LTC-5675KG LED顯示屏規格書 - 0.52吋數碼高度 - AlInGaP綠色 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTC-5675KG係一款四位七劃嘅字母數字顯示模組。佢主要功能係喺各種電子設備同儀器度，提供清晰、高可見度嘅數字同有限嘅字母數字資訊。核心技術採用咗安裝喺非透明GaAs基板上嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED晶片，呢種技術以產生高效率綠光而聞名。顯示屏配備灰色面板同白色劃線，為發光嘅綠色劃線提供極佳對比度。呢個設計針對需要可靠、低功耗、視覺效果出眾嘅固態數字讀數應用，例如工業控制面板、測試設備、消費電器，以及需要緊湊多數碼顯示嘅儀器。

1.1 主要特點同優勢

• 數碼尺寸：0.52吋（13.2毫米）字元高度，提供良好可讀性。
• 劃線設計：連續均勻劃線，確保字元外觀同美觀度極佳。
• 光學性能：高亮度同高對比度，確保喺各種照明條件下都清晰可見。
• 視角：寬廣視角，確保即使喺偏軸位置都睇得清楚。
• 電源效率：低功耗要求，適合電池供電或注重能源嘅應用。
• 可靠性：固態可靠性，冇活動部件，使用壽命長。
• 質量控制：器件按發光強度分級，確保喺多數碼或多單元應用中亮度一致。
• 環保合規：無鉛封裝，符合RoHS（有害物質限制）指令。

2. 技術規格深入分析

呢部分對規格書中列出嘅電氣同光學參數進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受損嘅壓力極限。唔建議喺呢啲極限之外操作。

• 每劃功耗：最大70 mW。呢個根據正向電壓限制咗最大連續電流。
• 每劃峰值正向電流：最大60 mA，但僅限於脈衝條件下（1 kHz，25%佔空比）。呢個額定值適用於多工或短暫浪湧情況。
• 每劃連續正向電流：25°C時最大25 mA。當環境溫度高過25°C時，呢個電流會以線性方式遞減，每°C減0.33 mA。例如，喺85°C時，最大允許連續電流大約係：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA。
• 每劃反向電壓：最大5 V。超過呢個值可能導致接面擊穿。
• 工作溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件適用於工業溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接條件：260°C 持續3秒，規定測量點喺元件安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）處。呢個係典型嘅迴流焊曲線指引。

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工作參數。

• 平均發光強度（I_V）：呢個係關鍵嘅亮度參數。
  • 最小值：I_F= 1 mA 時為 320 µcd
  • 典型值：I_F= 10 mA 時為 1050 µcd
  • 最大值：I_F= 10 mA 時為 11550 µcd。最小值到最大值範圍咁大，表示器件經過分級（分類）。設計師必須從適當嘅級別中選擇，以確保亮度均勻。
• 峰值發射波長（λ_p）：I_F=20mA時為571 nm（典型值）。呢個係可見光譜嘅綠色區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型值）。呢個表示發出綠光嘅光譜純度或頻寬。
• 主波長（λ_d）：572 nm（典型值）。同峰值波長略有不同，呢個係人眼感知到嘅、與光源顏色匹配嘅單一波長。
• 每劃正向電壓（V_F）：I_F=20mA時為2.1V（最小值），2.6V（典型值）。呢個對於設計限流電路至關重要。驅動電路必須提供足夠電壓來克服呢個V_F.
• 每劃反向電流（I_R）：V_R=5V時最大100 µA。數值低表示接面質量好。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：喺相似光區域內，劃線之間最大為2:1。意思係，喺單個數碼或指定組別內，最光嘅劃線亮度唔應該超過最暗劃線亮度嘅兩倍，確保視覺均勻性。

測量注意事項：發光強度係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅感測器同濾光片組合進行測量，確保數值符合人眼對亮度嘅感知。

3. 分級系統解釋

規格書明確指出器件按發光強度分類。呢個係一個分級過程。

• 發光強度分級：I_V規格範圍咁大（10mA時320到11550 µcd）意味住存在多個亮度級別。製造商會根據測量輸出，將元件測試同分類成唔同組別（級別）。咁樣客戶就可以購買保證有最低亮度水平（例如，I_V> 8000 µcd嘅級別）嘅零件用於高亮度應用，或者用標準級別嘅零件用於成本敏感嘅設計。使用分級零件對於實現多個顯示屏或數碼之間外觀均勻至關重要。
• 波長一致性：雖然冇明確話分級，但λ_p（571 nm）同λ_d（572 nm）嘅典型值非常接近，表明製程控制良好，令到唔同生產批次嘅綠色保持一致。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但我哋可以推斷佢哋嘅標準內容同重要性。

