目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 光學特性
- 2.2 電氣特性
- 2.3 絕對最大額定值
- 規格書註明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。雖然呢份文件冇詳細列出特定嘅分級代碼,但業界通常做法係喺標準電流(例如1mA或20mA)下測試每個單元,然後將佢哋分入定義咗最小同最大發光強度範圍嘅級別入面。咁樣可以確保客戶喺指定驅動電流下,收到亮度一致嘅顯示屏,對於多位數顯示屏或者需要並排使用多個單元嘅產品嚟講,呢點至關重要。設計師應該向製造商查詢具體嘅分級結構同可用嘅強度等級。 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資訊
- 6. 腳位連接同內部電路
- 7. 焊接同組裝指引
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- LTS-315AJD嘅關鍵區別在於佢採用咗非透明GaAs基板上嘅AlInGaP技術。同傳統嘅GaAsP(磷化鎵砷)紅光LED相比,AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率,即係話喺相同電輸入功率下,可以輸出更多光。呢點造就咗規格書列出嘅高亮度同低功耗需求特性。超紅光顏色(主波長約639nm)亦比標準紅光LED更飽和、視覺上更鮮明。灰色面/白色劃設計增強咗對比度,有助於實現優異嘅字符外觀。發光強度分類提供咗額外一層質量控制,呢啲喺基本顯示屏中並唔常見。 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用範例
- 12. 技術原理介紹
- 13. 行業趨勢同發展
LTS-315AJD係一款緊湊、高性能嘅單數碼七劃顯示屏,專為需要清晰數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係喺細小外形尺寸下提供高度易讀、明亮嘅數字字符。呢款器件嘅核心優勢在於佢採用先進嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體技術製造LED晶片,相比舊技術(如標準GaAsP LED)具有更優越嘅效率同顏色純度。呢點令佢特別適合便攜式儀器、消費電子產品、工業控制面板同測試設備,呢啲應用對功耗、可讀性同可靠性要求極高。該器件按發光強度分類,確保咗唔同生產批次之間嘅亮度水平保持一致。
LTS-315AJD係一款緊湊、高性能嘅單數碼七劃顯示屏,專為需要清晰數字讀數嘅應用而設計。佢嘅主要功能係喺細小外形尺寸下提供高度易讀、明亮嘅數字字符。呢款器件嘅核心優勢在於佢採用先進嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體技術製造LED晶片,相比舊技術(如標準GaAsP LED)具有更優越嘅效率同顏色純度。呢點令佢特別適合便攜式儀器、消費電子產品、工業控制面板同測試設備,呢啲應用對功耗、可讀性同可靠性要求極高。該器件按發光強度分類,確保咗唔同生產批次之間嘅亮度水平保持一致。
2. 技術規格詳解
2.1 光學特性
光學性能由幾個喺標準環境溫度25°C下測量嘅關鍵參數定義。平均發光強度(Iv)喺正向電流(IF)為1mA時,典型值為600 µcd,指定範圍由200 µcd(最小值)起。呢個參數表示點亮劃嘅感知亮度。發出嘅光被描述為超紅光。峰值發射波長(λp)典型值為650 nm,而主波長(λd)喺IF=20mA時指定為639 nm。峰值波長同主波長之間嘅差異同發射光譜嘅形狀有關。譜線半寬度(Δλ)為20 nm,表示發射光嘅頻帶相對較窄,呢點有助於形成飽和嘅紅色。發光強度係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片測量,確保數值同人眼視覺相關。
2.2 電氣特性
電氣參數定義咗工作條件同限制。每劃正向電壓(VF)喺測試電流20mA時,範圍為2.1V至2.6V。呢個係LED導通時兩端嘅電壓降。每劃反向電流(IR)當施加5V反向電壓(VR)時,最大值為100 µA,表示器件喺關斷狀態下嘅漏電流。指定咗發光強度匹配比(Iv-m)為2:1,即係話喺IF=1mA時,單一器件內最暗劃嘅亮度相對於最亮劃嘅亮度唔會超過呢個比例,確保外觀均勻。
