目錄
1. 產品概覽
LTS-3861JF係一款單數碼、7段加右邊小數點嘅LED顯示屏模組。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數字輸出。核心技術採用咗磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料嚟製造LED晶片，呢種材料以喺光譜嘅黃橙色區域產生高效率光線而聞名。呢款裝置採用灰色面配白色段嘅設計，增強咗對比度同可讀性。佢設計成共陽極配置，簡化咗好多基於微控制器應用嘅驅動電路。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款顯示屏嘅主要優勢嚟自佢嘅AlInGaP結構同設計。佢提供高亮度同出色嘅對比度，適合喺各種照明條件下都需要高可見度嘅應用。寬廣嘅視角確保顯示屏喺偏軸位置都保持清晰可讀。佢嘅低功耗要求同固態可靠性，令佢成為消費同工業電子產品長期使用嘅理想選擇。主要目標市場包括儀錶板、銷售點設備、家用電器、工業控制單元同通訊設備，呢啲地方都需要簡單、可靠嘅數字讀數顯示。
2. 深入技術參數分析
呢部分會詳細、客觀咁解讀規格書中指定嘅電氣同光學特性。
2.1 光度學同光學特性
發光強度有分類，喺1mA正向電流下嘅典型值係600微坎德拉（ucd）。呢個參數係用經過濾波以匹配CIE明視覺響應曲線嘅感測器測量嘅，確保數值同人眼對亮度嘅感知相關。主波長係605納米（nm），將輸出穩固咁定位喺黃橙色範圍。譜線半寬係17 nm，表示顏色相對純淨、飽和，光譜擴散極少。段與段之間嘅發光強度匹配比指定為2:1，確保整個數碼嘅外觀均勻。
2.2 電氣參數
每個LED晶片喺20mA下嘅典型正向電壓係2.60伏特。設計師設計限流電路時必須考慮正向電壓範圍（2.05V至2.60V），以確保唔同生產批次嘅亮度一致。反向電流喺5V反向偏壓下嘅最大值指定為100微安培。好重要嘅一點係，呢個反向電壓條件只係用於測試目的；呢款裝置唔係設計用於喺反向偏壓下連續運行。絕對最大額定值定義咗操作極限：每段功耗70mW，脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝）嘅峰值正向電流為90mA，以及喺25°C下嘅連續正向電流為25mA，高於該溫度時線性遞減率為0.33 mA/°C。
2.3 熱力同環境額定值
呢款裝置嘅額定工作溫度範圍係-35°C至+85°C，儲存溫度範圍相同。呢個寬廣嘅範圍支援喺溫度變化顯著嘅環境中部署。焊接溫度額定值對於組裝至關重要：焊接期間，元件本體溫度唔可以超過其最大額定值，對於安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）嘅引腳，指引係260°C持續5秒。
3. 分級同分類系統
規格書指出，裝置會根據發光強度進行分類。即係話，單位會根據佢哋喺標準測試電流（通常係1mA或20mA）下測量到嘅光輸出進行測試同分揀到唔同嘅級別。咁樣設計師就可以為特定應用選擇亮度一致嘅零件。雖然呢段摘錄冇詳細說明具體嘅分級代碼，但2:1嘅強度匹配比規格確保咗單一裝置內嘅段會有合理均勻嘅亮度。如果需要多個顯示屏之間有嚴格嘅亮度均勻性，設計師應該向製造商查詢詳細嘅分級資訊。
4. 性能曲線分析
規格書中參考咗典型性能曲線。呢啲圖表對於理解裝置喺25°C單點規格之外嘅行為至關重要。佢哋通常包括：
- IV曲線（電流對電壓）：顯示正向電壓同正向電流之間嘅關係。呢條曲線係非線性嘅，對於設計正確嘅限流電阻或恆流驅動器至關重要。
- 發光強度對正向電流：說明光輸出點樣隨電流增加。佢有助於確定達到所需亮度水平嘅最佳驅動電流，同時考慮功耗同使用壽命。
