LTS-2801AJR LED顯示屏規格書 - 0.28吋數碼管高度 - 超級紅色 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTS-2801AJR係一款高性能、單位、七劃字母數字顯示模組。佢主要功能係喺電子設備中提供清晰、可靠嘅數字同有限嘅字母數字字符顯示。核心應用包括低功耗儀器、消費電子產品、工業控制面板，以及任何需要明亮、易讀數字指示器嘅設備。

呢款設備採用先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED技術製造。呢種半導體材料系統以喺紅橙色至琥珀色光譜中嘅高效率同出色嘅色彩純度而聞名。使用透明嘅GaAs基板進一步增強咗光提取效率，有助於顯示屏嘅高亮度。顯示屏採用灰色面板配白色劃線標記，當劃線亮起時提供高對比度，喺唔同照明條件下都改善咗可讀性。

呢款顯示屏嘅定義特徵係佢針對低電流操作進行咗優化。佢經過專門測試同篩選，能夠喺每劃低至1mA嘅驅動電流下表現出色，非常適合電池供電或對能源敏感嘅應用。啲劃線喺呢啲低電流下亦都匹配咗一致嘅發光強度，確保整個數字嘅外觀均勻。

1.1 主要特點同優勢

• 數字尺寸：具有0.28吋（7.0毫米）字符高度，提供緊湊而清晰易讀嘅顯示區域。
• 劃線質量：每條劃線提供連續、均勻嘅光線發射，冇可見嘅間隙或光斑。
• 電源效率：專為極低功耗需求而設計，能夠從每劃1mA開始運作。
• 光學性能：提供出色嘅字符外觀，具有高亮度同對比其灰色面板嘅高對比度。
• 視角：由於LED芯片結構同封裝設計，提供寬廣嘅視角。
• 可靠性：得益於固態可靠性，冇活動部件，並且具有LED技術典型嘅長使用壽命。
• 一致性：設備根據發光強度進行分類（分bin），確保生產中亮度水平可預測。

2. 技術規格深入分析

呢部分根據規格書提供設備技術參數嘅詳細、客觀分析。理解呢啲規格對於正確設計電路同確保可靠性能至關重要。

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設備造成永久損壞。喺呢啲極限下或接近極限操作唔保證。

• 每劃功耗：最大70 mW。超過呢個值可能導致過熱同加速LED芯片退化。
• 每劃峰值正向電流：最大90 mA，但僅限於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。呢個允許短時間嘅高亮度，例如喺多工顯示或閃爍效果中。
• 每劃連續正向電流：喺25°C時最大25 mA。呢個額定值會隨環境溫度（Ta）升高超過25°C而線性降低，每°C降低0.33 mA。例如，喺50°C時，最大連續電流約為25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA。
• 每劃反向電壓：最大5 V。LED具有低反向擊穿電壓。超過呢個值可能導致接面立即失效。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。設備額定用於工業溫度範圍。
• 焊接溫度：最高可承受260°C，持續最多3秒，測量位置喺安裝平面下方1.6mm處。呢個對於迴流焊接過程至關重要。

2.2 電氣同光學特性（喺Ta=25°C下）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型操作參數。設計應基於呢啲數值。

• 平均發光強度（I_V）：喺正向電流（I_F）為1mA時，範圍從200 μcd（最小）到480 μcd（典型）。呢個確認咗佢非常適合低電流應用。強度會隨電流按比例變化。
• 峰值發射波長（λ_p）：典型值為639 nm。呢個係光功率輸出最大嘅波長，將佢置於光譜嘅超級紅色區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：典型值為20 nm。呢個表示光譜純度；較窄嘅寬度意味著更單色（純淨）嘅顏色。
• 主波長（λ_d）：典型值為631 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長，可能同峰值波長略有不同。
• 每劃正向電壓（V_F）：喺I_F=20mA時，範圍從2.0V（最小）到2.6V（典型）。呢個係LED亮起時嘅壓降。每劃或共陽極必須串聯一個限流電阻。
• 每劃反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大100 μA。呢個係LED反向偏置時嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：喺I_F=1mA時，最大為2:1。呢個指定咗同一數字內最暗劃線嘅亮度唔會低於最亮劃線亮度嘅一半，確保均勻性。

