LTS-4801JG LED顯示屏規格書 - 0.4吋數碼管高度 - AlInGaP綠色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗

1. 產品概覽

LTS-4801JG係一款單位七段數碼管顯示屏，採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術發出綠光。佢設計成共陽極結構，即係所有LED段嘅陽極喺內部連接並引出到公共接腳，而每個段嘅陰極就獨立可接。呢種配置喺多工顯示應用中好常見。顯示屏採用灰面白段設計，增強咗唔同光線條件下嘅對比度同可讀性。主要應用喺需要清晰、明亮單位數字讀數嘅電子設備，例如儀錶板、消費電器同工業控制裝置。

1.1 核心優勢

高亮度同對比度：AlInGaP材料系統提供高發光效率，帶來出色亮度。灰面/白段設計進一步提升對比度，令字元外觀更靚。
低功耗：器件喺相對較低嘅正向電流下工作，適合電池供電或節能應用。
固態可靠性：作為LED器件，相比白熾燈或真空熒光顯示等舊技術，佢提供更長使用壽命、抗震能力同快速開關時間。
分級性能：發光強度經過分級，確保多位數顯示屏嘅亮度一致。
寬視角：封裝同晶片設計提供廣闊視角，確保從唔同位置都睇得清楚。
無鉛封裝：器件符合RoHS（有害物質限制）指令。

1.2 目標應用

呢款顯示屏適用於普通電子設備。典型應用包括辦公室自動化設備（例如影印機、打印機）、通訊裝置、家用電器（例如微波爐、焗爐、洗衣機）、測試測量儀器同工業控制面板。佢唔係為咗需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康嘅應用（例如航空、醫療生命維持）而設計，除非事先諮詢同認證。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下或超出操作唔保證正常。

每段功耗：70 mW。呢個係單一LED段可以消耗而唔會造成損壞嘅最大功率。
每段峰值正向電流：60 mA。只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）使用，以防止過熱。
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線性降額。
工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件可以喺呢個完整範圍內儲存同操作。
焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺Ta=25°C下測量嘅典型工作參數，定義咗器件喺正常條件下嘅性能。

平均發光強度（I_V）：喺正向電流（I_F）為1 mA時，320至850 μcd（微坎德拉）。呢個寬範圍表示器件嘅強度經過分級（binning）。
峰值發射波長（λ_p）：571 nm（典型值）。呢個係發射光強度最高嘅波長，位於光譜嘅綠色區域。
主波長（λ_d）：572 nm（典型值）。呢個係人眼感知嘅波長，同峰值波長非常接近。
譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型值）。呢個指定咗發射光嘅帶寬，表示相對純淨嘅綠色。
每晶片正向電壓（V_F）：喺I_F=20 mA時，2.05V至2.6V。呢個係LED工作時嘅壓降。電路設計必須考慮呢個範圍。
每段反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大100 μA。呢個參數僅供測試用途；唔允許連續反向偏壓操作。
發光強度匹配比：喺相似光區域內嘅段之間，最大為2:1。呢個確保咗整個數字嘅外觀均勻性。
串擾：規格係少過2.5%。呢個係指由於電氣洩漏或光學耦合導致非驅動段嘅非預期發光。

3. 分級系統解釋

規格書指出發光強度係分級嘅。呢個通常意味住器件生產後會根據佢哋喺標準測試電流（呢度係1mA）下測量到嘅光輸出進行測試同分類（binning）。分級確保用喺多位數應用中嘅顯示屏會有匹配嘅亮度，防止某個數字睇落明顯暗過或亮過旁邊嘅數字。設計師訂購時應指定或留意強度級別，以確保應用中嘅一致性。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然文本摘錄冇提供具體圖表，但呢類曲線通常說明關鍵參數之間嘅關係。基於標準LED行為，預期曲線包括：

I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電壓（V_F）同正向電流（I_F）之間嘅指數關係。曲線會顯示約2V嘅開啟電壓，然後係相對陡峭嘅上升。
發光強度 vs. 正向電流（I_V vs I_F）：顯示光輸出點樣隨電流增加。喺一定範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會因熱效應而飽和。
發光強度 vs. 環境溫度（I_V vs T_a）：說明隨接面溫度升高，光輸出點樣下降。對於高溫環境，呢個係關鍵考慮因素。
光譜分佈：相對強度對波長嘅圖，顯示峰值約喺571-572 nm，半高寬約15 nm。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

