LTC-5674JG LED顯示屏規格書 - 0.52吋數碼高度 - 綠色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTC-5674JG係一款固態、三位數數碼LED顯示模組。佢主要功能係喺各種電子設備同儀器度提供清晰、高可見度嘅數碼讀數。核心技術採用咗安裝喺非透明GaAs基板上嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED晶片。呢種材料系統以喺綠色光譜範圍內嘅高效率同優異色彩純度而聞名。呢款器件嘅特徵係灰色面板同白色段劃，兩者配合可以喺唔同光線條件下增強對比度同可讀性。呢款顯示屏專為需要可靠、耐用同節能嘅數碼指示應用而設計。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏提供多個關鍵優勢，令佢適合專業同工業應用。佢嘅低功耗要求對於電池供電或注重能源嘅設備嚟講係一個重要優點。出色嘅字符外觀，結合高亮度同高對比度，確保咗喺遠距離同各種環境光條件下都睇得清楚。廣闊嘅視角令到喺偏軸位置都讀得到，呢點喺多用戶環境或者顯示屏唔係直接面向用戶時至關重要。固態結構提供咗固有嘅可靠性，冇活動部件，而且抗衝擊同振動能力強。器件有光度分級，即係話單元會根據佢哋嘅光輸出進行分檔同分類，令設計師可以為產品線選擇亮度一致嘅部件。最後，無鉛封裝確保符合RoHS等現代環保法規。目標市場包括工業控制面板、測試同測量設備、醫療設備、汽車儀表板（用於輔助顯示）以及需要清晰顯示數碼數據嘅消費電器。

2. 技術參數深入分析同客觀解讀

呢部分對規格書中指定嘅關鍵電氣同光學參數進行詳細、客觀嘅分析，解釋佢哋對設計工程師嘅意義。

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。佢哋唔係用於正常操作嘅。

• 每段劃功耗（70 mW）：呢個係單一段劃可以轉化為熱（同光）而唔會造成損壞嘅最大電功率。超過呢個限制有過熱半導體結嘅風險，導致壽命縮短或災難性故障。設計師必須確保驅動電路限制電流，令功耗保持喺呢個值以下，特別係喺高環境溫度下。
• 每段劃峰值正向電流（60 mA @ 1 kHz，10% 佔空比）：呢個額定值允許以高於連續額定值嘅電流進行脈衝操作。10%嘅佔空比（10%時間導通，90%時間關斷）同1 kHz頻率可以防止熱量積聚。呢個可以用於多路復用方案或者實現瞬間更高亮度。關鍵係隨時間嘅平均電流唔可以超過連續額定值。
• 每段劃連續正向電流（25 mA）：喺指定條件下（假設喺25°C）可以無限期施加到一段劃嘅最大直流電流。呢個係設計恆流驅動器嘅主要參數。高於25°C時，每°C 0.33 mA嘅降額因子至關重要。例如，喺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。呢個嚴重嘅降額凸顯咗喺高溫環境下熱管理嘅重要性。
• 每段劃反向電壓（5 V）：喺LED結擊穿之前，可以施加喺反向方向（陰極相對陽極為正）嘅最大電壓。呢個係一個相對較低嘅值，對於LED嚟講係典型嘅，強調咗喺可能出現反向電壓瞬變嘅電路中（例如，喺上電順序期間或喺感性負載中）需要保護。
• 工作同儲存溫度範圍（-35°C 至 +85°C）：定義咗可靠操作同非操作儲存嘅環境溫度極限。喺極端溫度下嘅性能會受到影響（例如，高溫時光度下降，低溫時正向電壓升高）。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型同保證性能參數。

