LTD-2601JS LED顯示屏規格書 - 0.28吋數碼高度 - AlInGaP黃色LED - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTD-2601JS係一款雙位數、七劃式字母數字顯示模組，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獨立可尋址嘅劃段，以視覺方式顯示數字同部分有限字符。核心技術採用AlInGaP（鋁銦鎵磷）半導體材料，專門設計用於發射黃色波長光譜嘅光。相比舊有技術，呢種材料選擇喺效率同顏色純度方面具有優勢。裝置配備灰色面板同白色劃段標記，提供高對比度，確保喺各種照明條件下都有最佳可讀性。佢被歸類為共陽極配置，呢種標準設計簡化咗多位數應用中嘅多工驅動。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏擁有幾項關鍵優勢，定義咗佢嘅市場定位。佢嘅0.28吋（7毫米）數碼高度提供緊湊而可讀嘅格式，適合面板儀錶、儀器、消費電器同工業控制介面等空間有限嘅場合。採用AlInGaP技術帶來高發光強度同出色嘅字符外觀，確保即使喺光線明亮嘅環境中都清晰可見。廣視角係另一個關鍵特點，允許從不同位置準確讀取顯示內容，對於面板安裝設備至關重要。裝置亦按發光強度進行分級，意味住單元會根據亮度一致性進行分類，並且提供符合RoHS（有害物質限制）指令嘅無鉛封裝，適合有嚴格環保法規嘅全球市場。目標市場包括測試測量設備、銷售點終端、汽車儀錶板（輔助顯示）同需要可靠、低維護數字指示器嘅家用電器設計師。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣同光學參數對於正確設計電路同確保長期可靠性至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致裝置永久損壞嘅應力極限，唔適用於連續操作。

• 每劃段功耗：70 mW。呢係單個LED劃段可以安全地以熱量形式消散嘅最大功率。超過呢個限制會導致半導體結熱退化嘅風險。
• 每劃段峰值正向電流：60 mA。呢係一個劃段可以處理嘅最大瞬時電流脈衝，通常與具有高佔空比脈衝嘅多工方案相關。
• 每劃段連續正向電流：25°C時為25 mA。呢係穩態（直流）操作嘅建議最大電流。指定咗0.28 mA/°C嘅降額因子，意味住環境溫度（Ta）高於25°C時，最大允許連續電流會降低，以防止過熱。
• 每劃段反向電壓：5 V。施加高於此值嘅反向偏壓可能導致擊穿並損壞LED。
• 操作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。裝置額定喺呢個寬廣溫度範圍內操作同儲存，適合大多數工業同消費環境。

2.2 電氣同光學特性（Ta=25°C時）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（Iv）：正向電流（If）為1 mA時，200（最小），600（典型）µcd。呢個參數使用模擬人眼響應（CIE曲線）嘅濾光片測量，量化感知亮度。寬範圍表示採用咗分級系統。
• 峰值發射波長（λp）：If=20mA時為588 nm（典型）。呢係光功率輸出最大嘅波長，定義咗黃色。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型）。呢表示光譜純度；寬度越窄，顏色越飽和、越純正。
• 主波長（λd）：587 nm（典型）。呢係人眼感知到與LED顏色匹配嘅單一波長，與峰值波長密切相關。
• 每劃段正向電壓（Vf）：If=20mA時為2.05（最小），2.6（典型）V。呢係LED導通時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 每劃段反向電流（Ir）：Vr=5V時為100 µA（最大）。呢係LED喺其最大額定值下反向偏置時嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比：2:1（最大）。呢指定咗同一數碼內劃段之間或數碼之間嘅最大允許亮度變化，確保外觀均勻。
• 串擾：≤2.5%。呢個參數測量當相鄰劃段通電時，由於內部光反射或電氣洩漏導致相鄰劃段嘅非預期照明。

3. 分級系統說明

規格書明確指出裝置按發光強度分類。呢意味住製造後有一個分級或分類過程。

• 發光強度分級：Iv規格顯示喺1mA時，最小值為200 µcd，典型值為600 µcd。單元經過測試並按不同強度等級分類（例如，高亮度、標準亮度）。設計師可以為需要跨多個顯示屏或生產批次保持亮度一致嘅應用選擇特定等級。
• 波長/顏色分級：雖然無明確詳細說明多個等級，但峰值（588 nm）同主波長（587 nm）嘅嚴格規格表明工藝控制嚴謹。對於關鍵嘅顏色匹配應用，可能提供進一步嘅波長分類作為自訂選項。
• 正向電壓分級：Vf範圍（2.05V至2.6V）表明存在一些自然變化。對於對電源電壓敏感或旨在多工陣列中實現精確電流匹配嘅設計，從嚴格嘅Vf等級中選擇LED可能很重要。

