LTS-3403JS LED顯示屏規格書 - 0.8吋數碼高度 - AlInGaP黃色 - 2.6V正向電壓 - 40mW功耗 - 技術文件

1. 產品概覽

LTS-3403JS係一款單色七劃字母數字顯示模組，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獨立嘅LED劃段，以視覺方式顯示數字（0-9）同部分有限字符。核心技術基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，專門設計用於發射黃色波長光線。呢種特定材料選擇提供咗效率、亮度同顏色純度之間嘅平衡。呢款器件屬於共陰極類型，即係話LED劃段嘅陰極（負極）喺內部連接埋一齊，當使用灌電流驅動器時可以簡化驅動電路。物理設計採用淺灰色面板配白色劃段輪廓，喺劃段點亮時增強對比度同可讀性。

2. 深入技術參數分析

本節詳細分析器件喺指定條件下嘅操作限制同性能特徵。

2.1 絕對最大額定值

呢啲參數定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。為確保可靠性能，唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作。

• 每劃段功耗：40 mW。呢個係單一劃段可以轉化為熱同光而無損壞風險嘅最大電功率。
• 每劃段峰值正向電流：60 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 ms。用於短暫、高強度嘅閃爍。
• 每劃段連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高過25°C時，呢個額定值會以0.33 mA/°C嘅速率線性下降，呢個過程稱為降額。
• 每劃段反向電壓：5 V。喺反向偏壓方向超過呢個電壓可能會導致結擊穿。
• 操作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件設計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，喺波峰焊或回流焊期間測量，測量點喺元件安裝平面下方1.6mm（1/16吋）處。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺環境溫度（Ta）25°C同指定測試條件下測量嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：範圍由320 μcd（最小）到700 μcd（最大），當每劃段以1 mA正向電流（I_F）驅動時，有典型值。呢個係衡量光輸出嘅感知亮度。
• 峰值發射波長（λ_p）：588 nm（典型）。呢個係光輸出功率最大嘅波長，定義咗黃色。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型）。呢個表示光譜純度；數值越細，表示黃色越單色（純淨）。
• 主波長（λ_d）：587 nm（典型）。呢個係人眼感知嘅波長，同峰值波長非常接近。
• 每劃段正向電壓（V_F）：喺I_F= 20 mA時，範圍由2.05 V（最小）到2.6 V（最大）。呢個係LED導通時嘅壓降。
• 每劃段反向電流（I_R）：當施加5 V反向電壓（V_R）時，為100 μA（最大）。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大）。呢個指定咗同一數字內唔同劃段之間或數字之間嘅最大允許亮度變化，確保外觀均勻。

測量注意：發光強度係使用傳感器同濾光片組合測量，該組合近似於人眼嘅明視覺（適應日光）光譜靈敏度，由國際照明委員會（CIE）定義。

3. 分級系統解釋

規格書指出器件按發光強度分類。呢個係指一種生產後嘅分類過程，稱為分級。喺製造過程中，AlInGaP材料嘅外延生長同處理有輕微差異，可能會導致正向電壓（V_F）同發光強度（I_V）等關鍵參數唔同。為確保最終用戶嘅一致性，製造出嚟嘅單元會根據呢啲測量值進行測試，並分入特定嘅級別或組別。對於LTS-3403JS，主要分級標準係1 mA下嘅發光強度，正如指定嘅最小（320 μcd）同最大（700 μcd）值所示。如果應用需要喺多個顯示屏之間緊密匹配亮度水平，設計師就可以從特定強度級別中選擇部件。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係。曲線會顯示典型V_F喺常見驅動電流（如1 mA同20 mA）下嘅數值。
• 發光強度 vs. 正向電流：展示光輸出如何隨電流增加，通常喺操作範圍內接近線性關係，然後喺極高電流下可能飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明光輸出如何隨結溫升高而下降，呢個係高亮度或高溫應用中熱管理嘅關鍵因素。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示喺~588 nm處嘅峰值同半寬度，確認黃色光發射。

