0.56吋單一位數七劃LED顯示屏規格書 - 14.22mm字高 - 綠色AlInGaP - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗

1. 產品概覽

呢款器件係一個單一位數、七劃嘅字母數字顯示屏，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控嘅筆劃，視覺上顯示數字0-9同部分字母。核心技術基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，呢種材料專門為咗喺綠黃光譜範圍內實現高效率發光而設計。呢個材料系統生長喺非透明嘅砷化鎵（GaAs）基板上，有助於管理光輸出同對比度。顯示屏配備灰色面板，用嚟增強發光綠色筆劃同背景之間嘅對比度，提高喺唔同照明條件下嘅可讀性。器件按發光強度分類，確保喺多個單元外觀一致性至關重要嘅應用中，亮度水平保持一致。

2. 深入技術參數分析

呢部分詳細拆解器件喺指定條件下嘅操作限制同性能特徵。

2.1 絕對最大額定值

呢啲參數定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。為咗可靠、長期嘅性能，唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作。

• 每段功耗：70 mW。呢個係單一段可以安全地轉化為熱同光嘅最大功率，唔會有熱損壞風險。
• 每段峰值正向電流：60 mA。呢個額定值適用於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。佢允許短時間內使用更高電流，以實現極高亮度，適用於多工或閃爍應用。
• 每段連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高過25°C時，呢個電流必須以0.33 mA/°C嘅速率線性降額，以防止過熱。
• 每段反向電壓：5 V。喺反向偏壓方向超過呢個電壓會導致接面擊穿。
• 操作及儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定用於工業級溫度環境。
• 焊接溫度：器件可以承受焊接溫度為260°C，持續3秒，焊接點位於封裝安裝平面下方1/16吋（約1.59 mm）處。

2.2 電氣及光學特性 (Ta=25°C)

呢啲係喺標準測試條件下測量嘅典型性能參數，提供器件喺正常操作中嘅預期行為。

• 平均發光強度 (I_V)：喺 I_F=1mA 時，320 μcd（最小），900 μcd（典型）。呢個量化咗筆劃嘅感知亮度。較大嘅範圍表明咗強度分級過程。
• 峰值發射波長 (λ_p)：喺 I_F=20mA 時，571 nm（典型）。呢個係光功率輸出最大嘅波長，將發射置於可見光譜嘅綠黃色區域。
• 譜線半寬度 (Δλ)：喺 I_F=20mA 時，15 nm（典型）。呢個參數描述咗發射光嘅光譜純度；半寬度越窄，表示顏色越單色。
• 主波長 (λ_d)：喺 I_F=20mA 時，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，同峰值波長密切相關。
• 每段正向電壓 (V_F)：喺 I_F=20mA 時，2.05V（最小），2.6V（典型）。呢個係LED筆劃喺導通指定電流時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 每段反向電流 (I_R)：喺 V_R=5V 時，100 μA（最大）。呢個係筆劃處於反向偏壓時流過嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比 (I_V-m)：喺 I_F=1mA 時，2:1（典型）。呢個比率定義咗同一位數唔同筆劃之間或唔同器件之間嘅最大允許亮度變化，確保視覺上嘅均勻性。

測量注意事項：發光強度係使用傳感器同濾光片組合進行測量，該組合近似於CIE明視覺光度函數，該函數模擬標準人眼對唔同波長嘅敏感度。

3. 分級系統解釋

規格書指出呢款器件係按發光強度分類。即係話佢哋會根據測量到嘅光輸出進行分級或篩選。

• 發光強度分級：典型發光強度為900 μcd，最低為320 μcd，呢個數值表示器件會喺標準測試電流1mA下，根據實際測量到嘅亮度進行測試同分組（分級）。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用揀選亮度一致嘅部件，對於多位數顯示屏嚟講至關重要，因為亮度唔均勻會好礙眼。
• 波長一致性：雖然無明確講明係分級參數，但峰值發射波長（571 nm）同主波長（572 nm）嘅典型值非常接近，表明製造過程能夠產生高度一致嘅顏色輸出，呢個正係AlInGaP材料系統嘅一個特點優勢。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本無詳細圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I_F-V_F曲線)：呢條非線性曲線顯示正向電壓點樣隨電流增加而變化。對於確定所需驅動電壓同設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流 (I_V-I_F曲線)：呢個圖表顯示驅動電流同光輸出嘅關係。通常係次線性嘅；電流加倍並唔會令亮度加倍，反而會增加熱量產生。
• 發光強度 vs. 環境溫度：呢條曲線顯示光輸出點樣隨LED結溫升高而下降。了解呢個降額特性對於喺高環境溫度下運行嘅應用至關重要。
• 光譜分佈：一個顯示唔同波長下相對光功率嘅圖表，中心圍繞住約571 nm嘅峰值波長，典型半寬度為15 nm。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