顯示屏嘅數字高度為0.4吋（10.0 mm）。詳細機械圖提供所有關鍵尺寸，包括總長度、寬度、高度、段尺寸同間距，以及接腳位置。圖中嘅關鍵註釋包括：

所有尺寸單位為毫米，一般公差為±0.25mm，除非另有說明。
接腳尖端偏移公差為±0.40 mm。
建議用於接腳嘅PCB孔徑為1.10 mm。
定義咗異物、段內氣泡、反射器彎曲同表面油墨污染嘅質量標準。

5.2 接腳連接同電路圖

器件採用10接腳單排配置。內部電路圖顯示共陽極結構。接腳定義如下：接腳1（陰極G）、接腳2（陰極F）、接腳3（公共陽極）、接腳4（陰極E）、接腳5（陰極D）、接腳6（陰極小數點）、接腳7（陰極C）、接腳8（公共陽極）、接腳9（陰極B）、接腳10（陰極A）。請注意有兩個公共陽極接腳（3同8），佢哋喺內部連接。呢個設計提供PCB佈線嘅靈活性，並有助於電流分佈。

6. 焊接同組裝指引

6.1 自動焊接設定

對於波峰焊或回流焊，條件指定為最高260°C，持續5秒，測量點喺封裝安裝平面下方1.6mm（1/16吋）。組裝期間元件本體溫度唔可以超過其最高額定溫度。遵守呢個設定對於防止損壞塑料封裝或內部引線鍵合至關重要。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，烙鐵頭應接觸安裝平面下方1.6mm嘅接腳。焊接溫度應為350°C ±30°C，接觸時間唔可以超過5秒。使用較高溫度但極短時間，可以最小化傳遞到敏感LED晶片嘅熱量。

7. 應用設計考慮

為確保可靠操作，提供咗幾項重要注意事項同建議：

驅動電路保護：電路必須保護LED免受反向電壓同開機或關機期間嘅瞬態電壓尖峰影響，因為呢啲會導致即時故障。
恆流驅動：強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動。恆流源確保亮度一致，並保護LED免於熱失控，因為正向電壓會隨溫度升高而降低。
考慮V_F變化：驅動電路必須設計成能夠喺整個正向電壓範圍內（20mA時每晶片2.05V至2.6V）提供預期電流。
電流降額：選擇安全工作連續電流時，必須考慮應用嘅最高環境溫度，使用高過25°C時0.33 mA/°C嘅降額因子。
避免反向偏壓：應嚴格避免連續反向偏壓操作，因為佢可能導致金屬遷移同器件提早失效。

8. 可靠性測試

器件經過一系列標準化可靠性測試以確保穩健性。測試計劃包括：

工作壽命測試（RTOL）：室溫下以最大額定電流測試1000小時。
環境測試：高溫/高濕儲存（65°C/90-95% RH下500小時）、高溫儲存（105°C下1000小時）、低溫儲存（-35°C下1000小時）。
應力測試：溫度循環（-35°C同105°C之間30個循環）同熱衝擊（-35°C同105°C之間30個循環）。
製程兼容性測試：耐焊性（260°C下10秒）同可焊性（245°C下5秒）。

呢啲測試參考咗既定嘅軍用（MIL-STD）、日本工業（JIS）同內部標準，為器件喺各種儲存同操作條件下嘅耐用性提供信心。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可唔可以直接用5V微控制器接腳驅動呢個顯示屏？

答：唔可以。正向電壓最高約2.6V，必須串聯限流電阻。直接連接到5V會因電流過大而損壞LED。使用公式 R = (V_供電- V_F) / I_F.