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：呢個圖表會顯示指數關係。對於確定給定驅動電流所需嘅供電電壓，以及計算功耗（P = V_F* I_F）至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流：呢條曲線顯示亮度點樣隨電流增加而增加。通常係非線性嘅，效率（每瓦流明）喺極高電流下往往會因為發熱而下降。規格書提供咗1mA同10mA嘅離散點。
• 發光強度 vs. 環境溫度：對於AlInGaP LED，光輸出通常會隨住接面溫度升高而降低。呢條曲線對於設計喺整個溫度範圍（-35°C至+85°C）內運行嘅應用至關重要，確保喺高溫下都有足夠亮度。
• 光譜分佈：顯示相對強度 vs. 波長嘅圖表，中心喺571-572 nm附近，半寬度約15 nm，確認綠色光輸出。

5. 機械及封裝資訊

5.1 封裝尺寸

器件採用標準LED顯示屏封裝。尺寸圖（文本中有提及但冇詳細說明）通常會顯示：

• 模組嘅總長度、寬度同高度。
• 數碼之間嘅間距（節距）。
• 劃線尺寸同間距。
• 引腳（腳位）間距、長度同直徑。註明所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.25毫米。

5.2 腳位配置同極性

LTC-5675KG係一款共陽極器件。意思係每個數碼所有LED嘅陽極喺內部連接埋一齊，並引出到每個數碼一個腳位（腳位10-13：數碼1-4陽極）。每個劃線（A-G，DP）嘅陰極喺所有數碼之間共用，並連接到各自嘅腳位（腳位27-30，35-37對應劃線A-G；腳位31-34對應小數點）。呢種配置非常適合多工操作。

多工操作：要顯示一個數字，微控制器會：

1. 為所需字元設定劃線陰極（A-G）嘅圖案。
2. 開啟（施加電壓到）特定要顯示該字元嘅數碼嘅共陽極腳位。
3. 以高頻率（例如100Hz以上）依次循環每個數碼嘅陽極，營造出所有數碼同時點亮嘅視覺效果。同靜態驅動相比，呢種方法大大減少所需嘅驅動腳位同功耗。

內部電路圖：參考圖表直觀地確認咗共陽極、多工架構，顯示咗四個數碼陽極同七個劃線加一個小數點陰極。

6. 焊接同組裝指引

• 迴流焊接：指定條件係260°C持續3秒，測量點喺元件本體下方1.6mm處。呢個同典型無鉛迴流焊曲線（峰值溫度245-260°C）一致。
• 注意事項：
  • 處理時避免對引腳施加機械應力。
  • 確保顯示屏喺焊接前後都唔會承受超過最大儲存溫度嘅溫度。
  • 處理時遵循標準ESD（靜電放電）預防措施。
• 儲存條件：喺乾燥環境中，喺指定溫度範圍（-35°C至+85°C）內儲存，以防止吸濕，否則可能導致迴流焊時出現爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 工業儀器：面板儀表、過程控制器、計時器顯示。
• 測試同測量設備：數字萬用表、頻率計數器、電源供應器。
• 消費/商用電器：微波爐、音響設備、銷售點終端機。
• 汽車改裝市場：需要高亮度以確保日間可見度嘅儀表同顯示屏。

7.2 設計考慮因素

• 限流：務必為每個劃線陰極或數碼陽極（視乎驅動方案而定）使用串聯限流電阻。電阻值計算公式為 R = (V_供電- V_F) / I_F。對於5V供電，V_F=2.6V，I_F=10mA：R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω。
• 多工驅動器：使用具有足夠I/O腳位嘅微控制器，或者專用LED驅動IC（例如MAX7219、TM1637），呢啲IC可以處理多工同電流控制。驅動IC簡化設計，通常仲提供亮度控制功能。
• 功耗：計算總功耗，特別係喺多工期間同時驅動多個數碼所有劃線時。確保唔超過額定值，如果喺高環境溫度下運行，要考慮散熱管理。
• 亮度匹配：為咗達到最佳視覺效果，特別係使用多個顯示屏時，應該向供應商指定發光強度級別。
• 視角：寬廣視角允許靈活安裝，但喺機械設計時要考慮主要使用者嘅視線方向。