• 每段劃平均光度（I_V）：呢個係亮度嘅關鍵度量。
  • 最小值/典型值/最大值：200 / 577 / 6346 μcd @ I_F=10mA：從200到6346 μcd嘅寬範圍表明咗一個顯著嘅分檔過程。典型值577 μcd係預期嘅中位數性能。設計師必須使用最小值（200 μcd）進行最壞情況亮度計算，以確保喺所有條件下都可讀。高最大值顯示咗精選單元嘅潛在亮度。
  • 測試條件註釋：光度係使用經過濾波以匹配CIE明視覺（適應日光）眼睛響應曲線（V(λ)）嘅傳感器測量嘅。呢個確保測量結果同人類對亮度嘅感知相關，唔單止係原始輻射功率。
• 每段劃正向電壓（V_F）： 典型值/最大值：2.1 / 2.6 V @ I_F=20mA。呢個係LED工作時嘅壓降。最大值2.6V對於設計電源或驅動電路至關重要；佢必須提供至少呢個電壓以確保所有單元正常點亮。變化（2.1V至2.6V）係由於半導體製造公差造成嘅。
• 峰值發射波長（λ_p）： 典型值：571 nm @ I_F=20mA。呢個係LED發射最多光功率嘅波長。571 nm位於可見光譜嘅綠黃色區域。呢個參數由AlInGaP材料成分固定。
• 主波長（λ_d）： 典型值：572 nm。同峰值波長略有不同，呢個係人眼感知為匹配LED顏色嘅單一波長。佢係顯示顏色嘅主要決定因素。
• 譜線半寬度（Δλ）： 典型值：15 nm。呢個度量發射光譜嘅寬度。15 nm嘅值表示一種相對純淨、窄帶嘅綠色，對於高色彩飽和度係理想嘅。
• 每段劃反向電流（I_R）： 最大值：100 μA @ V_R=5V。呢個係當LED以其最大額定值反向偏置時流過嘅小漏電流。喺電路設計中通常可以忽略不計。
• 光度匹配比（I_V-m）： 最大值：2:1 @ I_F=1mA。呢個係多段劃/顯示屏嘅關鍵參數。佢保證喺單一器件內，最暗段劃嘅亮度唔會低於最亮段劃亮度嘅一半（2:1比例）。呢個確保所有數碼同段劃外觀均勻。

3. 分檔系統解釋

規格書明確指出器件有光度分級。呢個意味著一個分檔過程，製造出嘅單元會根據佢哋喺標準測試電流（可能係10mA或20mA）下測量到嘅光輸出進行測試同分類到唔同嘅組別（檔位）。

• 目的：為設計師提供可預測同一致嘅亮度水平。通過從特定檔位購買部件，工程師可以確保一批生產中所有顯示屏都有相似亮度，避免產品中單元之間出現明顯差異。
• 規格書中嘅證據：為光度指定嘅非常寬嘅範圍（200至6346 μcd）強烈表明呢個係所有檔位嘅總分佈。特定嘅訂貨代碼或後綴（呢段摘錄中冇詳細說明）通常會指示檔位等級。
• 設計影響：對於亮度一致性至關重要嘅應用（例如，儀器面板），設計師喺訂購時必須指定所需檔位。使用隨機混合嘅檔位可能導致不可接受嘅亮度差異。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅PDF摘錄提到典型電氣/光學特性曲線，但具體圖表並未包含喺文本中。基於標準LED行為，我哋可以推斷可能嘅內容同佢嘅重要性。

4.1 推斷嘅曲線信息

• 正向電流（I_F）與正向電壓（V_F）曲線：呢個圖表會顯示二極管典型嘅指數關係。佢幫助設計師理解LED嘅動態電阻同特定驅動電流所需嘅精確電壓，特別係當使用簡單嘅基於電阻嘅限流時好重要。
• 光度（I_V）與正向電流（I_F）曲線：呢個至關重要。佢會顯示亮度如何隨電流增加。通常喺一定範圍內係線性嘅，但喺非常高電流下會由於熱效應同效率下降而飽和。呢條曲線允許設計師喺亮度同功耗/熱量產生之間進行權衡。
• 光度（I_V）與環境溫度曲線：呢個圖表會量化亮度隨溫度升高而降低嘅情況。AlInGaP LED通常比GaP等舊技術具有更好嘅高溫性能，但亮度仍然會下降。呢啲數據對於設計喺整個溫度範圍內可靠運行嘅系統至關重要。
• 相對強度與波長（光譜）曲線：呢個會視覺化描繪圍繞571-572 nm、半寬度為15 nm嘅窄發射峰，確認色彩純度。

重要性：呢啲曲線提供靜態表格無法提供嘅動態性能數據。佢哋使得能夠對顯示屏喺現實世界、非標準操作條件下嘅行為進行預測建模。

5. 機械同封裝信息

5.1 物理尺寸

規格書包含一個封裝尺寸圖（文本中冇細節）。典型0.52吋三位數顯示屏嘅關鍵特徵包括總長度、寬度同高度，數碼高度（13.2mm），段劃寬度，以及數碼之間嘅間距。定義咗安裝平面同引腳位置。除非另有說明，所有尺寸公差為±0.25 mm，呢種類型嘅元件係標準嘅，必須喺PCB封裝設計同面板開孔中考慮。

