LTD-5721AJF LED顯示屏規格書 - 0.56吋數碼高度 - AlInGaP黃橙色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-5721AJF係一款雙位數、七段式英數顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係利用獨立可尋址嘅LED段，以視覺方式顯示數字同部分有限嘅英數字元。核心技術採用沉積喺非透明砷化鎵（GaAs）基板上嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，以產生其特有嘅黃橙色光。呢款器件配備灰色面板同白色段標記，當段位點亮或熄滅時，可以增強對比度同可讀性。顯示屏根據發光強度進行分類，確保喺多個單元需要外觀一致嘅關鍵應用中，亮度水平保持一致。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏提供多項關鍵優勢，令佢適合多種工業同消費類應用。佢嘅高亮度同出色對比度確保咗即使喺光線充足嘅環境中亦清晰易讀。寬廣嘅視角允許從唔同位置讀取顯示信息，而唔會明顯損失清晰度。作為一款固態器件，相比機械式或舊式顯示技術（如真空熒光顯示屏VFD），佢具有高可靠性、長使用壽命同抗衝擊振動嘅特點。低功耗要求令佢更加節能。呢啲特點令LTD-5721AJF成為測試測量設備、工業控制面板、銷售點終端、汽車儀錶板儀器以及各種需要可靠數字顯示嘅消費電子產品等目標市場嘅理想選擇。

2. 技術參數深入分析

本節對規格書中指定嘅關鍵電氣同光學參數進行客觀分析，解釋佢哋對設計工程師嘅重要性。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。佢哋唔適用於正常操作。

• 每段功耗：70 mW。呢係任何條件下單個LED段可以作為熱量耗散嘅最大允許功率。超過此值可能導致過熱同LED芯片加速老化。
• 每段峰值正向電流：60 mA（佔空比1/10，脈衝寬度0.1 ms）。呢個額定值適用於短暫嘅脈衝操作，通常用於多路復用方案，以實現更高嘅感知亮度，而唔超過平均電流限制。
• 每段連續正向電流：25 mA（從25°C開始線性降額，降額係數0.33 mA/°C）。呢係建議喺25°C連續操作嘅最大直流電流。降額因數表明，隨著環境溫度（Ta）升高，必須降低安全工作電流以防止熱失控。
• 每段反向電壓：5 V。施加高於此值嘅反向偏壓可能導致LED結擊穿同失效。
• 工作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定喺呢個溫度範圍內工作同儲存。
• 焊接溫度：260°C 持續3秒，測量點位於安裝平面下方1/16吋處。呢個定義咗回流焊接曲線條件，以避免損壞封裝或內部鍵合。

2.2 電氣及光學特性（Ta=25°C）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：320 - 900 µcd（典型值900 µcd），測試條件 I_F=1mA。呢個測量人眼感知嘅光輸出功率。範圍表示分檔過程；設計師必須考慮最小值（320 µcd）以確保應用中有足夠亮度。
• 峰值發射波長（λ_p）：611 nm（典型值），測試條件 I_F=20mA。呢係發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。佢定義咗感知顏色（黃橙色）。
• 譜線半寬度（Δλ）：17 nm（典型值），測試條件 I_F=20mA。呢個參數表示發射光嘅光譜純度或帶寬。數值越小，表示輸出越單色（顏色越純）。
• 主波長（λ_d）：605 nm（典型值），測試條件 I_F=20mA。呢係最能匹配人眼對LED感知顏色嘅單一波長，通常用於顏色規格。
• 每段正向電壓（V_F）：2.05 - 2.6 V（典型值2.6V），測試條件 I_F=20mA。呢係LED工作時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。應使用最大值（2.6V）進行最壞情況設計，以確保足夠嘅驅動電壓。
• 每段反向電流（I_R）：100 µA（最大值），測試條件 V_R=5V。呢係LED喺其最大額定值內反向偏置時流過嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大值）。呢個規定咗單個器件內或同一分檔嘅器件之間，最亮段同最暗段之間嘅最大允許比率。2:1嘅比率意味住最暗段嘅亮度唔可以低於最亮段嘅一半，確保視覺均勻性。

3. 分檔系統說明

規格書指出器件按發光強度分類。呢個係指製造過程中進行嘅分檔或分類過程。

3.1 發光強度分檔

由於半導體製造嘅固有差異，同一生產批次嘅LED芯片可能具有唔同嘅光輸出。為確保客戶嘅一致性，LED會根據其喺標準測試電流（例如1mA）下測量到嘅發光強度進行測試並分組（分檔）。LTD-5721AJF指定嘅320至900 µcd範圍可能代表咗多個分檔嘅分佈。完整部件編號中嘅特定訂購代碼或後綴通常會指示購買嘅分檔，保證強度落喺更窄嘅預定義範圍內（例如700-900 µcd）。設計師必須查閱製造商嘅分檔文件，或喺訂購時指定所需分檔，以確保產品中亮度嘅一致性。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅PDF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。基於標準LED行為，呢啲曲線通常會說明以下關係，對於理解非標準條件下嘅器件性能至關重要：

