LTS-547AJG 0.52吋 AlInGaP 綠色 LED 顯示屏規格書 - 字高13.2mm - 正向電壓2.6V - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTS-547AJG係一款高性能、單位數、七劃字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮數字指示嘅應用而設計。佢嘅主要功能係提供高度易讀嘅數碼讀數。核心技術採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造發光晶片，呢種材料以產生高效率綠光而聞名。器件採用灰色面殼配白色劃線，優化對比度，喺唔同照明條件下提升可讀性。佢採用共陰極結構，即係所有獨立LED劃線嘅陰極都內部連接至公共腳位，簡化驅動電路設計。呢款顯示屏屬於無鉛元件，符合RoHS等環保指令。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏提供多項關鍵優勢，令佢適合廣泛嘅工業同消費類應用。佢嘅高亮度同出色對比度確保咗即使喺光猛環境下都清晰可見。寬闊視角令顯示字元可以從唔同位置閱讀，而無明顯亮度或清晰度損失。器件具備固態可靠性，即係冇活動部件，相比其他顯示技術更耐衝擊同震動。佢功耗低，好適合電池供電或節能設備。連續、均勻嘅劃線提供乾淨專業嘅字元外觀。典型目標市場包括測試測量設備、工業控制面板、醫療設備、汽車儀表板（用於輔助顯示）、消費電器，以及任何需要緊湊、可靠數碼讀數嘅電子設備。

2. 技術參數深入分析

呢部分對規格書中指定嘅關鍵電氣同光學參數提供詳細、客觀嘅解讀。理解呢啲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

呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限或超出極限下操作唔保證正常，應避免。

• 每劃功耗：最大70 mW。呢個係單一LED劃線喺連續操作下可以安全散熱嘅最大功率。超出呢個值會導致過熱同加速LED晶片老化。
• 每劃峰值正向電流：最大60 mA，但僅限於特定脈衝條件下（1/10佔空比，0.1 ms脈衝寬度）。呢個額定值適用於多工方案中使用嘅短暫高電流脈衝，唔適用於連續直流操作。
• 每劃連續正向電流：喺25°C時最大25 mA。呢個係設計直流驅動電流嘅關鍵參數。至關重要嘅係，呢個額定值喺25°C以上會以0.33 mA/°C嘅速率線性遞減。例如，喺環境溫度（Ta）85°C時，最大允許連續電流會係：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA =5.2 mA。呢個遞減對於熱管理至關重要。
• 每劃反向電壓：最大5 V。施加高於此值嘅反向偏壓會導致LED接面擊穿同失效。
• 操作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C。器件可以喺呢個寬廣溫度範圍內運作同儲存。
• 焊接溫度：最高260°C，最多3秒，測量點喺安裝平面下方1.6mm處。呢個對於波峰焊或回流焊製程好重要，以防止損壞塑料封裝或內部接線。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺Ta=25°C同指定測試條件下測量嘅典型操作參數。佢哋定義咗器件嘅預期性能。

• 平均發光強度（I_V）：320 μcd（最小），750 μcd（典型），條件係 I_F=1mA。呢個係光輸出嘅量度。寬廣範圍表示存在分級過程；器件會根據其實際測量強度進行分類。
• 峰值發射波長（λ_p）：571 nm（典型），條件係 I_F=20mA。呢個係發射光強度最高嘅波長，位於可見光譜嘅綠色區域。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型）。呢個表示光譜純度或發射波長嘅範圍。15nm嘅數值對於AlInGaP綠色LED係典型嘅，產生相對純淨嘅綠色。
• 主波長（λ_d）：572 nm（典型）。呢個係人眼感知到、最匹配發射光顏色嘅單一波長，非常接近峰值波長。
• 每劃正向電壓（V_F）：2.05V（最小），2.6V（最大），條件係 I_F=20mA。呢個係LED操作時嘅壓降。設計師必須確保驅動電路能夠提供足夠電壓，以喺所需電流下克服呢個壓降。電壓變化要求採用限流而非限壓嘅驅動方法。
• 每劃反向電流（I_R）：100 μA（最大），條件係 V_R=5V。呢個係LED喺其最大額定值內反向偏置時流動嘅小量漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大）。呢個指定咗喺相同條件下驅動時（I_F=1mA），單一器件內最光同最暗劃線之間嘅最大允許比率。2:1嘅比率確保數字外觀均勻。

