LTC-4724JF LED顯示屏規格書 - 0.4吋數碼高度 - 黃橙色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTC-4724JF係一款細小、高性能嘅三位數七劃LED顯示屏模組。佢主要功能係喺各種電子設備同儀器中提供清晰、明亮嘅數字讀數。呢款器件採用先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術製造，呢種技術以喺黃橙色光譜中產生高效率發光而聞名。呢種特定材料選擇帶來極佳嘅發光強度同色彩純度。顯示屏採用灰色面配白色劃線，形成高對比度外觀，增強咗唔同光照條件下嘅可讀性。佢設計為多工共陰極類型，呢種係多數碼顯示屏嘅標準配置，用嚟減少所需驅動腳位嘅數量。

1.1 主要特點同優點

LTC-4724JF為設計師同工程師提供咗幾個明顯嘅優點：

• 細小尺寸，高可讀性：0.4吋（10.0毫米）嘅數碼高度喺節省空間設計同清晰可見度之間提供咗良好平衡，適合面板空間有限嘅面板儀錶、測試設備同消費電子產品。
• 卓越光學性能：使用AlInGaP芯片提供高亮度同極佳對比度。連續、均勻嘅劃線確保咗一致同專業嘅字符外觀，冇間隙或暗點。
• 能源效率：佢功耗低，對電池供電或注重能源嘅應用有益。典型正向電壓相對較低，減少咗顯示子系統嘅整體功耗。
• 寬廣視角：顯示屏喺寬廣角度下保持良好可見度，確保讀數可以從唔同位置睇到，呢點對面板安裝設備至關重要。
• 高可靠性：作為固態器件，同機械顯示屏相比，佢提供更長嘅操作壽命同抗振動衝擊嘅穩健性。
• 質量保證：器件根據發光強度進行分類（分級）。即係話，單元根據其測量嘅光輸出進行分類，讓設計師可以為其應用選擇一致嘅亮度級別，防止多顯示屏設置中出現唔均勻嘅照明。
• 環保合規：封裝係無鉛嘅，符合RoHS（有害物質限制）指令，使其適合用於喺有嚴格環保法規嘅市場銷售嘅產品中。

2. 技術規格同深入解讀

本節詳細分析定義LTC-4724JF性能邊界同操作條件嘅電氣同光學參數。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。喺呢啲極限下或接近呢啲極限操作唔保證安全。

• 每劃功耗：70 mW。呢個係單個LED劃可以安全地以熱量形式耗散嘅最大功率。超過呢個值會導致過熱同半導體結加速退化。
• 每劃峰值正向電流：90 mA（脈衝條件下：1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。呢個額定值適用於短時脈衝，通常用於多工方案以實現更高嘅峰值亮度。
• 每劃連續正向電流：25°C下為25 mA。呢個係建議用於連續操作嘅最大直流電流。規格書指定咗高於25°C時嘅降額因子為0.33 mA/°C。例如，喺環境溫度（Ta）為65°C時，最大允許連續電流會係：25 mA - [ (65°C - 25°C) * 0.33 mA/°C ] = 25 mA - 13.2 mA =11.8 mA。呢個降額對熱管理同長期可靠性至關重要。
• 操作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定用於工業溫度範圍，適合典型辦公室條件以外嘅環境。
• 焊接條件：260°C 持續3秒，測量位置喺安裝平面下方1/16吋（約1.6毫米）。呢個指引用於PCB組裝嘅回流焊接曲線。

2.2 電氣同光學特性（典型值，25°C下）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數，代表器件嘅預期行為。

