LTD-5260JD 0.52吋超紅光7段LED顯示屏規格書 - 字高13.2mm - 正向電壓2.6V - 功率70mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-5260JD係一款高性能、0.52吋（13.2 mm）字高嘅7段LED顯示屏模組。佢專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。呢款器件採用先進嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術製造發光芯片，芯片製作喺非透明嘅砷化鎵（GaAs）基板上。呢種結構造就咗佢嘅關鍵視覺特徵：熄滅時係灰色面板同白色段區，當紅色段著燈時，可以增強對比度。

呢款顯示屏採用共陰極配置，呢個係簡化多位數應用中驅動電路嘅標準設計。每個數字都包括一個右側小數點（D.P.），可以顯示小數。呢個元件嘅主要設計目標係優秀嘅字符外觀、高亮度、高對比度同寬視角，所有呢啲都係透過固態LED技術典型嘅相對較低功耗實現嘅。

1.1 核心優勢同目標市場

LTD-5260JD嘅核心優勢源自佢嘅AlInGaP超紅光LED技術。同舊技術（例如標準GaAsP紅光LED）相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率。呢個意味住喺相同正向電流下可以達到更高亮度，或者喺所需亮度水平下功耗更低。超紅光呢個稱號表示一種深沉、飽和嘅紅色，主波長通常喺639 nm左右，對人眼嚟講非常顯眼。

呢款器件按發光強度分類，即係話單元會根據測量到嘅光輸出進行分檔或排序。咁樣設計師就可以喺產品中揀選多個亮度一致嘅顯示屏，確保外觀均勻。LED嘅固態可靠性意味住冇燈絲會燒壞，抗震動，而且操作壽命極長，通常超過100,000小時。

呢款顯示屏嘅目標市場包括工業儀器、測試同測量設備、銷售點系統、汽車儀表板（用於改裝或輔助顯示）、醫療設備，以及需要清晰、可靠數字讀數嘅消費電器。佢0.52吋嘅數字尺寸，適合需要考慮空間但又要喺中等距離有良好可讀性嘅面板安裝。

2. 深入技術參數分析

規格書提供全面嘅電氣、光學同絕對最大額定值，呢啲對於可靠電路設計同確保顯示屏壽命至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。佢哋唔係正常操作條件。

• 每芯片功耗：70 mW。呢個係單個LED段（芯片）可以持續消耗而唔會導致過熱嘅最大功率。
• 每芯片峰值正向電流：90 mA。呢個只允許喺脈衝條件下使用，佔空比為1/10，脈衝寬度為0.1 ms。對於多路復用方案或實現短暫嘅更高亮度期好有用。
• 每芯片連續正向電流：25°C時為25 mA。呢個額定值會隨環境溫度（Ta）升高超過25°C而線性遞減，遞減率為0.33 mA/°C。例如，喺85°C時，最大連續電流大約係：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA。呢個遞減對於熱管理好重要。
• 每芯片反向電壓：5 V。反向偏壓時超過呢個電壓可能會擊穿LED嘅PN結。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。呢款器件適用於工業溫度範圍。
• 焊接溫度：最高260°C，最多3秒，測量點喺安裝平面下方1.6mm處。呢個定義咗回流焊接溫度曲線嘅限制。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺標準測試條件下（Ta=25°C）測量，代表器件嘅典型性能。

• 平均發光強度（I_V）：I_F=1mA時，320（最小值），700（典型值），μcd（微坎德拉）。呢個係亮度嘅主要度量。從最小值到典型值嘅寬範圍表示分檔過程；設計師必須使用最小值進行最壞情況亮度計算。
• 峰值發射波長（λ_p）：I_F=20mA時，650 nm（典型值）。呢個係光譜輸出最強嘅波長。
• 主波長（λ_d）：I_F=20mA時，639 nm（典型值）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗顏色。639 nm嘅數值確認咗超紅光嘅分類。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型值）。呢個表示顏色純度；數值越細，光線越接近單色光。
• 每段正向電壓（V_F）：I_F=20mA時，2.1（最小值），2.6（典型值）伏特。呢個對於設計限流電路好關鍵。驅動器必須提供至少2.6V以確保LED正常著燈。
• 每段反向電流（I_R）：V_R=5V時，100 μA（最大值）。呢個係LED反向偏壓時嘅漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大值）。呢個規定咗同一個數字內任何兩段之間嘅亮度差異唔會超過2比1嘅比例，確保外觀均勻。