2.3 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅應力極限。每劃連續正向電流喺25°C時為25 mA,隨溫度升高以0.33 mA/°C線性遞減。每劃峰值正向電流為90 mA,但僅適用於脈衝條件(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。每劃功耗不得超過70 mW。最大反向電壓為5V。器件可以喺溫度範圍-35°C至+85°C內工作同儲存。組裝期間,喺安裝平面下方1.6mm距離處,焊接溫度不得超過260°C,最長持續時間為3秒。
規格書註明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。雖然呢份文件冇詳細列出特定嘅分級代碼,但業界通常做法係喺標準電流(例如1mA或20mA)下測試每個單元,然後將佢哋分入定義咗最小同最大發光強度範圍嘅級別入面。咁樣可以確保客戶喺指定驅動電流下,收到亮度一致嘅顯示屏,對於多位數顯示屏或者需要並排使用多個單元嘅產品嚟講,呢點至關重要。設計師應該向製造商查詢具體嘅分級結構同可用嘅強度等級。
4. 性能曲線分析
規格書提及典型電氣/光學特性曲線,呢啲對於詳細設計至關重要。雖然文本摘錄冇提供具體圖表,但呢類器件嘅典型曲線通常包括:
正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線):展示非線性關係,有助於確定喺給定電源電壓下所需嘅串聯電阻。發光強度 vs. 正向電流(I-Iv曲線):顯示亮度如何隨電流增加,通常喺工作範圍內呈近線性關係,然後喺極高電流時效率下降。發光強度 vs. 環境溫度:呢條曲線顯示光輸出隨結溫升高而遞減,對於高溫或大電流應用至關重要。光譜分佈:相對強度對波長嘅圖,確認峰值同主波長數值以及發射光譜嘅形狀。5. 機械同封裝資訊
LTS-315AJD採用灰色面配白色劃設計,增強咗對比度同可讀性。封裝為標準14腳雙列直插封裝(DIP)。
數碼高度為0.3吋(7.62 mm)。規格書(第2頁/共5頁)中引用咗詳細嘅尺寸圖,所有尺寸均以毫米為單位提供,標準公差為±0.25 mm,除非另有說明。呢張圖對於PCB封裝設計至關重要,確保顯示屏喺電路板上嘅正確安裝同對齊。6. 腳位連接同內部電路
該器件採用
共陰極配置。腳位定義如下:腳1:陽極F,腳2:陽極G,腳3:無腳,腳4:共陰極,腳5:無腳,腳6:陽極E,腳7:陽極D,腳8:陽極C,腳9:陽極RDP(右側小數點),腳10:無腳,腳11:無腳,腳12:共陰極,腳13:陽極B,腳14:陽極A。腳4同腳12內部連接為共陰極。內部電路圖顯示每個劃LED(A-G同DP)嘅陽極連接到相應腳位,所有陰極連接埋一齊到共陰極腳。呢種配置簡化咗驅動多位數時嘅多工操作。7. 焊接同組裝指引
遵守指定嘅焊接溫度曲線對於防止熱損壞至關重要。最大允許
焊接溫度為260°C,組件承受呢個溫度嘅時間不得超過3秒。測量點位於安裝平面(通常係PCB表面)下方1.6mm處。呢個符合標準無鉛回流焊接曲線。建議遵循標準IPC指引進行清潔同處理濕敏器件,雖然規格書冇指定濕度敏感等級(MSL)。處理LED組件時,應始終採取適當嘅ESD(靜電放電)預防措施。8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款顯示屏非常適合任何需要單個、高度可見數字嘅設備。常見應用包括:電壓、電流或溫度嘅面板儀錶;數字鐘同計時器;記分牌;消費電器(例如微波爐、咖啡機)上嘅儀錶讀數;工業設備上嘅狀態指示器;以及便攜式電子設備。
8.2 設計考慮因素
限流:
必須喺每個劃陽極(或共陰極路徑)使用串聯電阻,以將正向電流限制喺安全值,通常喺5mA至20mA之間,具體取決於所需亮度同功率預算。電阻值使用 R = (Vcc - Vf) / If 計算,其中Vcc係電源電壓,Vf係劃嘅正向電壓(為可靠性起見使用最大值),If係所需正向電流。多工:對於多位數顯示屏,會使用多工方案,即係快速逐個點亮數碼。LTS-315AJD嘅共陰極設計非常適合呢種方式。峰值電流額定值允許喺多工期間使用更高嘅脈衝電流,以實現更高嘅感知亮度。視角:規格書提到寬視角,設計時應考慮顯示屏相對於用戶嘅機械擺放位置。9. 技術比較同區別
LTS-315AJD嘅關鍵區別在於佢採用咗
非透明GaAs基板上嘅AlInGaP。同傳統嘅GaAsP(磷化鎵砷)紅光LED相比,AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率,即係話喺相同電輸入功率下,可以輸出更多光。呢點造就咗規格書列出嘅高亮度同低功耗需求特性。超紅光顏色(主波長約639nm)亦比標準紅光LED更飽和、視覺上更鮮明。灰色面/白色劃設計增強咗對比度,有助於實現優異嘅字符外觀。發光強度分類提供咗額外一層質量控制,呢啲喺基本顯示屏中並唔常見。10. 常見問題(基於技術參數)
問:用5V電源驅動一個劃,應該用幾大電阻值?
