LTS-4301JG LED顯示屏規格書 - 0.4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

LTS-4301JG係一款緊湊、高性能嘅單數碼數字顯示模組，專為需要清晰、明亮同可靠數字讀數嘅應用而設計。佢嘅核心功能係利用其七個獨立可控嘅劃段同一個小數點，以視覺方式表示數字0-9同部分有限嘅字母數字字符。呢款器件專為集成到各種空間有限但可讀性至關重要嘅電子設備中而設計。

呢個顯示屏採用先進嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術作為其發光元件。呢種材料系統以喺紅、橙、琥珀同黃綠色光譜中產生高效率發光而聞名。喺呢款特定器件中，佢被調校為產生一種獨特嘅綠色。喺非透明砷化鎵（GaAs）基板上使用AlInGaP有助於提高顯示屏嘅對比度，因為基板有助於防止內部光散射，令未點亮嘅灰面顯得暗啞，而點亮嘅白色劃段則顯得明亮生動。

呢個元件嘅目標市場廣泛，涵蓋工業控制面板、測試同測量設備、消費電器、汽車儀表板（用於輔助顯示）、醫療設備同銷售點終端。佢嘅主要價值主張在於提供卓越嘅視覺性能套裝——特點係高亮度、出色對比度同寬視角——同時保持固態可靠性，同埋相比舊式顯示技術（如真空熒光顯示屏（VFD）或白熾燈泡）功耗相對較低。

2. 技術參數深入分析

2.1 光學特性

光學性能係顯示屏功能嘅核心。平均發光強度（Iv）喺正向電流（I）為1 mA時，典型值指定為850 µcd（微坎德拉）。最小值為320 µcd，表格中冇指定最大值，表示呢個係一個目標驅動嘅規格。呢個參數定義咗標準操作條件下一個劃段嘅感知亮度。測量係使用校準到CIE明視覺光度函數嘅傳感器同濾波器進行嘅，該函數模擬人眼喺正常光照條件下嘅光譜敏感度，確保報告嘅數值直接與視覺感知相關。_F顏色特性由波長參數定義。

峰值發射波長（λ）為571 nm，呢個係光功率輸出最大嘅波長。_p)主波長（λ）為572 nm；呢個係單色光嘅單一波長，最接近地匹配LED輸出嘅感知顏色。呢兩個數值（571 nm vs. 572 nm）非常接近，表示光譜純度高嘅綠色，物理峰值同感知色調之間嘅偏移極小。_d)光譜線半寬度（Δλ）為15 nm，代表發射光強度至少為其峰值一半嘅帶寬。半寬度越窄，通常表示顏色越飽和、越純淨。發光強度匹配比（I）

V-m_{指定最大值為2:1。呢個係顯示均勻性嘅關鍵參數，確保喺相同條件下驅動時，單個數碼內最暗同最亮劃段之間嘅亮度差異唔超過兩倍。呢個比率對於實現一致同專業外觀嘅數字字符至關重要。})2.2 電氣特性

電氣規格定義咗可靠使用嘅操作邊界同條件。

每劃段正向電壓（V）喺I=20 mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。最小值列為2.05V。呢個正向電壓係AlInGaP技術嘅特徵，對於設計每個劃段嘅限流電路（通常係電阻）至關重要。_F)每劃段反向電流（I）_F喺反向電壓（V）為5V時，最大值為100 µA。呢個參數表示LED反向偏置時嘅漏電流水平，對於固態器件嚟講通常非常低。

絕對最大額定值設定咗器件生存嘅硬性限制。關鍵額定值包括：_R)每劃段連續正向電流：_R25 mA（從25°C開始線性降額）。

每劃段峰值正向電流：60 mA（允許喺脈衝條件下：1/10佔空比，0.1 ms脈衝寬度）。
- 每劃段功耗：70 mW。
- 每劃段反向電壓：5 V。
- 喺或超過呢啲限制下操作會對LED芯片造成永久損壞嘅風險。2.3 熱力同環境特性
- 呢款器件嘅操作溫度範圍
額定為-35°C至+85°C。呢個寬廣範圍令佢適合用於惡劣環境嘅應用，從冰凍嘅戶外條件到炎熱嘅工業環境。

儲存溫度範圍

相同（-35°C至+85°C）。一個關鍵嘅組裝參數係焊接溫度規格：器件可以承受喺安裝平面下方1/16吋（約1.6 mm）處260°C持續3秒。呢個係波峰焊接或回流焊接工藝嘅標準參考，指導製造商設定熱曲線，以避免損壞塑料封裝或內部引線鍵合。3. 分級系統解釋