• 平均發光強度（I_V）：200 至 650 µcd（微坎德拉），I_F=1mA時。呢個寬範圍表示分級過程。最小值係200 µcd，但典型單元會更光。1mA嘅測試電流係用於比較亮度嘅標準低電流條件。
• 峰值發射波長（λ_p）：611 nm。呢個係LED光譜輸出達到最大強度時嘅波長。佢定義咗感知到嘅黃橙色。
• 譜線半寬度（Δλ）：17 nm。呢個測量發射光波長嘅擴散。17 nm嘅值表示相對窄、純嘅顏色發射，呢個係AlInGaP技術嘅特徵。
• 主波長（λ_d）：605 nm。呢個係最能代表人眼感知到嘅光顏色嘅單一波長，同峰值波長略有唔同。
• 每劃正向電壓（V_F）：2.05V 至 2.6V，I_F=20mA時。呢個係驅動器設計嘅關鍵參數。驅動電路必須能夠提供至少2.6V嘅電壓，以確保所需嘅20mA電流流經所有劃，即使係嗰啲處於V_F distribution.
• 反向電流（I_R）：最大100 µA，V_R=5V時。呢個指定咗LED反向偏置時嘅最大漏電流。雖然細，但佢確認咗二極管嘅阻斷特性。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：最大2:1，I_F=10mA時。呢個係單個數碼內或唔同數碼上相同劃之間最光同最暗劃嘅最大允許比率。2:1嘅比率確保視覺均勻性。

3. 分級系統解釋

LTC-4724JF主要採用分級系統用於發光強度。如I_V範圍（200-650 µcd）所示，單元根據其喺標準測試電流（1mA）下嘅光輸出進行測試同分類到唔同嘅級別。呢個讓客戶可以：

• 確保一致性：對於使用多個顯示屏嘅應用（例如，多位數儀器），從相同強度級別訂購部件保證所有數碼都有匹配嘅亮度，防止出現唔均勻、斑駁嘅外觀。
• 根據應用需求選擇：需要非常高亮度嘅設計可能會指定來自更高強度級別嘅單元，而對功耗敏感嘅設計可能會使用較低級別。

規格書冇明確提到呢個特定型號有針對波長（顏色）或正向電壓嘅獨立分級，暗示AlInGaP工藝對呢啲參數有足夠嚴格嘅控制，或者佢哋包含喺主要強度分級內。

4. 性能曲線分析

雖然具體圖表冇喺提供嘅文本中詳細說明，但呢類器件嘅典型曲線會包括：

• 電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係。條曲線會喺典型V_F（2.05-2.6V）附近有個膝點。按照建議使用恆流驅動，可以確保穩定亮度，唔受V_F variations.
• 發光強度 vs. 正向電流（I_Vvs. I_F）：通常喺較低電流下顯示近乎線性嘅關係，喺極高電流下可能會飽和。呢個圖表有助於確定實現目標亮度所需嘅驅動電流。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出如何隨溫度升高而降低。呢個對設計喺高溫環境中運行嘅系統至關重要，因為可能需要增加驅動電流（喺額定值內）以作補償。
• 光譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖，以611 nm為中心，半峰全寬（FWHM）為17 nm。

5. 機械同封裝資料

5.1 封裝尺寸

LTC-4724JF採用標準通孔DIP（雙列直插封裝）格式。圖紙（參考第3頁）提供所有關鍵尺寸，包括總長度、寬度、高度、數碼間距、引腳間距（節距）同引腳直徑。註明所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25毫米，除非另有說明。呢個資訊對PCB封裝設計、面板開孔尺寸確定同確保喺最終產品內嘅正確機械配合至關重要。

5.2 腳位連接同內部電路

器件採用14腳配置（部分腳標記為NO PIN）。內部電路圖（第4頁）揭示咗多工共陰極架構：

• 共陰極：腳1、5同7分別係數碼1、數碼2同數碼3嘅陰極。腳14係三個右側小數點（L1、L2、L3）嘅共陰極。
• 劃陽極：七個主劃（A、B、C、D、E、F、G）同小數點嘅陽極引出到獨立腳位（例如，腳12 = 劃A，腳2 = 劃E）。

要點亮特定數碼上嘅特定劃，必須將相應嘅劃陽極腳驅動至高電平（帶有限流電阻），並將該數碼嘅陰極腳拉低（接地）。呢種多工技術允許用僅14個腳控制3個數碼同佢哋嘅劃，而如果每個劃獨立接線，則需要24+個腳。