3. 分級系統說明

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級或篩選過程。由於半導體外延生長同晶片製造過程存在固有差異，同一生產批次嘅LED可能具有略微唔同嘅光學同電氣特性。為確保最終用戶嘅一致性，製造商會測試並將LED分類（分級）成參數緊密匹配嘅組別。對於LTS-547AJG，主要分級參數係發光強度，最小（320 μcd）同典型（750 μcd）值就係證明。器件喺標準條件（I_F=1mA）下測試，並按強度分級。客戶可以為需要多個顯示屏之間亮度緊密匹配嘅應用訂購特定分級。正向電壓（V_F）亦指定咗範圍（2.05V 至 2.6V），可能涉及次要分級，或者作為最大/最小規格保證。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅PDF摘錄提到最後一頁有典型電氣/光學特性曲線，但具體曲線並未包含喺提供嘅文本中。通常，呢類規格書會包含對深入設計分析至關重要嘅圖表。基於標準LED規格書慣例，預期會有以下曲線，並提供其分析：

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢個圖表顯示流經LED嘅電流同其兩端電壓之間嘅關係。對於LED，呢係一條指數曲線。膝點電壓係電流開始顯著增加嘅位置——呢個接近20mA時典型V_F嘅2.6V。曲線展示咗點解LED必須用限流源驅動；電壓稍微超過膝點會導致電流大幅、可能具破壞性嘅增加。曲線斜率亦與LED嘅動態電阻有關。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

呢個圖表顯示光輸出（強度）如何隨驅動電流增加。對於AlInGaP LED，喺中等電流範圍內關係通常係線性嘅，但喺極高電流下由於效率下降（發熱同其他非輻射效應）可能變為次線性。呢條曲線幫助設計師選擇操作電流，以提供所需亮度，同時唔過度應力LED或降低其效率。

4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

呢條係可靠性方面最關鍵嘅曲線之一。佢顯示光輸出如何隨環境（或接面）溫度升高而下降。AlInGaP LED對溫度特別敏感，輸出會隨溫度升高而顯著下降。呢條曲線，結合電流遞減規格，為熱管理決策提供依據。如果顯示屏用喺高溫環境，可能需要降低電流（遞減），並且預期亮度會較低。

4.4 光譜分佈

一個繪製相對強度對波長嘅圖表。佢會顯示一個圍繞571-572 nm嘅峰值，並具有特徵寬度（15 nm半寬度）。呢條曲線確認綠色色點，對於需要特定色座標嘅應用好重要。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

器件具有標準單位數七劃外形。圖紙中嘅關鍵尺寸（文本未完全詳細說明）通常包括總高度、寬度同深度，數字高度（指定為0.52吋或13.2 mm），劃線尺寸，同引腳間距。註明所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25 mm，除非另有說明。特別註明提到引腳尖端偏移公差為+0.4 mm，呢個對於PCB孔位放置同波峰焊製程好重要，以確保正確對齊。

5.2 腳位定義及極性識別

顯示屏有10個腳位，間距0.1吋（2.54 mm），分兩排排列。提供腳位連接表：

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

器件採用共陰極配置。有兩個公共陰極腳位（3同8），佢哋內部連接。呢個提供PCB佈線靈活性，並有助分散電流。要點亮一個劃線，必須將其對應嘅陽極腳位驅動至相對於公共陰極嘅正電壓，而公共陰極必須接地（或較低電壓）。小數點係一個獨立LED，有自己嘅陽極（腳位5）。

5.3 內部電路圖

規格書中提供嘅示意圖直觀確認咗共陰極架構。佢顯示八個獨立LED晶片（劃線A-G加小數點）。所有陰極（負極側）連接埋一齊並引出到腳位3同8。每個陽極（正極側）引出到其各自腳位。呢個圖對於理解如何將顯示屏連接至微控制器或驅動IC至關重要。