份規格書明確指出呢款器件係根據發光強度分類。呢個表示生產商採用咗分級或者篩選工序。喺LED生產過程中，由於外延生長同芯片處理有輕微差異，輸出會有自然嘅波動。為咗確保俾客戶嘅產品一致性，LED喺生產後會進行測試，並根據關鍵參數分入唔同嘅級別入面。

對於LTS-4301JG嚟講，主要嘅分級標準係喺固定測試電流（可能係1 mA或者20 mA）下嘅發光強度。器件會被分組，令到特定訂單或者批次內所有單元嘅發光強度都喺一個指定範圍內（例如，規格中提到嘅320-850 µcd範圍可能代表一個標準級別，又或者可能有更嚴格嘅子級別可供選擇）。咁樣設計師就可以揀選有保證最低亮度嘅顯示屏，確保喺多位數安裝中所有數碼嘅外觀一致。雖然呢份簡短嘅規格書冇詳細講，但對於彩色LED，其他常見嘅分級參數可以包括主波長（確保顏色一致性）同正向電壓。

4. 性能曲線分析份規格書提到典型電氣/光學特性曲線

。雖然文字片段冇提供具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

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點樣隨驅動電流增加。對於LED嚟講，呢個關係喺一個相當大嘅範圍內通常係線性嘅，但會因為熱效應同效率下降而喺極高電流時飽和。條曲線容許設計師選擇一個能夠提供所需亮度，又唔會過度損耗器件或者縮短其壽命嘅工作電流。正向電壓 vs. 正向電流：呢條曲線顯示二極管典型嘅指數關係。佢對於確定電源要求同計算串聯限流電阻上嘅必要壓降至關重要。

相對發光強度 vs. 環境溫度：LED嘅光輸出會隨接面溫度升高而降低。呢條曲線量化咗呢個降額情況，顯示喺高溫（例如85°C）下剩餘嘅光輸出百分比。對於喺高溫環境下運行嘅應用嚟講，呢個係確保顯示屏保持足夠亮度嘅關鍵。

光譜分佈曲線：呢個會係相對強度對波長嘅圖，顯示以571-572 nm為中心、半寬度為15 nm嘅鐘形曲線。佢從視覺上確認咗發射光嘅顏色純度。

5. 機械同封裝資料LTS-4301JG採用標準單數碼七劃LED封裝。參考咗

封裝尺寸圖，所有尺寸均以毫米提供，標準公差為±0.25 mm，除非另有說明。物理佔位面積同劃段排列遵循行業標準模式，便於更換同PCB佈局。

10腳配置嘅

腳位連接有明確定義。佢係一個共陰極

設計，意思係所有劃段同小數點嘅陰極（負極）喺內部連接並引出到兩個公共腳（腳3同腳8）。每個劃段陽極（正極）都有自己專用嘅腳（腳1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10）。腳6專門用於小數點（D.P.）陽極。呢種共陰極配置被廣泛使用，並簡化咗驅動電路，特別係當使用微控制器I/O端口進行多路復用技術時。內部電路圖以視覺方式表示呢個電氣配置，顯示八個獨立LED（劃段A-G加DP），佢哋嘅陽極分開，陰極則連接埋一齊到公共腳。6. 焊接同組裝指引正如熱力特性中提到，關鍵指引係焊接溫度限制：

喺安裝平面下方1/16吋（1.6mm）處260°C持續3秒。呢個係工藝工程師設定回流焊接爐或波峰焊接機嘅關鍵參數。必須設計熱曲線，令器件引腳處嘅溫度唔超過呢個限制嘅時間長於指定時間，以防止封裝開裂、分層或損壞內部芯片粘接同引線鍵合。喺處理同組裝期間應遵守標準ESD（靜電放電）預防措施，因為LED芯片對靜電敏感。建議將器件存放同處理喺防靜電包裝中，並使用接地工作站。

對於焊接後嘅清潔，應使用與器件塑料材料（可能係環氧樹脂或類似物）相容嘅標準工藝。異丙醇或專用電子清潔劑通常係安全嘅，但如果使用強力溶劑，應驗證相容性。

7. 應用建議7.1 典型應用電路對於像LTS-4301JG咁樣嘅共陰極顯示屏，最常見嘅驅動方法係使用微控制器。每個劃段陽極腳通過一個限流電阻連接到微控制器輸出腳。呢個電阻嘅值（Rlimit）使用歐姆定律計算：Rlimit = (Vsupply - Vf) / If。對於5V電源，Vf為2.6V，同所需If為10 mA，電阻值為（5 - 2.6）/ 0.01 = 240歐姆。兩個共陰極腳連接埋一齊，然後連接到配置為輸出並設為邏輯低電平（0V）嘅微控制器腳以啟用顯示屏。要驅動多個數碼，會使用多路復用：所有數碼嘅劃段線並聯連接，每個數碼嘅共陰極獨立控制，快速連續地每次只點亮一個數碼。咁樣可以節省大量I/O腳。