3. 分檔系統解釋

規格書明確指出器件按發光強度分類。呢個係指製造後嘅分檔或排序過程。由於半導體外延生長同芯片製造過程存在固有差異，同一生產批次嘅LED喺關鍵參數（例如正向電壓（V_F）同發光強度（I_V））上可能會有差異。

對於LTD-5260JD，主要分檔標準係發光強度，正如所示。單元會經過測試，並按唔同強度分檔（例如，喺1mA測試條件下，一個檔係320-400 μcd，另一個係400-500 μcd，等等）。咁樣製造商同分銷商就可以提供保證最低亮度水平嘅部件。採購呢啲顯示屏嘅設計師應該指定所需嘅強度檔，以確保佢哋生產運行中所有單元嘅一致性，呢個對於使用多個顯示屏且視覺均勻性重要嘅產品至關重要。規格書提供咗最小值（320 μcd）同典型值（700 μcd），定義咗可能嘅範圍。

4. 性能曲線分析

雖然具體圖表喺提供嘅文本中冇詳細說明，但規格書包含一個典型電氣/光學特性曲線部分。根據標準LED行為，呢啲曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電壓（V_F）同正向電流（I_F）之間嘅關係。佢係非線性嘅，一旦正向電壓超過二極管嘅閾值（AlInGaP紅光約為2V），電流就會急劇增加。呢條曲線對於設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_Vvs. I_F）：顯示亮度如何隨電流增加。喺較低電流時通常係線性嘅，但喺較高電流時可能會由於熱效應同效率下降而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_Vvs. T_A）：說明光輸出如何隨結溫升高而下降。呢條係喺高溫環境下操作嘅應用嘅關鍵遞減曲線。
• 光譜分佈：相對輻射功率對波長嘅圖，顯示峰值約為650 nm，半寬度約為20 nm，確認咗光學特性表。
• 正向電壓 vs. 環境溫度（V_Fvs. T_A）：顯示V_F嘅負溫度係數；正向電壓隨溫度升高而輕微下降。

呢啲曲線讓工程師可以預測非標準條件下嘅性能，並為效率同可靠性優化佢哋嘅設計。

5. 機械同封裝信息

規格書提供詳細嘅封裝尺寸圖。關鍵機械特徵包括：

• 總體尺寸：圖紙指定咗塑料封裝嘅長度、寬度同高度，以及引腳間距同尺寸。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25 mm。
• 引線框架設計：18個引腳以0.1吋（2.54 mm）間距排列，呢個係標準DIP（雙列直插式封裝）佔位面積，使其兼容標準PCB插座同佈局。
• 極性識別：引腳連接圖係主要嘅極性同引腳排列指南。共陰極引腳（13同14）清晰標識。物理封裝可能包括一個凹口、一個點或一個斜角來指示引腳1嘅方向，應該同引腳圖交叉參考。
• 安裝平面：關於焊接溫度嘅註釋提到安裝平面下方1.6mm處嘅一個點，呢個對於定義回流焊接期間封裝嘅熱質量好重要。

6. 焊接同組裝指南

絕對最大額定值提供咗焊接嘅關鍵指南：封裝唔可以暴露喺超過260°C嘅溫度下超過3秒。呢個符合標準無鉛回流焊接溫度曲線（例如，IPC/JEDEC J-STD-020）。

推薦工藝：應該使用具有受控溫度曲線嘅標準紅外線或對流回流焊爐。溫度曲線應該有一個預熱區來逐漸升高溫度，一個保溫區來激活助焊劑並平衡溫度，一個峰值回流區（封裝引腳處溫度短暫達到240-250°C，保持低於260°C限制），同一個受控冷卻區。

手工焊接：如果需要手工焊接，應該使用溫控烙鐵。烙鐵頭溫度通常應設定喺300-350°C之間，但同每個引腳嘅接觸時間必須非常短（少於3秒），以防止熱量沿引腳傳導並損壞內部鍵合線或LED芯片本身。建議喺焊點同封裝主體之間嘅引腳上使用散熱夾。

清潔：焊接後，如果需要清潔，請使用與塑料封裝材料兼容嘅溶劑。異丙醇通常係安全嘅。

儲存條件：喺指定溫度範圍-35°C至+85°C內，儲存喺乾燥、防靜電嘅環境中。器件應保持喺其原始防潮袋中，直到準備使用，以防止吸濕，吸濕會導致回流焊接期間出現爆米花現象。