5.2 引腳連接同內部電路

器件採用共陽極配置。呢個意味住給定數碼嘅所有LED嘅陽極喺內部連接埋一齊。引腳定義表至關重要：

• 數碼：數碼1、2同3嘅共陽極分別喺引腳12、13、27、28、29上可用（注意：引腳13同28都係數碼2；12同29都係數碼1；27係數碼3）。呢種重複提供咗佈局靈活性。
• 段劃：段劃A到G嘅單獨陰極分別喺引腳23、16、17、18、22、21、20上。
• 小數點：每個數碼小數點（DP1、DP2、DP3）嘅三個獨立陰極引腳喺引腳26、19/10、24上。引腳19同10都連接到數碼2嘅DP。
• 無連接（NC）引腳：幾個引腳（1-11、15、30）標記為無連接。佢哋冇內部電氣連接，可以懸空或用於焊接時嘅機械穩定性。
• 內部電路圖：呢個會顯示每個數碼嘅共陽極連接到其引腳，每個段劃LED陰極連接到其相應引腳。理解呢個對於設計多路復用驅動電路至關重要。

6. 焊接同組裝指南

規格書指定咗單一焊接條件：喺安裝平面下方1/16吋（約1.6mm）處，260°C下持續3秒。

• 解讀：呢個係波峰焊或手工焊接指南。佢表明引腳可以承受喺260°C嘅焊料中短時間浸入。安裝平面下方嘅指示防止焊料沿引腳爬升得太高，否則可能對封裝造成熱或機械應力。
• 回流焊：規格書冇提供回流焊曲線。對於現代SMT組裝（雖然呢款似乎係通孔器件），峰值溫度約為245-260°C嘅標準無鉛回流焊曲線可能係可以接受嘅，但必須監控封裝體最高溫度，以保持喺儲存溫度極限（85°C）內。
• 一般預防措施：
  • 插入時避免對引腳施加過度機械應力。
  • 使用合適嘅助焊劑，並確保按要求徹底清潔以防止腐蝕。
  • 唔好超過指定嘅焊接時間同溫度，以避免損壞內部鍵合線或LED晶片。
• 儲存條件：喺-35°C至+85°C嘅指定範圍內，喺乾燥環境中儲存，以防止吸濕，否則可能導致焊接時出現爆米花現象。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用場景

• 工業控制面板：用於顯示設定點、過程值（溫度、壓力、計數）、定時器讀數。
• 測試同測量設備：數字萬用表、頻率計數器、電源、示波器（用於輔助讀數）。
• 醫療設備：病人監護儀（用於非關鍵參數）、輸液泵、診斷設備。
• 汽車改裝/輔助顯示屏：行車電腦、增壓表、電壓監測器。
• 消費/商業電器：微波爐、咖啡機、健身器材、銷售點終端。

7.2 關鍵設計考慮

• 限流：LED係電流驅動器件。務必使用限流電阻或恆流驅動電路。使用最大正向電壓（2.6V）同所需電流（≤25 mA，根據溫度降額）從你嘅電源電壓（V_電源）計算電阻值：R = (V_電源- V_{F_max}) / I_F.
• 多路復用驅動：對於多位數共陽極顯示屏，多路復用係標準驅動技術。微控制器依次開啟一個數碼嘅共陽極，同時施加該數碼數字嘅陰極圖案。刷新率必須足夠高（通常>60 Hz）以避免可見閃爍。
  • 電流計算：喺多路復用中，由於每個數碼只喺一小部分時間內導通（對於3位數顯示屏係1/3），瞬時段劃電流可以更高以實現相同嘅平均亮度。如果你想要每段劃平均電流為10 mA，並且你有一個3位數、佔空比相等嘅多路復用顯示屏，你可以使用30 mA嘅峰值瞬時電流。呢個仍然必須遵守峰值正向電流額定值（脈衝條件下60 mA）。
• 熱管理：考慮功耗（每段劃最大70 mW）。如果連續驅動一個數碼中嘅多個段劃，熱量會累加。如果喺接近最大額定值下操作，特別係喺高環境溫度下，請確保足夠嘅氣流或散熱。記住電流降額規則。
• 視角：將顯示屏定位，使預期觀看軸線與器件嘅最佳視角（通常垂直於面板）對齊。
• ESD保護：雖然冇明確說明，但LED對靜電放電敏感。組裝期間實施標準ESD處理預防措施。