對於恆流驅動或更高性能應用，可以使用專用LED驅動器IC（如MAX7219或TM1637）。呢啲芯片處理多路復用、電流調節，有時甚至內部處理數字解碼，大大簡化咗軟件同硬件設計。

7.2 設計考慮因素

電流限制：

切勿將LED直接連接到電壓源而冇限流機制（電阻或恆流驅動器）。正向電壓唔係一個固定閾值，而係電流流動嘅特性；冇限制嘅話，電流會破壞性地上升。

亮度控制：_{亮度可以通過兩種主要方式控制：1）調整正向電流（通過電壓驅動方案中嘅限流電阻值）。2）喺劃段或共陰極線上使用脈衝寬度調製（PWM）。PWM更有效率，並提供更寬、更線性嘅調光範圍。}視角：_{規格書聲稱寬視角。為咗獲得最佳可讀性，顯示屏應安裝成主要觀看方向大致垂直於顯示屏表面。寬視角為離軸觀看提供靈活性。}散熱：_{雖然每劃段功耗低（最大70 mW），但喺多個劃段同時點亮嘅多路復用應用中，封裝內嘅總功耗可以累加。如果顯示屏被封閉，特別係喺高環境溫度環境中，請確保有足夠通風。}8. 技術比較同優勢_F同舊式七劃技術相比，LTS-4301JG提供明顯優勢：_F對比白熾燈/燈泡顯示屏：_F功耗低得多，壽命長得多（數萬小時 vs. 數百/數千小時），更高嘅抗衝擊同振動能力，同埋運行溫度更低。_F對比真空熒光顯示屏（VFD）：

工作電壓更低（2-5V vs. VFD嘅數十伏），驅動電子更簡單，唔需要燈絲電源，同埋通常喺高濕度環境中性能更好。VFD可能提供更寬視角同唔同顏色（通常係藍綠色），但LED通常更堅固。

對比液晶顯示屏（LCD）：

LED係自發光嘅，因此喺低光同無光條件下無需背光即可提供出色嘅可見度。佢哋有更快嘅響應時間同更寬嘅操作溫度範圍。然而，LCD喺靜態顯示模式下功耗明顯更低，並且可以顯示更複雜嘅圖形。具體使用

AlInGaP技術，同舊式GaP（磷化鎵）綠色LED相比，提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同輸入電流下實現更明亮嘅顯示，或者喺更低功率下實現相同亮度。顏色亦更飽和同視覺上更吸引。

9. 常見問題（FAQ）問：有兩個共陰極腳（腳3同腳8）嘅目的係咩？

答：呢個主要係為咗雙列直插封裝上嘅機械同電氣對稱性。如果多個劃段同時點亮，佢有助於平衡電流分佈，並為PCB佈線提供靈活性。喺內部，呢兩個腳係連接嘅，所以你可以使用其中一個或者兩個連接埋一齊。問：我可以用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。當Vsupply為3.3V，Vf為2.6V時，電阻上嘅電壓只有0.7V。對於10 mA電流，你需要一個70歐姆嘅電阻（0.7V / 0.01A）。確保微控制器嘅輸出腳可以吸收/提供所需電流。

問：發光強度以µcd給出。實際上幾光？
- 答：850 µcd（0.85 mcd）係小型指示燈LED嘅標準亮度。對於喺室內正常環境光下觀看嘅七劃顯示屏，呢個提供清晰易讀嘅字符。對於陽光下可讀嘅應用，需要更高嘅亮度（每劃段數十mcd）。問：描述中Rt. Hand Decimal係咩意思？
- 答：佢表示小數點位於數字嘅右側，呢個係數字顯示屏標準同最常見嘅位置。10. 工作原理
- 基本工作原理基於半導體p-n結中嘅電致發光。AlInGaP芯片由p型同n型半導體材料層組成。當施加超過結內建電勢（約為Vf）嘅正向電壓時，來自n區嘅電子同來自p區嘅空穴被注入到有源區，喺嗰度佢哋復合。喺像AlInGaP咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢啲復合嘅相當一部分以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定，呢個係喺晶體生長過程中通過調整鋁、銦、鎵同磷嘅比例來設計嘅。七劃格式係一種簡單而有效嘅方式，使用最少數量嘅獨立控制元件（七個劃段加一個小數點）來表示數字。通過點亮呢啲劃段嘅特定組合，可以形成所有十個十進制數字（0-9）同一些字母（如A, C, E, F, H, L, P等）。

