU嘅灌電流能力範圍內，陰極可以直接由微控制器GPIO針腳（灌電流）驅動，或者通過晶體管/MOSFET陣列驅動更高電流。
• 視角：通過將顯示屏垂直於主要用戶視線安裝，利用闊視角。

9. 技術比較同區分

與舊技術（如標準GaP（磷化鎵）綠色LED或紅色GaAsP LED）相比，基於AlInGaP嘅LTD-4608JG提供：

• 更高效率同亮度：每毫安電流產生更多光輸出。
• 更優越嘅色彩飽和度：更窄嘅光譜半寬度產生更純、視覺上更分明嘅綠色。
• 更好嘅溫度穩定性：AlInGaP通常喺溫度範圍內比某些舊材料更好地保持其性能。
• 與現代白色LED背光LCD相比，呢款裝置喺直射陽光下提供更高對比度，對於簡單數字顯示功耗更低，並且接口極其簡單（直接驅動 vs. LCD控制器）。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 光度匹配比2:1嘅目的係咩？

A1: 呢個比率確保視覺一致性。佢意味住喺一個顯示單元內，冇任何段會比最暗嘅段亮超過兩倍。咁樣可以防止數字照明不均勻，可能被誤認為係另一個數字（例如，一個有暗段嘅8睇起嚟似0）。

Q2: 我可以用3.3V微控制器系統驅動呢個顯示屏嗎？

A2: 可以，但需要謹慎設計。典型VF係2.05-2.6V。喺3.3V電源下，限流電阻嘅電壓餘量非常小（3.3 - 2.6 = 0.7V）。你必須精確計算電阻值（例如，對於1mA：R = 0.7V / 0.001A = 700Ω）。確保MCU針腳可以灌入所需電流。對於低壓電源，恆流驅動器IC通常係更可靠嘅解決方案。

Q3: 點解有兩個唔同嘅電流額定值（連續25mA同峰值60mA）？

A3: 25mA連續額定值適用於直流操作，受平均散熱限制。60mA峰值額定值允許喺多路復用系統中實現更高瞬時亮度。喺多路復用中，每個數字只喺一部分時間內供電（佔空比）。喺其開啟時間內較高嘅峰值電流產生更亮嘅感知平均亮度，而較低嘅平均電流使裝置保持喺其熱限值內。

11. 實用設計同使用案例研究

案例：設計一個簡單嘅2位數電壓錶讀數

一位設計師正在創建一個緊湊型電壓錶，用於顯示0.0V至9.9V。佢哋選擇LTD-4608JG，因為佢尺寸小、功耗低同顯示清晰綠色。系統使用帶有模擬-數字轉換器（ADC）嘅微控制器來測量電壓。

• 電路設計：微控制器嘅端口針腳通過220Ω限流電阻（計算為喺5V下每段約3mA）連接到段位陰極（A-G，DP）。另外兩個GPIO針腳驅動PNP晶體管（或P溝道MOSFET），佢哋將共陽極（數字1同數字2）切換到5V電源。
• 軟件：固件讀取ADC，將值轉換為兩個BCD數字，並使用查找表確定每個數字（0-9）要點亮邊啲段位。然後進行多路復用：打開數字1嘅晶體管，設置第一個數字嘅陰極模式，等待5ms，關閉數字1，打開數字2嘅晶體管，設置第二個數字嘅陰極模式，等待5ms，然後重複。呢個100Hz刷新率消除咗可見閃爍。
• 結果：一個清晰、穩定嘅兩位數讀數，消耗最少嘅微控制器資源同功耗。

12. 工作原理介紹

LTD-4608JG基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。當施加超過結內建電勢（對於AlInGaP約為2V）嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴喺有源區域中復合。喺AlInGaP LED中，呢種復合主要以光子形式釋放能量，光子波長對應於光譜嘅綠色部分（~571nm）。鋁、銦、鎵同磷化物嘅特定合金成分決定咗帶隙能量，從而決定咗發射光嘅顏色。不透明嘅GaAs襯底有助於將光向上反射，提高從頂面嘅總光提取效率。七個段位係以數字圖案佈線嘅獨立LED晶片，允許通過選擇性地激勵呢啲段位嘅組合來形成從0到9（同某些字母）嘅任何數字。

13. 技術趨勢同發展

雖然七段式LED顯示屏對於數字讀數仍然係一個穩健且具成本效益嘅解決方案，但更廣泛嘅顯示技術領域正在發展。與呢款產品領域相關嘅趨勢包括：

• 效率提高：對半導體材料（包括進一步改進AlInGaP同開發如InGaN等其他顏色材料）嘅持續研究，不斷推動每瓦流明效率更高，實現更低電流下更亮嘅顯示。
• 微型化：不斷追求更小嘅像素間距同更高密度，儘管對於標準七段式顯示屏，0.4"尺寸代表咗許多應用中嘅理想選擇。
• 集成化：一些現代顯示屏將驅動器IC甚至微控制器接口（如I2C或SPI）直接集成到封裝中，簡化外部電路設計。LTD-4608JG代表傳統嘅分立方法，為大批量、成本敏感嘅設計提供最大靈活性同更低成本。
• 替代技術嘅競爭：OLED（有機LED）顯示屏提供出色嘅對比度同視角，並且對於小型、定制形狀嘅顯示屏變得更加實惠。然而，對於簡單、高亮度、低功耗嘅數字指示器，傳統嘅LED段式顯示屏（如LTD-4608JG）在壽命、耐用性同陽光下可讀性方面保持顯著優勢。