• 正向電流（I_F）與正向電壓（V_F）：顯示二極管嘅指數型I-V特性。對於確定所需電流嘅必要驅動電壓非常重要。
• 發光強度（I_V）與正向電流（I_F）：通常喺較低電流下顯示近乎線性嘅關係，可能由於熱效應喺極高電流下飽和。對於通過電流調製或PWM進行亮度控制至關重要。
• 發光強度（I_V）與環境溫度（T_a）：通常顯示隨著溫度升高，光輸出會下降。對於喺高溫環境中運行嘅應用，必須考慮呢種熱降額。
• 光譜分佈：繪製相對強度與波長關係嘅圖表，顯示峰值約喺611 nm，形狀由17 nm嘅半寬度定義。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸

該器件採用標準雙位七段LED封裝。圖紙（文本中提及但未詳細說明）會顯示模組嘅總長度、寬度同高度，數碼高度（0.56吋 / 14.22 mm），段尺寸，以及數碼之間嘅間距。佢亦會指定安裝孔（如有）嘅位置同直徑。除非圖紙另有說明，公差通常為±0.25 mm。

5.2 引腳連接同極性

LTD-5721AJF採用18引腳配置，並使用共陽極電路架構。呢個意味住每個數碼所有LED嘅陽極喺內部連接至一個公共引腳（數碼2用引腳13，數碼1用引腳14）。要點亮一個段，必須將其對應嘅陰極引腳驅動至低邏輯電平（接地或電流吸收），同時將該數碼嘅公共陽極保持喺正電壓（通過限流電阻）。引腳列表提供咗兩個數碼每個段（A-G同DP）嘅特定陰極連接。正確識別引腳1（通常喺封裝上以凹口、斜面或圓點標記）對於組裝過程中嘅正確方向至關重要。

5.3 內部電路圖

原理圖（PDF中提及）以視覺方式表示共陽極結構。佢顯示兩個區塊（每個數碼一個），每個包含七個段LED（A-G）同一個小數點（DP）LED。一個數碼區塊內嘅所有陽極都連接至該數碼嘅公共陽極引腳。每個獨立段嘅陰極則引出至獨立引腳，允許獨立控制。

6. 焊接及組裝指引

絕對最大額定值指定咗一個關鍵焊接參數：封裝可以承受260°C嘅峰值溫度持續3秒，測量點位於安裝平面（通常係PCB表面）下方1/16吋（約1.6 mm）處。呢個係使用無鉛（SnAgCu）焊料進行波峰焊或回流焊嘅標準額定值。設計師應確保其回流焊爐曲線唔超過呢個時間-溫度組合，以避免損壞塑料封裝、內部鍵合線或LED芯片本身。喺處理同組裝過程中應遵守標準ESD（靜電放電）預防措施。儲存應喺指定嘅-35°C至+85°C範圍內，並處於低濕度環境中。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

對於像LTD-5721AJF咁樣嘅共陽極顯示屏，典型驅動電路涉及使用微控制器或專用顯示驅動IC。公共陽極引腳（13, 14）通過獨立限流電阻或（如果採用多路復用）通過晶體管開關連接至正電源電壓（例如5V）。段陰極引腳（1-12, 15-18）連接至驅動器嘅吸收輸出。每個段嘅電流必須限制喺連續正向電流額定值（最大25 mA，通常喺10-20 mA下操作以平衡亮度同壽命）。必須從電源電壓中減去正向壓降（最大2.6V）以計算適當嘅限流電阻值：R = (V_電源- V_F) / I_F.

7.2 設計考慮因素

• 多路復用：為咗用更少I/O引腳控制兩個數碼，會使用多路復用技術。數碼會快速輪流點亮（例如100Hz或更高）。人眼會感知為兩個數碼都持續亮著。呢個需要以開關信號驅動公共陽極，並同步每個數碼嘅段數據。每個段喺其短暫嘅點亮時間內可以增加峰值電流（最高可達60mA峰值額定值），以補償降低嘅佔空比並保持平均亮度。
• 熱管理：雖然每段功耗較低，但一個數碼中所有點亮段嘅總功耗可以累加。如果顯示屏被封閉，特別係喺高環境溫度下，應確保足夠通風，以防止結溫超過安全限值。
• 視角：寬廣視角係一個優勢，但產品外殼嘅機械設計（例如顯示窗口深度、濾光片或透鏡嘅使用）會影響最終用戶嘅有效視角。