11. 技術趨勢雖然像LTS-4301JG咁樣嘅分立式七劃LED顯示屏由於其簡單性、堅固性同成本效益，對於專用數字讀數仍然高度相關，但更廣泛嘅顯示技術趨勢正影響緊佢哋嘅應用領域。集成化：

有種趨勢係朝向集成顯示模組，呢啲模組將LED數碼、驅動器IC，有時仲有微控制器集成喺單一封裝中，通過串行接口（I2C, SPI）通信。咁樣減少咗最終用戶嘅元件數量同設計複雜性。

材料演變：
AlInGaP技術成熟，非常適合紅-琥珀-黃-綠色。對於純綠色同藍綠色，氮化銦鎵（InGaN）技術通常提供更高效率。未來顯示屏可能利用先進嘅熒光粉轉換LED或微型LED陣列以獲得更好性能。

應用轉變：
對於複雜嘅字母數字或圖形信息，點陣LED顯示屏、OLED或TFT LCD越來越多地被使用。然而，七劃顯示屏無可匹敵嘅優勢在於數字顯示極度清晰、超低成本，同埋喺只需要顯示數字嘅應用中易於使用，確保咗佢喺可預見嘅未來繼續喺儀器儀表、工業控制同電器中得到使用。呢度嘅趨勢係朝向更高亮度、更低功耗，同埋可能係更智能、可尋址嘅呢種經典外形版本。_supplyof 3.3V and a V_Fof 2.6V, the voltage across the resistor is only 0.7V. For a 10 mA current, you would need a 70 Ohm resistor (0.7V / 0.01A). Ensure the microcontroller's output pin can sink/source the required current.

Q: The luminous intensity is given in \u00b5cd. How bright is that in practice?
A: 850 \u00b5cd (0.85 mcd) is a standard brightness for a small indicator LED. For a seven-segment display viewed indoors under normal ambient light, this provides clear and easily readable characters. For sunlight-readable applications, much higher brightness (tens of mcd per segment) would be required.

Q: What does "Rt. Hand Decimal" mean in the description?
A: It indicates the decimal point is positioned on the right-hand side of the digit, which is the standard and most common placement for numeric displays.

. Operational Principles

The fundamental operating principle is based on electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The AlInGaP chip consists of layers of p-type and n-type semiconductor materials. When a forward voltage exceeding the junction's built-in potential (approximately the V_F) is applied, electrons from the n-region and holes from the p-region are injected into the active region where they recombine. In a direct bandgap semiconductor like AlInGaP, a significant portion of these recombinations releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material, which is engineered during the crystal growth process by adjusting the ratios of Aluminium, Indium, Gallium, and Phosphorus.

The seven-segment format is a simple and efficient way to represent numeric digits using a minimal number of independently controlled elements (seven segments plus a decimal point). By illuminating specific combinations of these segments, all ten decimal digits (0-9) and some letters (like A, C, E, F, H, L, P, etc.) can be formed.

. Technology Trends

While discrete seven-segment LED displays like the LTS-4301JG remain highly relevant for dedicated numeric readouts due to their simplicity, robustness, and cost-effectiveness, broader display technology trends are impacting their application space.

Integration:There is a trend towards integrated display modules that include the LED digits, driver IC, and sometimes a microcontroller in a single package, communicating via serial interfaces (I2C, SPI). This reduces component count and design complexity for the end-user.

Materials Evolution:AlInGaP technology is mature and excellent for red-amber-yellow-green colors. For pure green and blue-green, Indium Gallium Nitride (InGaN) technology often offers higher efficiency. Future displays may utilize advanced phosphor-converted LEDs or micro-LED arrays for even better performance.

Application Shift:For complex alphanumeric or graphical information, dot-matrix LED displays, OLEDs, or TFT LCDs are increasingly used. However, the seven-segment display's unbeatable advantage lies in extreme clarity for numbers, ultra-low cost, and ease of use in applications where only numbers need to be shown, ensuring its continued use in instrumentation, industrial controls, and appliances for the foreseeable future. The trend here is towards higher brightness, lower power consumption, and possibly smarter, addressable versions of this classic form factor.