器件嘅字高為0.56吋（14.22 mm）。封裝尺寸喺圖紙中提供，所有尺寸單位為毫米。除非圖紙另有規定，否則尺寸嘅標準公差為±0.25 mm（±0.01吋）。呢個資訊對於PCB焊盤設計同確保喺最終產品外殼內嘅正確配合至關重要。

5.2 接腳連接及電路圖

顯示屏採用10腳配置，共陰極設計。內部電路圖顯示所有LED筆劃（A至G同小數點）嘅陰極都內部連接到兩個公共陰極腳（腳3同腳8）。呢個係標準配置，用於簡化多工應用中嘅驅動電路。

接腳定義：

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

6. 焊接及組裝指引

絕對最大額定值規定咗一個關鍵焊接參數：器件可以承受焊接烙鐵或回流焊溫度曲線，喺封裝安裝平面下方1/16吋（1.59 mm）處達到260°C，最長持續時間為3秒。呢個指引旨在防止組裝過程中LED晶片同內部焊線受到熱損壞。對於波峰焊，接觸焊錫嘅時間應盡量縮短。喺處理同組裝過程中應遵守標準嘅ESD（靜電放電）預防措施，以防止半導體接面受損。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

呢款顯示屏適合各種需要單一、高可見度數字指示器嘅應用：

• 測試及測量設備：數字萬用錶、頻率計數器、電源供應器，需要清晰、明亮嘅讀數。
• 工業控制：面板儀錶、過程指示器、機械上嘅計時器顯示。
• 消費電子產品：獨立計數器、記分牌、家電顯示（例如微波爐、舊式音響設備）。
• 汽車改裝市場：儀錶同診斷工具（不過應針對特定汽車要求驗證環境規格）。

7.2 設計考慮因素

• 限流：LED係電流驅動器件。每個筆劃陽極必須串聯一個限流電阻或恆流驅動電路，以防止超過最大連續正向電流（25°C時為25 mA）。電阻值可以用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F，其中 V_F係典型正向電壓（例如2.6V）。
• 多工掃描：對於多位數顯示屏，會使用多工掃描方案，即快速逐個點亮數字。峰值正向電流額定值（60 mA）允許更高嘅脈衝電流，以補償降低嘅佔空比，保持感知亮度。
• 熱管理：雖然每段功耗好低，但喺所有筆劃持續點亮嘅應用中（例如顯示8.），總功耗可以接近0.5W。如果喺高環境溫度下運行，請確保足夠嘅通風或散熱，並記住要對連續電流進行降額。
• 視角：規格書聲稱寬視角，呢個係LED七劃顯示屏嘅典型特徵。應針對特定應用所需嘅視角錐體進行驗證。

8. 技術比較及差異化

根據提供嘅數據，呢款顯示屏嘅關鍵差異化因素係其材料技術同特定性能特徵。

• AlInGaP vs. 傳統材料：同舊技術（例如標準GaP（磷化鎵）綠色LED）相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同亮度。呢個令到喺高環境光條件下或較低驅動電流下具有更好嘅可見度，提高電源效率。
• 顏色同對比度：綠色AlInGaP筆劃同灰色面板嘅組合提供高對比度、易讀嘅顯示。綠色通常因其高人眼感知發光效率而被選用，令佢喺給定電氣輸入下顯得非常明亮。
• 固態可靠性：同所有LED一樣，佢相比白熾燈或真空熒光顯示屏（VFD）具有優勢，包括抗衝擊/振動、更快嘅響應時間、更低嘅工作電壓同更長嘅使用壽命。