測量注意事項：發光強度係使用校準到CIE明視覺光度函數嘅傳感器同濾波器測量嘅，該函數近似於人眼嘅敏感度。

3. 分bin同分類系統

規格書指出設備根據發光強度進行分類。呢個係指LED製造中常見嘅做法，稱為分bin。

• 發光強度分bin：由於半導體外延生長同製造過程中嘅自然變化，同一生產批次嘅LED可能具有略微不同嘅亮度輸出。製造商測試每個設備，並根據佢哋喺標準測試電流（例如，1mA或20mA）下測量到嘅發光強度將佢哋分類到唔同嘅bin中。呢個允許客戶選擇符合其特定亮度要求嘅bin，確保最終產品外觀嘅一致性。LTS-2801AJR嘅典型I_V為480 μcd，可能代表一個特定嘅bin或分佈嘅中心。
• 正向電壓分bin：雖然呢個部件冇明確提及，但根據正向電壓（V_F）對LED進行分bin亦都係常見嘅。呢個對於電源電壓嚴格受限或跨多個LED嘅精確電流匹配至關重要嘅設計非常重要。
• 波長分bin：對於顏色關鍵嘅應用，LED亦都會根據主波長或峰值波長進行分bin，以確保一致嘅色調。λ_p（639nm）同λ_d（631nm）嘅緊密典型值表明呢種AlInGaP技術具有良好嘅固有顏色一致性。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/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。

• 相對發光強度 vs. 正向電流（I-V曲線）：呢個圖表會顯示光輸出如何隨正向電流增加而增加。佢通常係非線性嘅，特別係喺非常低嘅電流下。曲線確認咗設備喺1mA下嘅可用性，並顯示通過將電流增加到最大額定值可實現嘅亮度增益。
• 正向電壓 vs. 正向電流：呢個曲線顯示LED兩端電壓同流經電流之間嘅關係。佢對於設計限流電阻值至關重要。曲線本質上係指數性嘅，但為咗設計目的，會使用預期工作電流下嘅典型V_F。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：LED光輸出會隨接面溫度升高而降低。呢個曲線對於理解熱降額至關重要。為連續電流指定嘅線性降額（0.33 mA/°C）係呢種關係嘅實際簡化，以防止過熱。
• 光譜分佈：顯示跨波長嘅相對光功率嘅圖表。佢會說明喺~639nm處嘅峰值同20nm半寬度，確認窄而純嘅紅色發射。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸

設備具有標準單位七劃LED封裝佔位面積。來自規格書嘅關鍵尺寸註釋：

• 所有主要尺寸均以毫米（mm）提供。
• 尺寸嘅標準公差為±0.25 mm（相當於±0.01吋）。
• 具體尺寸（文本摘錄中未列出）將定義封裝嘅總長度、寬度同高度、數字窗口尺寸、引腳間距，以及引腳長度同直徑。呢啲對於PCB佔位面積設計同外殼內嘅機械配合至關重要。

5.2 引腳連接同極性

LTS-2801AJR係一個共陽極顯示屏。呢個意味住所有LED劃線嘅陽極（正極側）內部連接到公共引腳。各個劃線嘅陰極（負極側）引出到獨立引腳。

引腳定義（10引腳配置）：

1. 引腳1：劃線E嘅陰極
2. 引腳2：劃線D嘅陰極
3. 引腳3：公共陽極1
4. 引腳4：劃線C嘅陰極
5. 引腳5：小數點（D.P.）嘅陰極
6. 引腳6：劃線B嘅陰極
7. 引腳7：劃線A嘅陰極
8. 引腳8：公共陽極2
9. 引腳9：劃線G嘅陰極
10. 引腳10：劃線F嘅陰極