6. 焊接、組裝同儲存指引

6.1 焊接同組裝

• Reflow Soldering:回流焊接：
• 遵循指定條件：260°C持續3秒。呢個應該整合到標準無鉛回流曲線中。機械應力：
• 組裝期間避免對顯示屏主體施加異常力。使用合適工具以防止環氧樹脂封裝破裂或損壞內部引線鍵合。冷凝：
• 避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止顯示屏上形成冷凝，冷凝可能導致電氣短路或腐蝕。薄膜應用：

如果使用裝飾膜或濾光片，請注意使用壓敏粘合劑。避免讓薄膜側直接壓喺前面板上，因為外力可能會使其移位。

6.2 儲存條件

• 正確儲存對防止鍍錫引腳氧化至關重要，氧化會導致可焊性差。對於通孔顯示屏（LTC-4724JF）：
• 喺5°C至30°C、相對濕度低於60%嘅條件下，用原包裝儲存。如果防潮袋打開超過6個月，使用前請喺60°C下烘烤48小時，並喺一周內組裝。一般原則：

及時消耗庫存。唔鼓勵長期儲存大量庫存。如果引腳出現氧化，組裝前可能需要重新鍍錫。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用場景

• LTC-4724JF非常適合需要清晰、可靠數字顯示嘅應用，例如：
• 數字面板儀錶（電壓、電流、溫度）
• 測試同測量設備
• 工業控制系統讀數
• 消費電器（微波爐、磅秤、音響設備）

醫療設備（其中卓越可靠性唔係呢個部件嘅唯一責任 - 請參閱注意事項）

• 7.2 關鍵設計考慮
  • 驅動電路設計：恆流驅動：_F強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動。佢確保劃亮度一致，唔受V
  • 變化影響，並提供固有保護防止熱失控。限流電阻：_CC如果使用簡單嘅基於電阻嘅驅動，根據電源電壓（V_F）、預期最大V_F（2.6V）同所需I_CC計算電阻值。例子：對於V_F=5V同I
  • =10mA，R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240Ω。使用下一個標準值（例如，240Ω或220Ω）。電壓餘量：_F驅動器（微控制器腳或專用IC）必須能夠提供足夠電壓以克服電路中最高嘅V_F。考慮到驅動器飽和電壓後，3.3V系統可能難以驅動V
  • 反向電壓保護：電路應該防止喺上電/斷電序列期間LED兩端出現反向偏壓。呢個可以通過小心嘅電源序列或喺顯示屏並聯添加保護二極管（正常工作時反向偏置）來實現。
• 熱管理：遵守電流降額曲線。喺高環境溫度環境中，降低驅動電流或改善通風，以保持LED結溫喺安全限度內。
• 多工驅動器：使用專用顯示驅動IC或支持多工嘅微控制器。確保掃描頻率足夠高（通常>60Hz）以避免可見閃爍。峰值脈衝電流可以高於直流額定值（根據90mA額定值）以維持平均亮度。

8. 技術比較同區分

同舊技術如標準GaP（磷化鎵）或GaAsP（磷砷化鎵）紅/黃LED相比，LTC-4724JF中嘅AlInGaP技術提供：

• 更高效率同亮度：每毫安電流產生更多光輸出。
• 更好色彩飽和度：更窄嘅光譜寬度（17 nm），帶來更純、更明確嘅黃橙色。
• 更優溫度穩定性：AlInGaP通常喺溫度範圍內比舊技術更好地保持其亮度同顏色。