6. 焊接及組裝指引

遵守呢啲指引對於防止PCB組裝過程中損壞至關重要。

• 焊接方法：器件適合波峰焊或回流焊製程。
• 溫度曲線：絕對最高焊接溫度為260°C。引腳/焊點界面溫度唔可以超過呢個值。對於回流焊，無鉛組裝嘅標準曲線（峰值溫度約245-250°C）係合適嘅，但液相線以上嘅時間必須控制。
• 暴露時間：峰值溫度下嘅最大暴露時間為3秒。長時間暴露會熔化塑料封裝或損壞內部接線。
• 測量點：溫度喺安裝平面下方1.6 mm處測量（引腳離開塑料主體嘅位置）。呢個溫度通常低於PCB焊盤溫度。
• 清潔：如果需要清潔，使用與LED塑料封裝材料相容嘅溶劑，以避免開裂或霧化。
• 處理：避免對引腳施加機械應力。處理同組裝期間採取適當嘅ESD（靜電放電）預防措施。
• 儲存條件：喺指定溫度範圍（-35°C 至 +105°C）內，儲存於乾燥、防靜電環境中。避免暴露喺過度潮濕環境；如果器件儲存喺高濕度環境，焊接前可能需要烘烤，以防止回流焊期間出現爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

LTS-547AJG需要外部限流機制。最簡單嘅驅動方法係使用微控制器GPIO腳位，通過限流電阻連接至劃線陽極，公共陰極接地。電阻值使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算。對於5V電源，期望I_F為20mA，典型V_F為2.6V：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。會使用120Ω電阻。對於多工驅動多位數，會使用專用驅動IC（如MAX7219或TM1637）或電晶體陣列來吸收較高嘅總陰極電流。

7.2 設計考慮事項

• 限流：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：驅動多位數時，可以使用峰值脈衝電流額定值（1/10佔空比下60mA）用於劃線陽極，但每劃嘅平均電流隨時間平均後唔可以超過連續直流額定值。
• 散熱：考慮操作環境。如果顯示屏處於密閉空間或高環境溫度，請根據0.33 mA/°C規則相應遞減操作電流，以確保壽命。
• 視角：寬闊視角係一個優勢，但為咗最佳可讀性，應將顯示屏放置喺典型觀看者視線大致垂直於面殼嘅位置。
• PCB佈局：確保封裝佔位符合尺寸圖。兩個公共陰極腳位可以喺PCB上連接埋一齊，以減少走線電阻同改善電流分佈。

8. 技術比較及差異化

與其他七劃顯示技術相比，LTS-547AJG提供特定優勢：

• 對比紅色GaAsP或GaP LED：AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率，喺相同驅動電流下產生更光嘅顯示。綠光（約570nm）亦接近人眼明視覺曲線嘅峰值敏感度，令佢喺相同輻射功率下主觀上比紅光更光。
• 對比LCD顯示屏：LED係自發光（產生自己嘅光），令佢哋喺黑暗中無需背光都清晰可見。佢哋具有更快嘅響應時間、更寬嘅操作溫度範圍，並且唔易受低溫下影像殘留或慢速響應影響。
• 對比VFD（真空熒光顯示屏）：LED更堅固，需要更低嘅操作電壓（3-5V對比VFD嘅20-50V），並且驅動電路更簡單。佢哋亦唔需要燈絲電源。
• 喺AlInGaP顯示屏中：LTS-547AJG嘅關鍵差異化因素係其特定0.52吋數字高度、共陰極配置、灰色面殼/白色劃線設計以提升對比度，以及其保證嘅發光強度分類，提供一定嘅亮度一致性。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

Q1：我可以用3.3V邏輯驅動呢款顯示屏嗎？

A：可以，但你必須檢查正向電壓。典型V_F為2.6V，只有0.7V餘量（3.3V - 2.6V）。限流電阻會非常細：R = (3.3 - 2.6)/0.02 = 35 Ω。喺低電流（例如5mA）下，佢運作良好。要喺20mA下達到全亮度，請確保你嘅3.3V電源軌穩定並能提供電流。建議3.3V系統使用恆流驅動器。