內部電路圖：示意圖顯示兩個公共陽極引腳（3同8）內部連接在一起。呢種雙陽極設計有助於分配電流，並可用於冗餘或特定嘅多工方案。所有劃線陰極同小數點陰極都係獨立嘅。

6. 焊接同組裝指引

遵守呢啲指引對於可靠性同防止組裝過程中損壞至關重要。

• 迴流焊接：設備可承受最高260°C嘅峰值溫度，最長持續時間為3秒。呢個溫度應喺封裝主體下方1.6mm處（PCB上嘅安裝平面）測量。標準無鉛迴流曲線（IPC/JEDEC J-STD-020）通常適用，但必須遵守特定嘅260°C/3s限制。
• 手動焊接：如果需要手動焊接，請使用溫控烙鐵。將每個引腳嘅接觸時間限制喺3-5秒內，以防止過多熱量通過引腳傳遞到LED芯片。
• 清潔：使用適當、非侵蝕性嘅溶劑進行焊後清潔。避免超聲波清潔，除非已驗證對封裝安全。
• ESD（靜電放電）預防措施：雖然冇明確說明，但LED係半導體器件，可能對ESD敏感。建議喺組裝期間採用標準ESD處理程序（接地工作站、防靜電手帶）。
• 儲存條件：將設備儲存喺原始防潮袋中，環境應喺指定嘅儲存溫度範圍內（-35°C至+85°C）且濕度低，以防止引腳氧化。

7. 應用建議同設計考慮因素

7.1 典型應用電路

微控制器直接驅動：對於共陽極顯示屏，公共引腳通過限流電阻連接到正電源電壓（例如，+5V），或者更常見嘅係，連接到配置為輸出並設置為邏輯高嘅微控制器GPIO引腳（或由PNP晶體管驅動以提供更高電流）。每個劃線陰極引腳連接到微控制器嘅一個GPIO引腳。要點亮一個劃線，將其對應嘅陰極引腳驅動到邏輯低（接地），完成電路。

限流電阻計算：呢個對於每個公共陽極連接或每個劃線陰極（取決於驅動拓撲）係必須嘅。使用典型正向電壓（V_F= 2.6V）同所需正向電流（I_F），電阻值R使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。對於5V電源同I_F=10mA：R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω。電阻額定功率應至少為I_F²* R。

7.2 設計考慮因素

• 多工：為咗用更少嘅微控制器引腳控制多個數字，會使用多工技術。數字會以快速速率（例如，每個數字1-5 ms）逐個開啟。LTS-2801AJR處理峰值電流（90mA脈衝）嘅能力使其適合用於多工應用，其中瞬時亮度需要更高以補償降低嘅佔空比。
• 低功耗設計：利用1mA操作能力設計電池供電設備。喺每劃1mA同5V電源下，每個亮起劃線嘅功耗約為(5V - 2.6V) * 0.001A = 2.4 mW。
• 視角：考慮其寬廣視角來放置顯示屏，以確保最終用戶嘅可讀性。
• 熱管理：喺以高連續電流運行或喺高環境溫度下嘅應用中，確保足夠嘅通風。遵守高於25°C嘅電流降額曲線。

8. 技術比較同區分

雖然冇提供同其他部件號嘅直接比較，但可以從LTS-2801AJR嘅規格推斷其關鍵區分點：

• 對比標準紅色GaAsP/GaP LED：使用AlInGaP技術相比舊嘅LED材料提供顯著更高嘅發光效率（每mA電流更多光輸出）同更好嘅色彩純度（更飽和嘅紅色）。呢個導致更高亮度同更低功耗。
• 對比更大數字顯示屏：0.28吋數字喺尺寸同可讀性之間提供平衡，適合緊湊設備，其中較大顯示屏（例如，0.5吋或1吋）喺物理上唔切實際。
• 對比冇低電流測試嘅顯示屏：針對出色低電流（1mA）特性嘅明確測試同篩選係一個關鍵特點。並非所有七劃顯示屏都保證喺咁低嘅驅動水平下具有均勻亮度同正常操作。
• 對比共陰極顯示屏：當與能夠提供電流好過吸收電流嘅微控制器接口時，通常更偏好共陽極配置（儘管許多現代MCU係對稱嘅）。選擇取決於驅動電路設計。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用3.3V微控制器系統驅動呢個顯示屏嗎？