7. 引腳連接同內部電路

引腳連接表非常詳盡。LTD-5260JD係一個兩位數顯示屏，每個數字有一個共陰極。內部電路圖會顯示，特定數字嘅特定段（例如段A）嘅所有陽極都係獨立嘅，而單個數字內所有段嘅陰極喺內部連接埋一齊。

驅動方法：呢種配置非常適合多路復用。要顯示一個數字，微控制器會：

1. 將需要著燈嘅段嘅陽極（引腳1-12，15-18）模式設為高電平（透過限流電阻）。
2. 將相應數字嘅共陰極（引腳13或14）拉低以完成電路並點亮該數字。
3. 經過短時間（例如5ms）後，通過將其陰極設為高電平或浮空來關閉該數字。
4. 對下一個數字重複呢個過程，使用其相應嘅段陽極模式同陰極。

通過快速循環切換數字（頻率>100Hz），視覺暫留會產生兩個數字持續亮著嘅錯覺。同靜態（非多路復用）驅動相比，呢種方法顯著減少咗所需微控制器I/O引腳嘅數量同功耗。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

最常見嘅應用係多路復用驅動電路。微控制器嘅I/O端口（通常會用外部電流吸收驅動器（如ULN2003A達林頓陣列）來增強以處理陰極電流）控制顯示屏。每個段陽極透過一個限流電阻連接到微控制器（或鎖存器/解碼器IC，如74HC595）。電阻值使用公式 R = (V_supply- V_F) / I_F 計算。對於5V電源，典型V_F為2.6V，所需I_F為10 mA：R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω。220 Ω或270 Ω電阻會係標準選擇。

8.2 設計考慮事項

• 限流：務必為每個段陽極使用串聯電阻。切勿將LED直接連接到電壓源。
• 多路復用中嘅峰值電流：多路復用時，短暫開啟期間嘅瞬時電流可以高於直流額定值，以達到相同嘅平均亮度。例如，使用1/4佔空比，你可以使用40 mA脈衝來實現10 mA平均值。然而，呢個脈衝唔可以超過絕對最大峰值電流額定值90 mA，並且必須遵守佔空比同脈衝寬度限制。
• 視角：將顯示屏定位，使預期觀看方向喺器件嘅寬視角範圍內，通常垂直於面板以獲得最大對比度。
• 調光：可以透過陰極驅動器上嘅PWM（脈衝寬度調製）來控制亮度，調整多路復用脈衝嘅佔空比。

9. 技術比較同差異化

LTD-5260JD嘅主要區別在於佢使用AlInGaP技術實現超紅光發射。同使用舊式GaAsP或標準紅光AllnGaP嘅顯示屏相比：

• vs. GaAsP 紅光：AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率（每mA更多光），更好嘅溫度穩定性，同更長嘅波長（更深紅），呢種顏色通常睇落更亮，而且透過紅色濾光片性能更好。
• vs. 標準紅光LED顯示屏：超紅光639 nm主波長，相比標準約625 nm紅光，喺灰/白背景下提供更優越嘅對比度，特別係喺環境光條件下。
• vs. 當代替代品（例如OLED）：雖然OLED提供靈活性，並且喺黑暗環境中可能有更高對比度，但呢款LED顯示屏喺高亮度環境下（陽光下可讀性）更優越，提供更寬嘅工作溫度範圍，並且具有經過驗證嘅長期可靠性同穩定性，超越早期OLED。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以用3.3V微控制器驅動呢款顯示屏嗎？

答：可以，但你必須檢查正向電壓。典型V_F係2.6V。使用3.3V電源時，限流電阻嘅電壓餘量只有0.7V（3.3V - 2.6V）。要實現10 mA電流，你需要一個70 Ω電阻（R = 0.7V / 0.01A）。呢個係可行嘅，但電流對V_F同電源電壓嘅變化會更敏感。5V電源對於驅動呢啲LED更穩健。

問：點解發光強度喺1mA給出，但V_F喺20mA給出？

答：低電流（1mA）下嘅強度係比較亮度效率嘅標準測試條件。正向電壓通常喺標準工作電流（20mA）下測量，呢個係指示燈LED嘅常見驅動水平。設計師使用1mA數據進行低功耗計算，並使用20mA V_F進行標準驅動電路設計。