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，呢啲曲線通常包括：

• 電流與電壓（I-V）曲線：呢個圖表會顯示正向電流（If）同正向電壓（Vf）之間嘅指數關係。對於確定所需驅動電壓以獲得期望電流同設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度與正向電流（L-I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由於熱效應同效率下降而飽和。呢條曲線有助於優化驅動電流以實現所需亮度同效率。
• 發光強度與環境溫度關係：呢條曲線說明光輸出如何隨結溫升高而降低。理解呢種降額對於喺高溫環境中操作嘅應用至關重要。
• 光譜分佈曲線：相對光功率與波長嘅圖表，顯示峰值約為588 nm，譜線半寬度約為15 nm，確認黃色特性。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸同公差

顯示屏符合標準通孔DIP（雙列直插封裝）格式。規格書中嘅關鍵尺寸註釋包括：所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，一般公差為±0.25毫米。引腳尖端偏移公差為±0.4毫米，對於PCB孔位放置很重要。註明咗特定質量控制：劃段上嘅異物必須≤10密耳，表面墨水污染≤20密耳，彎曲必須≤1/100，劃段材料內嘅氣泡必須≤10密耳。

5.2 引腳連接同內部電路

裝置有10個引腳，單排排列。內部電路圖顯示佢係共陽極類型，有兩個獨立嘅共陽極引腳（第6腳用於數碼2，第9腳用於數碼1）。每個劃段（A、B、C、D、E、F、G同小數點）都有自己專用嘅陰極引腳。呢種配置係多工驅動嘅標準：通過依次啟用一個共陽極（數碼）並驅動該數碼劃段嘅相應陰極引腳，可以用更少嘅I/O引腳控制多個數碼。

6. 焊接同組裝指南

規格書提供特定焊接條件以防止PCB組裝期間嘅熱損壞：焊接條件：喺260°C下，喺安裝平面下方1/16吋處持續3秒。呢係指波峰焊接。烙鐵頭應位於顯示屏塑膠本體下方1.6毫米（1/16吋）處，接觸時間喺最高溫度260°C下不應超過3秒。咁樣可以防止塑膠外殼熔化或內部引線鍵合因過熱而損壞。對於回流焊接，溫度曲線不得超過從儲存溫度（+105°C）加上安全裕度得出嘅最高額定溫度，雖然無提供具體嘅回流曲線。組件應儲存喺其原始防潮袋中，並置於受控環境中，以防止吸濕，吸濕可能導致回流期間出現爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

最常見嘅驅動方法係多工驅動。微控制器會使用兩個I/O引腳作為數碼選擇器（通過晶體管吸收共陽極電流）同8個I/O引腳（或移位寄存器）來吸收劃段陰極電流。每個劃段陰極或每個共陽極都需要串聯一個限流電阻。電阻值使用 R = (Vcc - Vf_led) / I_desired 計算。考慮到Vf喺20mA時通常為2.6V，使用5V電源，R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120歐姆。對於多工操作，每劃段嘅瞬時電流可以更高（例如20mA），但考慮佔空比後嘅平均電流必須保持喺連續額定值內。

7.2 設計考慮因素

• 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器。切勿將LED直接連接到電壓源。
• 多工頻率：使用足夠高嘅刷新率以避免可見閃爍（通常每個數碼>60 Hz）。視覺暫留會將光線整合。
• 視角：將顯示屏定位，使主要觀看方向喺指定嘅廣視角範圍內，以獲得最佳對比度。
• ESD保護：雖然無明確說明，但LED對靜電放電敏感。組裝期間應採取ESD預防措施處理。
• 散熱：喺高亮度或高環境溫度應用中，確保PCB佈局允許LED封裝有一定嘅散熱能力，特別係喺接近最大連續電流驅動時。

8. 技術比較同區分

與舊式紅色GaAsP（砷化鎵磷）LED顯示屏相比，LTD-2601JS中嘅AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同電流下實現更亮嘅顯示，或喺更低功率下實現同等亮度。黃色（587-588 nm）處於人眼明視覺（日光）高靈敏度區域，使其主觀上比類似輻射功率嘅紅色或綠色LED更亮。與當代側發光或點矩陣顯示屏相比，七劃格式驅動同解碼更簡單，為純數字應用提供更低嘅系統成本。與表面貼裝替代方案相比，其通孔封裝提供更堅固嘅機械連接，對於受振動影響嘅應用有益。