呢啲曲線對於設計師模擬顯示屏喺表格未明確涵蓋嘅唔同操作條件下嘅行為至關重要。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

器件有定義好嘅物理外形。所有尺寸均以毫米（mm）提供，標準公差為±0.25 mm（0.01吋），除非尺寸圖上另有註明。關鍵特徵係0.8吋數碼高度，對應20.32 mm，定義咗字符大小。

5.2 腳位配置及內部電路

LTS-3403JS採用18腳封裝。腳位分配如下：腳4、6、12同17係共陽極。劃段陰極分配畀特定腳位：A(2)、B(15)、C(13)、D(11)、E(5)、F(3)、G(14)。此外，佢仲有左（L.D.P，腳7）同右（R.D.P，腳10）小數點。腳1、8、9、16同18標記為無腳位（可能未使用或僅機械存在）。內部電路圖顯示主數字劃段採用共陰極配置，即所有劃段陰極係獨立嘅，而陽極係共用嘅。小數點可以獨立控制。

6. 焊接及組裝指引

絕對最大額定值提供咗關鍵焊接參數：器件喺焊接過程中可以承受最高260°C嘅溫度，最長3秒。呢個係波峰焊或紅外回流焊曲線嘅典型值。唔可以超過呢個熱極限，以防止損壞內部鍵合線、LED芯片或塑料封裝，呢點至關重要。設計師應遵循標準JEDEC或IPC指引進行PCB焊盤設計，確保適當嘅焊盤尺寸同間距，以促進良好焊點形成並避免橋接。器件應儲存喺原裝防潮袋中直至使用，以防止吸濕，吸濕會導致回流焊期間出現爆米花現象（封裝開裂）。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

LTS-3403JS適合多種需要清晰、可靠數字顯示嘅應用，包括：

• 測試及測量設備：萬用錶、頻率計數器、電源供應器。
• 工業控制：面板錶、過程指示器、計時器顯示。
• 消費電子產品：音響設備（放大器、接收器）、廚房電器。
• 汽車改裝市場：儀錶同讀數顯示（符合環境規格嘅情況下）。
• 低功耗便攜式設備：佢出色嘅低電流性能（低至1mA/劃段）對於電池壽命係一個顯著優勢。

7.2 設計考慮因素

• 限流：LED係電流驅動器件。每個共陽極必須串聯一個限流電阻，或者必須使用恆流驅動器，以防止超過最大連續電流，特別係因為V_F可能會變化。
• 多工掃描：對於多位數顯示屏，多工掃描（快速循環切換數字之間嘅電源）好常見，以減少腳位數量同功耗。LTS-3403JS嘅共陰極設計非常適合呢種方式。峰值電流額定值（60mA）允許喺多工掃描期間使用更高嘅脈衝電流以達到感知亮度。
• 視角：闊視角特性對於可能從偏軸位置觀看顯示屏嘅應用非常有益。
• 熱管理：雖然功耗低，但喺高環境溫度環境中或以較高電流驅動時，應注意連續電流嘅降額曲線。

8. 技術比較及差異化

根據其規格書，LTS-3403JS嘅主要差異化優勢包括：

• 材料（AlInGaP）：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，從而實現更明亮同更一致嘅輸出。
• 低電流操作：佢喺每劃段電流低至1 mA時仍具有出色性能嘅特性同測試，令佢喺超低功耗應用中脫穎而出，其他顯示屏喺呢啲應用中可能會暗淡或不穩定。
• 劃段匹配：器件經過劃段匹配測試，確保數字內所有劃段嘅亮度均勻，呢個對於專業級外觀至關重要。
• 高對比度封裝：淺灰色面板配白色劃段，即使喺未通電時亦提供高對比度，提高整體可讀性。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用5V微控制器腳位驅動呢個顯示屏嗎？

答：唔可以。典型正向電壓係2.05-2.6V。如果無限流電阻直接連接到5V，會導致過大電流，損壞LED。必須根據電源電壓（例如5V）、LED V_F同所需I_F.