問：共陰極對我嘅電路意味住乜嘢？

答：意思係一個數字內所有LED嘅陰極（負極側）喺封裝內部連接埋一齊。要點亮一段，你需要將正電壓（透過電阻）施加到其陽極引腳，並將該數字嘅共陰極引腳連接到地。呢個同共陽極顯示屏相反，後者係將段引腳接地並將電壓施加到共陽極。

問：點樣計算熱管理嘅功耗？

答：對於一段，功率 P = V_F* I_F。喺20mA同2.6V時，每段P = 52 mW。如果一個數字嘅所有7段都著燈（加上小數點，共8段），該數字嘅總功率將係8 * 52 mW = 416 mW。呢個功率會以熱量形式喺LED芯片中耗散。你必須確保平均芯片溫度唔超過其極限，方法是遵循電流遞減曲線，並在必要時提供足夠通風或散熱，特別係喺高環境溫度下。

11. 實用設計案例分析

場景：為枱面電源設計一個簡單嘅兩位數電壓表顯示屏，顯示0.0V至19.9V。

實施：

1. 微控制器：選擇一個低成本、至少有10個I/O引腳嘅8位MCU。
2. 驅動電路：兩個I/O端口引腳配置為兩個共陰極（引腳13同14）吸收電流。如果佢哋可以吸收20-40mA，呢啲引腳直接連接到MCU，或者透過晶體管/驅動器IC連接。另外八個I/O引腳（或者一個串入/並出移位寄存器，如74HC595，以節省引腳）透過獨立嘅220Ω限流電阻驅動段陽極（兩個數字嘅A-G同DP，注意有些係共用嘅）。
3. 軟件：韌體透過ADC讀取電壓，將其轉換為BCD（二進制編碼十進制），並使用查找表來確定每個數字（0-9）需要點亮邊啲段。佢實現一個多路復用例程，以200Hz速率更新顯示屏（每個數字亮約2.5ms）。
4. 亮度控制：實現一個簡單嘅多路復用佔空比PWM調整，由另一個ADC通道讀取嘅電位器控制，允許用戶喺黑暗環境中調暗顯示屏。

呢個案例突顯咗LTD-5260JD嘅共陰極、兩位數設計所實現嘅I/O高效使用、適當限流同多路復用技術。

12. 技術原理介紹

核心發光原理係半導體PN結中嘅電致發光。LTD-5260JD使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）作為有源層。當施加正向電壓時，來自N型區域嘅電子同來自P型區域嘅空穴被注入到有源區域。喺嗰度，佢哋復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。Al_xIn_yGa_1-x-yP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，呢個直接決定咗發射光嘅波長（顏色）。對於約639 nm嘅超紅光，成分經過仔細校準。非透明嘅GaAs基板吸收任何向下發射嘅光，通過防止光從芯片背面散射出來來提高對比度。灰色面板同白色段係塑料封裝成型嘅一部分，佢作為安裝喺後面嘅細小、明亮LED芯片嘅擴散器同增強對比度嘅濾光片。

13. 發展趨勢

雖然像LTD-5260JD咁樣嘅分立式7段LED顯示屏由於其簡單性、穩健性同成本效益，喺許多應用中仍然相關，但有幾個趨勢好明顯：

1. 集成化：有向集成驅動器（I2C或SPI接口）同控制器嘅顯示屏發展嘅趨勢，減少咗系統設計師嘅元件數量同微控制器開銷。
2. 小型化同更高密度：具有更細數字高度（例如0.3吋）同多位數模組（4位數、8位數）嘅單一封裝顯示屏好常見。
3. 顏色多樣性：雖然紅色係傳統顏色，但亮綠色、藍色、黃色同全彩色RGB 7段顯示屏可用於特定美學或功能需求。
4. 替代技術：喺超低功耗、超薄或靈活性至關重要嘅應用中，基於OLED嘅段式顯示屏係一種替代方案，儘管同無機LED相比，佢哋可能喺某些條件下犧牲最大亮度、溫度範圍或長期可靠性。
5. 效率提升：對半導體材料（包括新型熒光粉轉換LED同微型LED技術）嘅持續研究，承諾更高效率同新外形尺寸，儘管呢啲更有可能影響下一代顯示技術，而唔係喺短期內取代傳統段式LED喺其核心應用中嘅地位。

LTD-5260JD代表咗一個成熟、優化嘅解決方案，喺其特定領域內平衡咗性能、可靠性同成本。