9. 常見問題（基於技術參數）

1. 問：兩個公共陰極腳（3同8）有咩用？
   
   答：佢哋係內部連接嘅。提供兩個腳有助於分散總陰極電流（可能係最多8段電流嘅總和），降低PCB走線中嘅電流密度，並可以改善封裝嘅散熱。
2. 問：我可唔可以直接用5V微控制器腳位驅動呢個顯示屏？
   
   答：唔可以。你必須使用限流電阻。對於5V電源，目標電流為20 mA，V_F為2.6V，電阻值為 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω。微控制器腳位亦必須能夠吸入或輸出所需嘅筆劃電流。
3. 問：發光強度匹配比為2:1係咩意思？
   
   答：意思係喺相同測試條件下，最光嘅筆劃（或器件）嘅亮度唔會超過最暗筆劃（或器件）嘅兩倍。咁樣確保咗顯示屏上嘅視覺均勻性。
4. 問：點樣先可以達到900 μcd嘅典型亮度？
   
   答：典型發光強度係喺正向電流 (I_F) 為1 mA時指定嘅。要喺你嘅設計中達到呢個亮度水平，你應該用1 mA驅動每個筆劃。要更高亮度，你可以將電流增加到最大連續額定值（25°C時為25 mA），但請參考 I_V-I_F曲線，因為關係唔係線性嘅。

10. 設計及使用案例研究

場景：設計一個簡單嘅數字電壓錶讀數

一位設計師正在創建一個0-99V直流電壓錶。佢需要兩個呢款顯示屏。微控制器嘅ADC讀取電壓並將其轉換為兩位數字。設計師使用多工掃描技術：數字1（十位）點亮5ms，然後數字2（個位）點亮5ms，不斷重複。為咗喺每個數字50%佔空比下保持良好嘅感知亮度，佢決定用15 mA嘅脈衝電流驅動每個筆劃（遠低於60 mA峰值額定值）。佢喺每個數字嘅公共陰極側使用一個由微控制器控制嘅電晶體，並喺每個連接到配置為輸出嘅微控制器埠腳位嘅筆劃陽極上使用限流電阻。灰色面板同綠色筆劃確保即使喺光線適中嘅工場環境中，讀數都清晰可見。設計師從相同發光強度等級中揀選部件，以確保兩個數字具有匹配嘅亮度。

11. 工作原理

七劃顯示屏係七個發光二極管（LED）嘅組裝體，排列成8字形。每個LED形成一個筆劃（標記為A至G）。另外一個LED用於小數點（DP）。通過選擇性地對呢啲筆劃嘅特定組合施加正向偏壓（開啟），就可以形成數字0到9嘅圖案。例如，要顯示7，筆劃A、B同C會被點亮。喺像呢款一樣嘅共陰極配置中，所有筆劃LED嘅陰極（負極）都連接埋一齊到一個或多個公共腳。要點亮一個筆劃，需要將其對應嘅陽極腳驅動到正電壓（透過限流電阻），同時將公共陰極連接到地。當電子喺器件嘅p-n接面上同電洞復合時，AlInGaP半導體材料會發光，以光子形式釋放能量，光子嘅波長取決於材料嘅能隙特性，喺呢個情況下係綠光。

12. 技術趨勢

雖然分立式七劃LED顯示屏對於特定應用仍然相關，但顯示技術嘅更廣泛趨勢值得注意。總體趨勢係轉向集成點陣顯示屏（包括LED同LCD/OLED），佢哋喺類似尺寸嘅封裝中提供完整嘅字母數字同圖形功能。呢啲提供更大嘅靈活性，但通常需要更複雜嘅驅動電子設備。對於只需要數字嘅應用，七劃格式仍然非常高效同具成本效益。LED材料嘅進步，例如呢份規格書中使用嘅AlInGaP，持續提高效率、亮度同顏色純度。此外，七劃顯示屏嘅表面貼裝器件（SMD）版本變得越來越普遍，相比像呢份文件可能描述嘅通孔設計，允許自動化組裝同更細小嘅外形尺寸。LED嘅核心優勢——長壽命、堅固耐用同低功耗——確保佢哋喺可預見嘅未來，仍將係指示器同簡單讀數應用中嘅主要選擇。