- 發光強度對環境溫度：演示光輸出點樣隨結溫升高而下降。對於喺高環境溫度或高驅動電流下運行嘅應用嚟講，呢點好關鍵。
- 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示喺611nm處嘅峰值同光譜寬度。
呢啲曲線讓工程師能夠預測喺現實世界、非理想條件下嘅性能。
5. 機械同封裝資訊
呢款顯示屏嘅數碼高度係0.3吋（7.62 mm）。封裝尺寸圖為PCB佔位面積設計同外殼裝配提供咗關鍵嘅機械數據。標註咗關鍵公差：大多數尺寸為±0.25mm，引腳尖端偏移公差為±0.4 mm。建議用於引腳嘅PCB孔徑係1.40 mm。規格書亦包括關於異物、段內氣泡、反射器彎曲同表面油墨污染嘅可接受水平嘅質量控制註釋。
5.1 引腳配置同電路圖
呢款裝置採用10引腳單排配置。內部電路圖顯示係共陽極設計，即係話，特定數碼所有LED嘅陽極都連接埋一齊。引腳連接表對於正確接線至關重要：
引腳 1: 共陽極
引腳 2: 陰極 F (段)
引腳 3: 陰極 G (段)
引腳 4: 陰極 E (段)
引腳 5: 陰極 D (段)
引腳 6: 共陽極 (內部連接至引腳 1)
引腳 7: 陰極 D.P. (小數點)
引腳 8: 陰極 C (段)
引腳 9: 陰極 B (段)
引腳 10: 陰極 A (段)
兩個陽極引腳（1同6）有助於電流分佈，可以喺PCB上連接埋一齊。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊同手動焊接
對於自動焊接製程，條件指定為260°C持續5秒，測量點喺安裝平面下方1.6mm。對於手動焊接，允許較高嘅烙鐵溫度350°C ±30°C，但接觸時間必須限制喺5秒內。超過呢啲時間-溫度曲線可能會損壞內部環氧樹脂、LED晶片或接合線。
6.2 儲存同處理
雖然摘錄中冇明確詳細說明，但標準嘅ESD（靜電放電）預防措施適用於LED裝置。佢哋應該儲存喺防靜電包裝內，並喺指定嘅儲存溫度範圍（-35°C至+85°C）內嘅受控環境中，以防止吸濕同其他劣化。
7. 應用註釋同設計考慮
7.1 典型應用電路
作為共陽極顯示屏，陽極通常通過限流電阻連接到正電源電壓（Vcc），或者更好嘅係，由恆流源或配置為電流源（如果喺其能力範圍內）嘅微控制器引腳驅動。陰極引腳連接到地（灌電流）以點亮一段。呢個同共陰極顯示屏相反。多工掃描幾個數碼係一種常見嘅技術，用嚟節省I/O引腳，做法係快速切換陽極，同時喺陰極線上呈現相應嘅段圖案。
7.2 關鍵設計警告
注意部分強調咗幾個要點：
1. 必須進行限流：LED係電流驅動裝置。始終需要串聯電阻或有源恆流電路，以防止熱失控同損壞。
2. 考慮正向電壓變化：電路必須設計成能夠喺整個VF範圍（2.05V-2.60V）內提供預期嘅驅動電流。
3. 避免反向偏壓：驅動電路應包含保護（例如並聯二極體），以防止電源循環期間出現反向電壓尖峰。
4. 熱管理：對於高環境溫度，必須降低驅動電流額定值。過量電流或高工作溫度會導致光輸出加速衰減同過早失效。
5. 應用範圍：呢款裝置適用於標準電子設備。對於安全關鍵應用（航空、醫療等），需要特定嘅諮詢同資格認證。
8. 可靠性同測試
呢款裝置會根據軍事（MIL-STD）、日本（JIS）同內部標準進行一系列全面嘅可靠性測試。呢啲測試包括：
- 工作壽命測試（RTOL）：喺最大額定電流下運行1000小時。
- 環境應力測試：高溫/高濕儲存、高/低溫儲存、溫度循環同熱衝擊。
- 製程穩健性測試：耐焊接性同可焊性測試。
呢啲測試驗證咗裝置承受製造、儲存同長期運行嚴苛條件嘅能力。
9. 比較同區分