同帶濾光片嘅白光LED相比，當需要特定單色輸出時，佢提供更簡單、更高效嘅解決方案。

9. 常見問題（基於技術參數）

• 問：我可以直接用5V微控制器腳驅動呢個顯示屏嗎？答：可能可以，但要小心。你必須使用限流電阻。根據腳嘅輸出高電壓（可能低於5V）同LED嘅V_F計算電阻值。確保微控制器腳可以吸收/提供所需電流（例如，每劃10-20mA），呢個可能超過腳嘅最大額定值，需要晶體管或驅動IC。
• 問：點解建議恆流驅動？答：LED亮度主要由電流控制，唔係電壓。V_F可能因單元而異，並隨溫度變化。恆流源會自動調整電壓以維持設定電流，確保穩定、可預測嘅亮度，並保護LED免於過流情況。
• 問：按發光強度分類對我嘅設計意味住咩？答：即係話，如果你喺一個產品中使用多個顯示屏，你應該指定同購買來自相同強度級別代碼嘅單元。呢個防止數碼或顯示屏之間出現明顯亮度差異。請諮詢供應商具體級別嘅供應情況。
• 問：儲存指引提到烘烤。呢個係咪總係必要？答：烘烤係一個去除濕氣嘅過程（烘乾），適用於喺長期儲存期間從空氣中吸收咗濕氣嘅元件。佢防止喺高溫焊接過程中出現爆米花現象（封裝開裂）。如果部件喺密封袋打開後好快使用，通常唔需要烘烤。請遵循第6.2節嘅指引。

10. 實用設計同使用案例

場景：設計一個3位數直流電壓錶顯示。

1. 微控制器同驅動器：選擇一個有足夠I/O腳嘅微控制器，或使用專用多工LED驅動器（例如MAX7219、TM1637）來控制劃陽極同數碼陰極。
2. 電流設定：決定操作電流。對於室內良好亮度，每劃10-15mA通常足夠。使用降額公式檢查喺你預期最高環境溫度（例如50°C）下係咪安全。
3. 電阻計算：如果驅動器使用電阻限流，請按照第7.2節所示計算。如果使用恆流驅動器，將電流設定為所需值。
4. PCB佈局：將限流電阻放喺驅動IC或微控制器附近，唔一定喺顯示屏腳旁邊。確保去共陰極腳嘅走線可以處理一個數碼內所有劃嘅電流總和（例如，如果所有7劃+DP都亮，每劃10mA，陰極走線必須處理80mA）。
5. 軟件：實現一個多工例程，快速循環掃描數碼1、2同3。每個數碼嘅佔空比係1/3，因此要實現同靜態顯示相同嘅平均亮度，其活動期間嘅峰值電流可以高達3倍（但唔得超過90mA峰值額定值）。
6. 測試：驗證亮度均勻性。如果數碼顯示唔均勻，檢查顯示屏腳嘅V_CC係咪一致，驗證電阻值，並確保顯示屏所有劃都來自相同強度級別。

11. 工作原理

LTC-4724JF基於半導體PN結中電致發光嘅原理。當施加超過二極管導通電壓（AlInGaP約為2V）嘅正向偏壓時，來自N型材料嘅電子同來自P型材料嘅空穴喺有源區（AlInGaP層嘅量子阱結構）中復合。呢個復合事件以光子（光）形式釋放能量。晶格中鋁、銦、鎵同磷原子嘅特定成分決定咗帶隙能量，佢直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係約611 nm嘅黃橙色。唔透明嘅GaAs襯底有助於將光向上反射，提高芯片頂面嘅整體光提取效率。

12. 技術趨勢

雖然七劃顯示屏仍然係數字讀數嘅主力，但底層LED技術持續發展。AlInGaP代表咗一種成熟、高性能嘅紅、橙、黃色技術。顯示技術嘅當前趨勢包括：

• 集成化：向集成驅動IC（智能顯示屏）嘅顯示屏發展，簡化主控制器嘅接口，只需要串行數據（I2C、SPI）而唔係好多並行腳。
• 微型化同高密度：使用先進封裝技術開發更細像素間距同更高密度嘅多位數或點陣模組。
• 材料進步：持續研究如GaN基化合物等材料，以實現更寬色域同更高效率，雖然呢啲更普遍用於藍/綠/白光LED。
• 柔性同新穎外形：探索用於非平面表面嘅柔性基板上嘅顯示屏。

對於需要簡單、可靠同明亮數字指示嘅應用，像LTC-4724JF咁樣嘅通孔AlInGaP七劃顯示屏繼續係一個穩健同具成本效益嘅解決方案。