8. 技術比較同區分

同舊技術相比，例如標準GaP（磷化鎵）綠色LED或濾光白熾燈顯示屏，LTC-5675KG採用嘅AlInGaP技術提供：

• 更高效率同亮度：AlInGaP提供更優越嘅發光效率，令到顯示屏喺更低電流下更光。
• 更好色彩飽和度：綠色通常更純正、更鮮豔。
• 更高可靠性：固態LED嘅使用壽命遠長過白熾燈或真空熒光顯示屏（VFD）。
• 更低功耗：對於便攜式同電池供電設備至關重要。
• 同某啲現代藍光晶片+熒光粉白色LED（透過濾光片使用）相比，對於單色綠色應用，AlInGaP綠色通常效率更高。

9. 常見問題（基於技術參數）

1. 問：峰值波長同主波長有咩分別？
   
   答：峰值波長係發射光譜強度達到最大值嘅單一波長。主波長係單色光嘅波長，佢嘅顏色同人眼感知到嘅光源顏色相匹配。佢哋通常好接近但唔完全相同，主波長同人眼感知更相關。
2. 問：我可唔可以用3.3V微控制器直接驅動呢個顯示屏，唔用驅動IC？
   
   答：有可能，但要小心。典型V_F喺20mA時係2.6V。喺3.3V下，限流電阻嘅電壓餘量只有0.7V。對於10mA電流，你需要一個70Ω電阻。呢個係可行嘅，但V_F同供電電壓嘅變化可能導致電流顯著變化。使用專用LED驅動器或晶體管緩衝器會更穩健。
3. 問：點解連續電流會隨溫度遞減？
   
   答：當LED接面溫度升高時，其內部效率下降，熱失控風險增加。遞減電流可以防止產生過多熱量，確保長期可靠性，防止亮度下降或故障。
4. 問：按發光強度分類對我嘅設計意味住咩？
   
   答：意思係你應該同你嘅分銷商合作，選擇特定嘅亮度級別（例如，一個最小I_V值）。如果你唔咁做，你可能會收到唔同級別嘅零件，導致你產品嘅唔同數碼或唔同單元之間出現明顯亮度差異。

10. 設計同使用案例分析

場景：設計一個4位直流電壓面板儀表。

1. 微控制器選擇：選擇一個至少有12個數字I/O腳位（4個數碼陽極 + 7個劃線陰極 + 1個小數點）嘅MCU，或者使用I/O擴展器。
2. 驅動電路：喺韌體中實現多工。MCU會快速循環掃描數碼1-4。對於每個數碼，佢會喺陰極腳位設定劃線圖案，並通過一個小型NPN晶體管啟用相應嘅陽極腳位（因為一個全亮嘅數字'8'嘅陽極電流可能係8劃 * 10mA = 80mA，超過大多數MCU腳位限制）。
3. 限流：放置八個220Ω電阻（每個劃線陰極A-G同DP各一個）。喺5V供電同典型V_F.
4. 下，呢個將每劃電流限制到大約10-11mA。亮度控制：
5. 如果需要全局調暗顯示屏，可以喺數碼啟用時間上實現軟件PWM（脈衝寬度調製）。結果：

一個緊湊、高效、明亮嘅顯示屏，顯示電壓讀數從0.000到19.99V，由於高對比度、高亮度嘅AlInGaP劃線，喺室內外照明條件下都具有極佳可讀性。

11. 技術原理介紹LTC-5675KG基於AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術。呢種材料系統係喺非透明GaAs（砷化鎵）基板

上外延生長嘅。當喺AlInGaP層嘅p-n接面施加正向電壓時，電子同電洞復合，以光子形式釋放能量。有源層中Al、In、Ga同P原子嘅特定成分決定咗能隙能量，直接決定咗發出光嘅波長（顏色）。對於呢款器件，成分經過調整，以產生中心約572 nm嘅綠光。非透明基板意味住光主要從晶片頂部表面發出，適合基於劃線嘅顯示結構。獨立嘅LED晶片經過打線接合，並組裝到塑膠封裝內嘅標準七劃圖案中。

12. 技術趨勢同背景

• AlInGaP技術代表咗一種成熟且高度優化嘅解決方案，適用於高效率紅、橙、琥珀同綠色LED。喺顯示領域：對於單色顯示屏：
• 由於其效率同色彩純度，AlInGaP仍然係純綠、紅同琥珀色嘅首選，通常優於經過濾光達到呢啲顏色嘅藍光晶片+熒光粉白色LED。市場背景：
• 雖然點陣OLED同TFT-LCD主導全彩色、高資訊內容顯示，但像LTC-5675KG呢類七劃LED顯示屏，喺需要簡單、極光、低成本、可靠同低功耗數字讀數嘅應用中，仍然保持強勁地位。未來發展：