答:使用最大Vf 2.6V同目標If 15mA:R = (5V - 2.6V) / 0.015A = 160歐姆。標準150或180歐姆電阻都適合。務必喺選定電流下驗證亮度。
問:我可唔可以喺PCB上將兩個共陰極腳連接埋一齊?
答:可以,腳4同腳12係內部連接嘅。建議喺PCB上將佢哋一齊連接,以降低電阻同改善電流分佈,特別係當同時驅動所有劃嘅時候。
問:峰值波長同主波長有咩分別?
答:峰值波長係發射光譜強度達到最大值時嘅波長。主波長係單色光嘅波長,喺人眼睇嚟,呢個波長嘅光同LED輸出嘅顏色相同。主波長對於顏色規格更相關。
問:溫度點樣影響性能?
答:隨著溫度升高,正向電壓(Vf)通常會輕微下降,而發光強度則會更顯著下降。連續電流額定值亦會喺高於25°C時遞減。設計時應考慮預期最高工作溫度。
11. 實用設計同使用範例
考慮設計一個讀數為0-9嘅簡單單數碼電壓錶。可以使用微控制器嘅I/O腳,透過限流電阻(例如,對於5V系統用180歐姆)驅動劃陽極(A-G)。共陰極腳會連接到配置為開漏輸出或透過NPN晶體管嚟吸收總劃電流嘅微控制器腳。微控制器會將測量到嘅電壓解碼為7劃圖案並輸出。小數點(RDP)可以選擇性使用。低功耗需求令佢適合電池供電嘅原型機。高對比度同亮度確保喺各種照明條件下嘅可讀性。
12. 技術原理介紹
LTS-315AJD基於
AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料。當喺呢種材料嘅p-n結兩端施加正向電壓時,電子同電洞會復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,呢個能量直接定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下,係喺超紅光區域。使用非透明GaAs基板有助於吸收雜散光,通過防止可能令未點亮劃顯得微亮嘅內部反射,從而提高對比度。光從晶片頂部表面發出,經過環氧樹脂透鏡,透鏡塑造咗視角。13. 行業趨勢同發展
雖然分立式七劃顯示屏對於特定應用仍然至關重要,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向集成化同微型化發展。呢個包括能夠提供字母數字同圖形功能嘅點陣OLED同LCD顯示屏嘅普及。然而,對於需要極簡、堅固、陽光下高亮度、寬溫度範圍同低成本嘅應用,好似LTS-315AJD咁樣嘅LED七劃顯示屏仍然係最佳選擇。LED材料嘅進步,例如呢度記載嘅從GaAsP轉向AlInGaP,不斷提高佢哋嘅效率同可靠性。未來發展可能包括更高效率嘅材料同將驅動電子直接集成到顯示屏封裝中。
While discrete seven-segment displays remain vital for specific applications, the broader trend in display technology is towards integration and miniaturization. This includes the proliferation of dot-matrix OLED and LCD displays that offer alphanumeric and graphic capabilities. However, for applications requiring extreme simplicity, robustness, high brightness in sunlight, wide temperature range, and low cost, LED seven-segment displays like the LTS-315AJD continue to be the optimal choice. Advances in LED materials, such as the move from GaAsP to AlInGaP documented here, constantly improve their efficiency and reliability. Future developments may include even higher efficiency materials and direct integration of drive electronics into the display package.
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。 |