Q2：點解有兩個公共陰極腳位？

A：使用兩個腳位來分散總陰極電流，呢個電流可以係最多8個劃線（如果全部點亮）嘅總和。呢個減少單一腳位/PCB走線嘅電流密度，提高可靠性，並提供佈局靈活性。

Q3：點樣計算顯示屏嘅功耗？

A：對於一個劃線：P = V_F* I_F。喺典型20mA同2.6V下，P_劃線 = 52 mW。對於整個數字，所有7個劃線點亮（無小數點），P_總 ≈ 7 * 52 mW = 364 mW。考慮熱遞減，務必確保呢個值低於封裝總散熱能力。

Q4：無鉛封裝對我嘅組裝製程意味住乜？

A：器件引腳鍍有與無鉛焊接相容嘅塗層（例如錫-銀-銅）。你必須喺組裝期間使用無鉛焊膏同相應嘅較高溫度回流焊曲線（峰值約245-250°C）。

10. 實用設計案例分析

場景：為室內/室外氣象站設計一個簡單數碼溫度計。單位必須顯示-35°C至105°C嘅溫度（匹配顯示屏操作範圍）。佢將由電池供電以實現便攜性。

設計選擇：

1. 顯示屏選擇：LTS-547AJG適合，因為佢具有寬廣溫度範圍、高亮度（室外可讀）同低功耗要求（對電池壽命重要）。綠色對眼睛舒適。

2. 驅動電路：使用低功耗微控制器（例如ARM Cortex-M0+或PIC），大部分時間處於睡眠模式，喚醒以更新顯示。為節省功耗同腳位，使用具有內置多工同恆流輸出嘅專用LED驅動IC。呢個可以高效驅動多位數（十位同個位）。

3. 電流設定：對於室內使用，將劃線電流設定為5-10 mA以節省電池。對於室外光猛環境使用，可以通過按鈕暫時將電流增加至15-20 mA以獲得最大亮度。必須相應編程驅動IC嘅電流設定。

4. 熱考慮：如果單位放置喺陽光直射下，內部溫度可能超過50°C。根據遞減公式，喺50°C時，最大連續電流為25 mA - ((50-25)*0.33) = 25 - 8.25 = 16.75 mA。我哋最大設定20mA會超過呢個值，因此設計應將高亮度模式限制喺某個佔空比或脈衝寬度，使平均電流喺高環境溫度下保持喺遞減極限內。

11. 技術介紹

LTS-547AJG基於AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術。呢種材料系統喺非透明GaAs（砷化鎵）基板上外延生長。AlInGaP係一種直接帶隙半導體，其帶隙能量可以通過改變鋁、銦、鎵同磷嘅比例來調節。對於約570-580 nm嘅綠色發射，會使用特定組成。非透明GaAs基板會吸收部分產生嘅光，呢個係相比使用透明基板（例如某些舊款綠色LED使用嘅GaP）嘅器件嘅缺點。然而，現代AlInGaP-on-GaAs製程實現咗非常高嘅內部量子效率，光主要從晶片頂部表面發射。封裝嘅灰色面殼同白色劃線唔係半導體嘅一部分；佢哋係塑料成型嘅一部分。灰色面殼減少環境光反射，而白色劃線擴散同散射來自下方LED晶片嘅綠光，創造均勻、明亮嘅劃線外觀。

12. 技術趨勢

LED顯示屏領域持續發展。對於像LTS-547AJG咁樣嘅分立七劃顯示屏，趨勢集中於提高效率、更高亮度同更寬色域。雖然AlInGaP主導高效率紅、橙、琥珀同綠色光譜，但像InGaN（氮化銦鎵）等新材料而家能夠生產高效綠色甚至黃色LED，可能提供唔同色點同效率特性。亦有一個趨勢係更高集成度，例如具有內置控制器（I2C或SPI接口）嘅顯示屏，大幅簡化微控制器接口。此外，對更低功耗嘅需求推動咗LED嘅發展，使佢哋能夠喺低於1 mA嘅電流下為超低功耗IoT設備提供可用亮度。環保法規繼續推動消除鉛以外嘅有害物質，影響電鍍同封裝材料。