答：可以，但你必須重新計算限流電阻。使用V_電源=3.3V，V_F=2.6V，同I_F=5mA：R = (3.3V - 2.6V) / 0.005A = 140 Ω。驗證5mA下嘅光輸出對於你嘅應用係咪足夠。

問：點解有兩個公共陽極引腳（3同8）？

答：佢哋內部連接。呢個允許PCB佈線嘅靈活性，並有助於將總陽極電流（所有亮起劃線電流嘅總和）分配喺兩個引腳上，降低每個引腳嘅電流密度並提高可靠性。

問：峰值波長（639nm）同主波長（631nm）有咩區別？

答：峰值波長係光功率輸出物理上最高嘅位置。主波長係會產生相同顏色感知嘅單一波長，從完整光譜計算得出。人眼嘅敏感度影響呢個計算，導致數值唔同。

問：點樣實現小數點？

答：小數點係一個獨立嘅LED，其陰極喺引腳5上。要點亮佢，將公共陽極連接到V+，並將引腳5驅動到接地（通過限流電阻，可以同劃線共享或獨立）。

10. 實際應用示例

場景：設計一個簡單嘅電池供電數字溫度計。

1. 組件選擇：選擇LTS-2801AJR係因為其低電流操作可以最大化電池壽命。選擇一個至少有8個I/O引腳嘅微控制器（7個用於劃線，1個用於公共陽極控制）。
2. 電路設計：公共陽極引腳（3同8）連接在一起，然後通過一個PNP晶體管連接到微控制器嘅一個GPIO引腳（以處理所有劃線都亮起時嘅總電流）。每個劃線陰極（引腳1,2,4,5,6,7,9,10）連接到微控制器嘅一個獨立GPIO引腳。一個限流電阻放置喺微控制器正電源軌同PNP晶體管發射極之間（或者如果直接驅動，則串聯喺每個陰極）。電阻值根據所需亮度計算，例如每劃2mA。
3. 軟件：微控制器讀取溫度傳感器，將值轉換為十進制數字，並查找相應嘅劃線圖案（例如，七劃字體表）。然後，佢驅動適當嘅陰極引腳為低電平，同時將公共陽極控制引腳設置為高電平以顯示數字。
4. 結果：一個清晰、易讀嘅溫度顯示，功耗極低，適合便攜式設備。

11. 技術原理介紹

核心技術係AlInGaP LED。光係通過一個稱為電致發光嘅過程產生嘅。當正向電壓施加喺半導體P-N接面時，來自N型材料嘅電子喺有源區同來自P型材料嘅電洞複合。呢種複合以光子（光粒子）嘅形式釋放能量。光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定，呢個係通過喺晶體生長過程中精確控制鋁、銦、鎵同磷嘅比例來設計嘅。透明嘅GaAs基板相比吸收性基板允許更多產生嘅光從芯片中逸出，提高整體外部效率。來自呢啲微小芯片嘅光然後被塑料封裝塑造同引導，形成可識別嘅七劃圖案。

12. 行業趨勢同發展

七劃顯示屏嘅演變跟隨更廣泛嘅LED技術趨勢。雖然基本外形尺寸仍然非常有用，但底層技術持續進步。AlInGaP本身代表咗對舊材料嘅重大飛躍。當前趨勢可能包括：

• 更高效率：對外延結構同光提取技術嘅持續研究推動更高嘅每瓦流明，使相同電流下顯示屏更亮或電池壽命更長。
• 集成：一些現代顯示屏將驅動IC（控制器）直接集成到封裝中，簡化系統設計師嘅接口（儘管呢個喺點陣同字母數字顯示屏中比基本七劃單元更常見）。
• 替代顏色同材料：雖然呢個部件使用AlInGaP用於紅色，但其他材料如InGaN用於藍色、綠色同白色LED。低電流、高亮度操作嘅原理適用於呢啲技術。
• 利基耐用性：對於惡劣環境，封裝密封同材料嘅發展提高咗對濕氣、化學品同極端溫度嘅抵抗力。

LTS-2801AJR專注於經過驗證嘅AlInGaP技術並針對低電流性能進行優化，喺呢個持續發展嘅技術格局中代表一個成熟、可靠且高度實用嘅解決方案。