計算電阻值。

問：點解有兩個公共陽極接腳？

答：佢哋喺內部連接。呢個設計允許更靈活嘅PCB佈線，如果同時驅動多個段可以幫助平衡電流，並提供機械穩定性。

問：點樣喺多位數顯示屏中實現均勻亮度？

答：使用恆流驅動器，並確保使用來自相同或相近發光強度級別嘅顯示屏。實施多工掃描時，採用適當嘅段電流同佔空比。

問：峰值波長同主波長有咩分別？

答：峰值波長係光譜功率最高嘅物理波長。主波長係CIE色度圖上感知嘅顏色點。對於呢種綠色LED呢類單色光源，佢哋非常接近。

10. 設計案例研究

考慮使用LTS-4801JG設計一個簡單嘅數字溫度計顯示屏。系統使用具有多工輸出嘅微控制器。設計步驟包括：驅動器選擇：
選擇一個恆流LED驅動器IC，或者設計能夠吸收所需段電流（例如，10-15 mA以獲得良好亮度）嘅分立晶體管電路。電流設定：
確定工作電流。例如，選擇10 mA可以提供良好亮度，同時遠低於25 mA最大值，為溫度降額留出餘量。多工方案：
配置微控制器快速循環掃描各個數字。公共陽極由微控制器開關嘅PNP晶體管（或高側驅動器）驅動，而段陰極則連接到驅動器IC嘅電流吸收輸出。PCB佈局：
將顯示屏放置喺電路板上，確保使用建議嘅1.10mm孔。分開佈線兩個公共陽極線以平衡電流分佈。保持高電流段線嘅走線短而寬。熱管理：_{如果器件要用喺高環境溫度環境（例如，>50°C），使用降額因子重新計算最大允許連續電流：I}F(max)_a= 25 mA - [0.33 mA/°C * (T

- 25°C)]。

11. 技術同原理介紹

LTS-4801JG基於生長喺非透明GaAs基板上嘅AlInGaP半導體技術。當正向電壓施加喺p-n接面時，電子同電洞復合，以光子形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗能隙能量，進而定義發射光嘅波長——喺呢個情況下係綠色（~572 nm）。非透明基板通過吸收雜散光幫助提高對比度。七段格式係一種標準化方式，通過選擇性點亮七個獨立嘅LED條（段A-G）加上一個小數點來表示數字（0-9）同部分字母。

12. 行業趨勢

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋

一、光電性能核心指標

術語	單位/表示	通俗解釋	點解重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。	直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。	決定燈具夠唔夠光。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），例如120°	光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。	影響光照範圍同均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），例如2700K/6500K	光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氣氛同適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。	影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。
色容差（SDCM）	麥克亞當橢圓步數，例如"5-step"	顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。	保證同一批燈具顏色冇差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（納米），例如620nm（紅）	彩色LED顏色對應嘅波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。	影響顯色性同顏色品質。

二、電氣參數

術語	符號	通俗解釋	設計注意事項
順向電壓（Forward Voltage）	Vf	LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。	驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。
順向電流（Forward Current）	If	使LED正常發光嘅電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。	電路中需防止反接或電壓衝擊。
熱阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。	高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。
靜電放電耐受（ESD Immunity）	V（HBM），例如1000V	抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。	生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。

三、熱管理與可靠性

術語	關鍵指標	通俗解釋	影響
結溫（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片內部嘅實際工作溫度。	每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小時）	亮度降至初始值70%或80%所需時間。	直接定義LED嘅"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（例如70%）	使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。	表徵長期使用後嘅亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色嘅變化程度。	影響照明場景嘅顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。	可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。

四、封裝與材料

術語	常見類型	通俗解釋	特點與應用
封裝類型	EMC、PPA、陶瓷	保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
芯片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	芯片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、硅酸鹽、氮化物	覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度同配光曲線。

五、質量控制與分檔

術語	分檔內容	通俗解釋	目的
光通量分檔	代碼例如 2G、2H	按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批產品亮度一致。
電壓分檔	代碼例如 6W、6X	按順向電壓範圍分組。	便於驅動電源匹配，提高系統效率。
色區分檔	5-step MacAdam橢圓	按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。	保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。
色溫分檔	2700K、3000K等	按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。	滿足唔同場景嘅色溫需求。

六、測試與認證

術語	標準/測試	通俗解釋	意義
LM-80	流明維持測試	喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。	用於推算LED壽命（結合TM-21）。
TM-21	壽命推演標準	基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。	提供科學嘅壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認嘅測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。	進入國際市場嘅准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品嘅能效同性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。

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