LTS-3861JF嘅主要區別在於佢使用AlInGaP技術嚟產生黃橙色光。同舊技術（如GaAsP）相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性，從而產生更明亮、更一致嘅輸出。灰色面/白色段設計相比全擴散封裝提供更優越嘅對比度。佢嘅0.3吋數碼尺寸瞄準咗一個特定嘅利基市場，介乎於較小、較難閱讀嘅顯示屏同較大、功耗較高嘅顯示屏之間。
10. 常見問題（FAQ）
問：共陽極同共陰極有咩分別？
答：喺共陽極顯示屏度，所有LED陽極連接埋一齊到Vcc，段係通過灌電流（將陰極拉低）嚟點亮。喺共陰極顯示屏度，所有陰極連接埋一齊到地，段係通過源電流（將陽極驅動至高電平）嚟點亮。驅動電路必須匹配類型。
問：點樣計算限流電阻值？
答：使用歐姆定律：R = (V_電源 - VF_LED) / I_期望。使用規格書中嘅最大VF（2.60V），以確保喺VF範圍嘅低端有足夠電流。對於5V電源同20mA期望電流：R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120歐姆。始終檢查電阻功率額定值：P = I^2 * R。
問：我可唔可以直接用微控制器引腳驅動呢款顯示屏？
答：視乎MCU引腳嘅源電流/灌電流能力。好多MCU可以灌入嘅電流多過佢哋可以輸出嘅電流。對於共陽極顯示屏（灌電流），如果段電流（例如10-20mA）喺MCU每引腳同總封裝限制嘅灌電流規格範圍內，你可能可以直接驅動佢。驅動IC（例如帶TPIC6B595灌電流驅動器嘅74HC595移位寄存器，或專用LED驅動器）通常用於多工掃描同提供更高電流。
11. 實際應用示例
場景：設計一個簡單嘅數字計時器顯示屏。
使用四個LTS-3861JF數碼嚟顯示分鐘同秒（MM:SS）。選擇一個I/O引腳有限嘅微控制器。實施：使用多工掃描。將四個數碼所有對應嘅段陰極（A, B, C, D, E, F, G, DP）連接埋一齊。呢八條線連接到八個配置為輸出（用於灌電流）嘅微控制器引腳。每個數碼嘅共陽極引腳通過一個可以處理總數碼電流（最多8段 * 20mA = 160mA）嘅小型NPN晶體管（例如2N3904）連接到一個獨立嘅微控制器引腳。微控制器快速循環開啟一個晶體管（啟用一個數碼），同時喺陰極線上輸出該數碼嘅段圖案。大於100Hz嘅刷新率可以防止可見閃爍。限流電阻可以放喺陰極線或陽極路徑上。
12. 技術原理
AlInGaP（磷化鋁銦鎵）係一種III-V族化合物半導體。當施加正向偏壓時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量。晶格中Al、In、Ga同P嘅特定比例決定咗帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長（顏色）。對於黃橙色光（~605nm），會使用特定嘅成分。AlInGaP生長喺GaAs襯底上。同其他用於紅黃色嘅材料系統相比，佢以高內量子效率同喺高溫下嘅良好性能而聞名。
13. 行業趨勢
分立LED顯示屏嘅趨勢係朝向更高效率、更寬色域同與表面貼裝技術（SMT）集成。雖然AlInGaP喺高性能琥珀色同紅色領域仍然佔主導地位，但基於AllnGaN嘅裝置正進一步推向綠色同黃色光譜。行業亦普遍轉向更細間距、直接觀看嘅LED模組用於大型顯示屏，減少咗某啲應用中對分立段式數碼嘅需求。然而，對於工業同消費設備中簡單、低成本、高可靠性嘅數字讀數顯示，由於其簡單性、耐用性同易於介面，像LTS-3861JF呢類段式LED顯示屏仍然係一個穩健而實用嘅解決方案。
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。 |