8. 技術比較同區分

雖然冇提供與其他部件號嘅直接比較，但我哋可以強調呢款顯示屏所用嘅AlInGaP技術相比舊有或替代技術嘅固有優勢：

• 對比傳統GaP（磷化鎵）綠光LED：AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同驅動電流下實現更明亮嘅顯示屏。佢通常仲具有更好嘅高溫性能同顏色穩定性。
• 對比帶濾光片嘅高亮度GaN（氮化鎵）藍光/白光LED：要產生綠光，可以使用帶磷光體（產生白光）同綠色濾光片嘅藍光GaN LED，但呢種方法本質上比AlInGaP呢類直接發射綠光嘅LED效率低，因為濾光片會吸收大部分光。對於單色綠光，直接發射提供更純淨嘅顏色同更高效率。
• 對比VFD（真空熒光顯示屏）或帶背光嘅LCD：呢款LED顯示屏係固態嘅，更堅固，具有更寬嘅工作溫度範圍，並且相比需要高壓嘅VFD，需要更簡單、更低電壓嘅直流驅動電子設備。同LCD相比，佢提供更優越嘅視角、亮度同低溫環境性能，雖然對於多段劃顯示屏功耗更高，並且限於發光，唔能夠形成任意圖形。

9. 常見問題（基於技術參數）

1. 問：我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢款顯示屏嗎？答：No.微控制器引腳通常最大提供/吸收20-25mA，電壓為5V（或3.3V）。LED正向電壓約為2.1-2.6V。你必須使用限流電阻。對於5V電源，目標20mA：R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120Ω。微控制器引腳可能無法連續提供20mA；請使用晶體管或驅動器IC。
2. 問：點解光度範圍咁大（200到6346 μcd）？答：呢個反映咗分檔過程。單元喺生產後進行分類。你會從特定檔位（例如，1000-2000 μcd檔位）購買以獲得一致亮度。規格書顯示咗總可能嘅分佈範圍。
3. 問：共陽極對我嘅電路設計意味住乜嘢？答：佢意味住你通過切換正電壓（陽極）到每個數碼嘅開/關來控制顯示屏，同時微控制器或驅動器IC將適當嘅陰極引腳接地以點亮特定段劃。呢個同共陰極顯示屏相反。
4. 問：降額曲線話我喺85°C時只能用5.2 mA。我嘅顯示屏會唔會太暗？答：有可能。你必須檢查光度與電流同溫度嘅曲線。喺較低電流同較高溫度下，亮度會顯著下降。對於高溫操作，你可能需要一開始就選擇更高亮度嘅檔位，或者接受較暗嘅顯示屏。降低LED結溫嘅熱管理係關鍵。
5. 問：我點樣連接小數點？答：佢哋係具有自己陰極（引腳26、19/10、24）嘅獨立LED。將佢哋當作額外段劃（DP）處理。要點亮數碼1嘅小數點，你需要喺數碼1嘅陽極通電時將引腳26接地。

10. 實用設計同使用案例研究

場景：為工業烤箱設計一個3位數溫度計。

1. 要求：顯示範圍0-999°C。喺高達70°C嘅環境中操作。必須喺光線充足嘅工廠內從2米外清晰可讀。
2. 元件選擇：LTC-5674JG適合，因為佢嘅溫度範圍（-35至+85°C）同高亮度。
3. 亮度計算：喺70°C環境溫度下，連續電流降額：25 mA - ((70-25)*0.33) ≈ 25 - 14.85 =10.15 mA 最大連續。對於3位數多路復用，使用1/3佔空比。為實現良好平均亮度，使用25 mA嘅峰值電流（喺60mA脈衝額定值內）。每段劃平均電流 = 25mA / 3 ≈ 8.3 mA，對於該溫度係安全嘅。
4. 驅動電路：使用具有足夠I/O引腳嘅微控制器。使用3個NPN晶體管（或P溝道MOSFET）來切換3個共陽極引腳（數碼1、2、3）到Vcc。喺7個段劃陰極線（A-G）上各使用限流電阻。小數點可能唔使用。微控制器運行多路復用程序，每次開啟一個數碼嘅晶體管，並輸出該數碼嘅7段碼。
5. 熱考慮：將顯示屏安裝喺外部面板上，該處有啲氣流。避免將其直接放置喺PCB上主要熱源旁邊。
6. 結果：一個可靠、明亮嘅顯示屏，滿足環境同可讀性要求。

11. 技術原理介紹

LTC-5674JG基於AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，生長喺GaAs（砷化鎵）基板上。呢種材料系統具有對應於光譜中紅色、橙色、黃色同綠色區域發光嘅直接帶隙。特定顏色（571-572 nm綠色）係通過喺晶體生長過程中精確控制鋁、銦、鎵同磷嘅比例來實現嘅。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同空穴復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。非透明嘅GaAs基板會吸收一部分發射光，但現代晶片設計同高效提取結構允許高外部量子效率。灰色面板同白色段劃係塑料封裝嘅一部分。灰色面板（通常係深灰色或黑色）充當低反射率背景以提高對比度。白色段劃係光擴散區域，直接位於微小嘅LED晶片上方，將點光源均勻地擴散到整個段劃區域，形成均勻、發光嘅外觀。

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