8. 技術比較與區分

LTD-5721AJF嘅主要區別在於佢使用AlInGaP半導體技術來產生黃橙色光。相比舊式技術如標準磷化鎵（GaP）黃色LED，AlInGaP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。佢通常仲能提供更好嘅色彩飽和度以及喺溫度同壽命期間更好嘅穩定性。相比使用濾光（例如帶彩色濾光片嘅白色LED）嘅顯示屏，AlInGaP提供更純嘅光譜輸出同更高效率，因為冇光喺濾光過程中損失。灰色面板/白色段設計提供專業、高對比度嘅外觀，無論通電與否，喺某些應用中可能比綠色或紅色面板更受青睞。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值發射波長同主波長有咩區別？

答：峰值波長係發射光譜嘅物理峰值。主波長係單色光嘅單一波長，對人類觀察者而言會呈現相同顏色。佢哋通常接近但唔完全相同，尤其對於具有非對稱光譜曲線嘅LED。主波長對於顏色匹配更相關。

問：我可以用3.3V微控制器驅動呢款顯示屏而唔使用電平轉換器嗎？

答：有可能，但需要仔細計算。如果微控制器嘅I/O引腳可以吸收所需段電流（例如10-20mA），並且你使用3.3V電源供電畀公共陽極，正向壓降（最大2.6V）只會剩低0.7V畀限流電阻。呢個會導致電阻值非常細（例如20mA時35歐姆），可能唔切實際且對V_F嘅變化敏感。使用5V電源供電畀陽極更典型，並為穩定電流控制提供更好嘅餘量。

問：發光強度匹配比2:1對我嘅設計意味住咩？

答：佢意味住喺一個顯示單元內，最暗段嘅亮度可能係最亮段嘅一半。如果絕對均勻性至關重要（例如喺醫療設備中），你應該選擇更嚴格分檔嘅器件，或者為每個段實施軟件亮度校准，呢個比較複雜。對於許多應用，2:1嘅比率係可以接受嘅，並且唔會造成視覺干擾。

10. 實際用例示例

場景：設計一個簡單嘅數字計時器/秒錶。

LTD-5721AJF係顯示分鐘同秒鐘（MM:SS）嘅絕佳選擇。可以使用低成本微控制器來管理計時同驅動顯示屏。兩個數碼將被多路復用。分鐘數碼同秒鐘數碼嘅公共陽極將連接至兩個獨立嘅GPIO引腳，配置為輸出，一次一個切換至高電平（通過晶體管以獲得更高電流能力）。七個段陰極線（A-G）將連接至另外七個配置為開漏或主動驅動低電平嘅GPIO引腳，每條線上串聯一個電阻（或者如果亮度均勻性唔係咁關鍵，可以喺公共陽極路徑上使用單個電阻）。微控制器軟件更新活動數碼嘅段圖案，然後快速切換到另一個數碼。黃橙色通常與注意或警示相關，令佢適合用於計時器顯示。高亮度確保佢喺各種照明條件下都清晰可見。

11. 工作原理介紹

該器件基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。AlInGaP材料系統具有對應於可見光譜黃橙色區域（約2.0 eV）光子能量嘅直接帶隙。當施加超過結內建電勢嘅正向偏壓（正向電壓V_F）時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴會注入穿過結。當呢啲電荷載流子喺半導體嘅有源區復合時，佢哋會以光子（光）嘅形式釋放能量。鋁、銦、鎵同磷化物嘅特定合金成分決定咗帶隙能量，從而決定發射光嘅顏色（波長）。非透明嘅GaAs基板會吸收任何向下發射嘅光，令器件喺預期觀看方向上更有效率。

12. 技術趨勢

雖然AlInGaP仍然係紅色、橙色同黃色LED嘅高性能技術，但更廣泛嘅顯示技術領域持續演變。對於七段數字顯示屏，趨勢包括：1)更高集成度：內置驅動IC、控制器甚至通信接口（I2C、SPI）嘅模組變得越來越普遍，簡化系統設計。2)替代技術：有機LED（OLED）段提供超薄外形同寬廣視角，雖然壽命同成本可能係考慮因素。3)小型化及密度：雖然0.56吋係標準尺寸，但市場對更細（用於便攜設備）同更大、更高亮度嘅顯示屏都有需求。4)顏色選項及RGB：使用RGB LED芯片嘅多色或全彩色七段顯示屏允許動態變色，雖然佢哋需要更複雜嘅驅動電子設備。LED技術嘅基本優勢——可靠性、效率同固態穩健性——確保佢喺可預見嘅未來繼續喺數字顯示應用中保持相關性。