9. 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。典型Vf係2.6V，所以使用3.3V電源時，有0.7V嘅餘量用於限流電阻。電阻值會更細：R = (3.3 - 2.6) / I_desired。確保期望電流喺微控制器引腳電流源/吸收能力範圍內可實現。
• 問：連續電流降額因子嘅用途係咩？答：降額因子（0.28 mA/°C）考慮咗喺更高環境溫度下散熱能力降低。喺85°C環境溫度下，最大允許連續電流為 25mA - [0.28mA/°C * (85°C-25°C)] = 25mA - 16.8mA = 8.2mA。喺高於呢個降額電流下操作有超過最大結溫嘅風險。
• 問：規格書提到右側小數點。呢係咩意思？答：呢表示小數點劃段嘅位置。右側小數點意味住小數點位於數碼嘅右側，係顯示小數（例如12.3）嘅標準慣例。
• 問：需要散熱片嗎？答：對於喺中等環境溫度下每劃段20mA或以下嘅典型操作，唔需要專用散熱片。PCB本身充當散熱器。然而，對於喺絕對最大額定值下連續操作或喺高溫環境中，應考慮熱管理。

10. 實用設計同使用案例

案例：設計一個簡單數字電壓錶讀數。設計師需要一個兩位數顯示屏來顯示枱式電源供應器嘅0.0至9.9V電壓。選擇LTD-2601JS係因為其可讀性同簡單介面。微控制器嘅ADC讀取電壓，將其轉換為十進制數字，並查找十位數、個位數同小數點嘅7劃代碼。使用兩個NPN晶體管將共陽極引腳（數碼1同2）切換到地。八個微控制器I/O引腳，每個串聯一個120歐姆電阻，連接到劃段陰極（A-G同DP）。韌體以100 Hz多工驅動數碼。灰色面板/白色劃段為電源供應器嘅黑色面板提供極佳對比度。高亮度確保喺光線充足嘅實驗室中清晰可見。無鉛合規性符合公司新產品嘅環保標準。

11. 工作原理介紹

基本原理係半導體P-N結中嘅電致發光。AlInGaP材料係直接帶隙半導體。當施加超過結內建電勢（大致等於Vf）嘅正向電壓時，來自N區嘅電子被注入穿過結進入P區，而來自P區嘅電洞移動到N區。呢啲注入嘅少數載流子（P側嘅電子，N側嘅電洞）與多數載流子復合。喺AlInGaP呢類直接帶隙材料中，呢啲復合嘅相當一部分係輻射性嘅，意味住佢哋以光子（光）形式釋放能量。光子嘅特定能量，從而其波長（顏色），由半導體材料嘅帶隙能量決定，而帶隙能量通過鋁、銦、鎵同磷嘅精確比例設計。不透明嘅GaAs襯底有助於將光向上反射，增加正向發光強度。每個劃段係一個獨立嘅LED芯片，點亮嘅劃段組合形成所需嘅數字或字符。

12. 技術趨勢同發展

雖然像LTD-2601JS咁樣嘅通孔七劃顯示屏對於原型製作、教育套件同需要堅固機械安裝嘅應用仍然相關，但更廣泛嘅行業趨勢明確指向表面貼裝器件（SMD）封裝。SMD LED提供更細嘅佔位面積、更低嘅高度、適合自動貼片組裝，並且通常通過直接貼裝到PCB上實現更好嘅熱性能。對於顯示屏，集成驅動IC變得越來越普遍，將LED陣列同掃描邏輯結合，有時甚至包括串行通信介面（如I2C或SPI），大幅減少微控制器I/O同軟件開銷。材料方面，雖然AlInGaP對於紅色、橙色同黃色非常出色，但InGaN（銦鎵氮）由於其更寬嘅帶隙可調性，主導咗藍色、綠色同白色LED市場。對於未來顯示屏，微型LED同迷你LED技術承諾更高密度、亮度同效率，雖然目前主要針對高分辨率視頻屏幕而非簡單劃段顯示屏。然而，七劃格式嘅持久原則確保咗佢喺可預見嘅未來，喺成本敏感、可讀性關鍵嘅數字應用中嘅實用性。