問：峰值波長同主波長有咩分別？

答：峰值波長係發射光譜嘅物理峰值。主波長係人眼感知嘅、匹配光線顏色嘅單一波長。對於呢種黃色LED呢類單色光源，兩者非常接近（587nm vs 588nm）。

問：最大連續電流係25mA，但V_F嘅測試條件係20mA。我設計時應該用邊個？

答：20mA係標準測試條件，亦係良好亮度嘅常見操作點。你可以按20mA設計。25mA額定值係絕對最大值；為確保長期可靠性，唔建議喺無考慮熱因素嘅情況下喺呢個極限附近設計。

問：點樣使用左右小數點？

答：佢哋係獨立嘅LED。腳7（L.D.P）係左小數點嘅陰極，腳10（R.D.P）係右小數點嘅陰極。要點亮其中一個，你必須將其陰極腳位接地（通過一個電阻），並向其中一個共陽極（腳4、6、12、17）提供電壓。

10. 實用設計範例

場景：設計一個由5V電源供電嘅單數字電壓錶讀數顯示，目標劃段電流為10 mA以獲得足夠亮度。

1. 電路配置：使用共陰極配置。將所有劃段陰極（A-G，DP）通過限流電阻連接到微控制器嘅獨立I/O腳位。將所有四個共陽極（腳4、6、12、17）一齊連接到5V電源軌。
2. 電阻計算：假設最壞情況下V_F喺10mA時為2.6V。電阻值 R = (V_電源- V_F) / I_F= (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 歐姆。標準220或270歐姆電阻都適合。電阻中嘅功耗 P = I²R = (0.01)²* 240 = 0.024W，所以標準1/4W電阻就夠用。
3. 微控制器接口：要顯示一個數字（例如'7'），微控制器會將連接到劃段A、B同C嘅腳位設置為邏輯低電平（灌電流），而將其他腳位保持高電平。咁樣就完成咗從5V（陽極）通過LED同電阻到微控制器地嘅電路，點亮劃段A、B同C。
4. 多工掃描擴展：對於4位數顯示屏，你需要四個LTS-3403JS單元。將所有對應嘅劃段陰極連接埋一齊（所有'A'腳位連埋一齊，等等）。每個顯示屏嘅共陽極會由晶體管開關獨立控制。微控制器快速循環，一次只啟用一個數字嘅陽極，同時輸出該數字嘅劃段圖案。視覺暫留效應令所有數字看起來同時點亮。

11. 工作原理

LTS-3403JS基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。活性材料係AlInGaP。當施加超過結閾值（約2V）嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入活性區域。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接決定發射光子嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係約587-588 nm嘅黃光。數字嘅每個劃段都係一個獨立嘅LED，有自己嘅p-n結。共陰極配置意味住主數字所有呢啲結嘅n側（陰極）喺內部連接，而p側（陽極）則分開以進行獨立劃段控制。

12. 技術趨勢

雖然像LTS-3403JS呢類分立式七劃LED顯示屏由於其簡單性、高亮度同耐用性，喺特定應用中仍然相關，但更廣泛嘅顯示技術趨勢已經轉變。對於複雜嘅字母數字或圖形信息，點陣LED顯示屏、OLED同LCD由於其靈活性而現已佔主導地位。然而，喺高亮度、低功耗、簡單數字指示器呢個利基市場中，AlInGaP，尤其是更新嘅AllnGaP-on-GaP（透明襯底）技術，相比舊材料，繼續提供更優越嘅效率同亮度。呢類分立式顯示屏嘅趨勢係朝向更高效率（每mA更多光）、更低工作電壓，以及可能嘅多色或RGB兼容單一封裝，儘管像呢款一樣嘅單色顯示屏將持續用於成本敏感同可靠性要求高嘅應用，喺呢啲應用中，佢哋嘅特定優勢至關重要。