LTC-2621JD-01 LED顯示器規格書 - 0.28英吋字高 - 超紅光650nm - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-2621JD-01是一款緊湊型、高效能的三位數數碼顯示模組。其設計旨在滿足小型化設備中需要清晰、明亮數字讀數的應用需求。核心技術採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料，以產生超紅光發射，相較於傳統紅光LED，提供了卓越的亮度與效率。此元件採用灰色面板與白色段碼顏色設計，確保在各種照明條件下都具有高對比度和出色的可讀性。

1.1 核心優勢

• 高可見度：0.28英吋（7毫米）的字高，搭配連續均勻的段碼，確保了清晰的字符定義。
• 光學性能：透過AlGaInP超紅光LED晶片，實現了高亮度與高對比度。
• 寬廣視角：在寬廣的視角範圍內提供一致的亮度與色彩。
• 低功耗：高效的設計僅需極小的驅動電流即可運作。
• 高可靠性：固態結構確保了長使用壽命，並能抵抗衝擊與振動。
• 標準化分級：元件依據發光強度進行分級（Binning），確保在多單元應用中亮度匹配的一致性。
• 封裝為無鉛設計，符合RoHS指令。1.2 目標應用

此顯示器適用於廣泛需要數字指示的電子設備。典型應用包括儀表板、測試與量測設備、銷售點終端機、工業控制器及消費性家電。其可靠性使其非常適合需要清晰呈現數字數據的通用型應用。

2. 技術規格與客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了元件的應力極限，超過此極限可能導致永久性損壞。不保證在此極限下或超過此極限的運作。

每段功耗：

• 70 mW。此限制了單一段碼上順向電流與電壓降的綜合效應。每段峰值順向電流：
• 90 mA（在1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下）。僅適用於脈衝操作，不適用於直流。每段連續順向電流：
• 25°C時為25 mA，超過25°C時以每°C 0.28 mA線性遞減。這是直流或平均電流設計的關鍵參數。每段逆向電壓：
• 5 V。超過此值可能導致立即且災難性的故障。工作與儲存溫度範圍：
• -35°C 至 +105°C。此元件額定適用於工業級溫度範圍。2.2 電氣與光學特性

這些是在Ta=25°C下測量的典型工作參數，定義了正常條件下的預期性能。

平均發光強度（I

• ）：_V在I=1mA時為320至850 µcd。此寬範圍表示元件提供不同的亮度分級（參見第2.3節）。_F峰值發射波長（λ
• ）：_p650 nm（超紅光）。主波長（λ
• ）：_d636 nm。這是人眼感知到的波長。每段順向電壓（V
• ）：_F在I=20mA時為2.1V至2.6V。電路設計必須適應此範圍，以確保適當的電流調節。_F每段逆向電流（I
• ）：_R在V=5V時最大為100 µA。_R2.3 分級系統說明

發光強度被分類為不同等級以確保一致性。提供的分級表顯示了從F到K的等級，當在10mA的較高驅動電流下測量時，強度範圍從321-500 µcd（F級）到2101-3400 µcd（K級）。每個等級內適用±15%的公差。對於並排使用多個顯示器的應用，強烈建議指定相同的分級等級，以避免亮度出現明顯差異（色調不均）。

3. 機械與封裝資訊

3.1 封裝尺寸

此顯示器符合標準雙列直插式封裝（DIP）的佔位面積。關鍵尺寸註記包括：所有主要尺寸單位為毫米，一般公差為±0.25毫米，接腳尖端偏移公差為+0.4毫米。設計人員應參考規格書第3頁的詳細尺寸圖，以獲取PCB佈局所需的精確測量值，包括安裝平面、總高度、寬度和接腳間距。

3.2 接腳配置與內部電路

此元件採用16接腳配置，但並非所有位置都裝有接腳（接腳10、11、14為無接腳）。它是一個多工共陽極顯示器。內部電路圖顯示了三個共陽極接腳（對應數字1、2、3），以及每個段碼（A-G、DP）和冒號段碼（L1、L2、L3）的獨立陰極接腳。接腳13作為冒號點的共陽極。此結構需要一個多工驅動方案，即依序激勵陽極，同時將對應的段碼陰極拉低。

4. 應用指南與設計考量

4.1 驅動電路設計

電流驅動：

• 強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動，以確保一致的發光強度與使用壽命，因為順向電壓（V）存在一個範圍。_F電流限制：
• 電路設計必須確保永遠不超過絕對最大連續電流，並考慮環境溫度的遞減額定值。逆向電壓保護：
• 驅動電路應包含保護措施（例如串聯電阻、箝位二極體），以防止在電源循環期間將逆向電壓或電壓尖峰施加到LED段碼上。多工掃描：
• 必須使用適當的多工掃描頻率（通常>100Hz）以避免可見的閃爍。在多工方案中，峰值電流可以高於平均直流電流，但必須保持在峰值電流額定值內。4.2 熱與環境管理

散熱：

• 超過建議的工作電流或環境溫度將加速光輸出衰減，並可能導致早期故障。在高溫環境中，可能需要足夠的PCB銅箔面積或其他散熱措施。凝結：
• 應避免在潮濕環境中發生快速溫度變化，因為顯示器表面的凝結水可能導致光學問題或電氣漏電。機械應力：
• 組裝過程中不應對顯示器本體施加異常外力。必須使用合適的工具。4.3 儲存與處理

對於LED顯示器在其原始包裝中的長期儲存，建議條件為5°C至30°C，相對濕度低於60%。如果儲存在防潮袋外，或袋子已打開超過六個月，建議在使用前將元件在60°C下烘烤48小時，並在一週內完成組裝，以防止接腳氧化並確保可焊性。

5. 焊接與組裝指南

規格書指定了焊接條件：元件應在260°C下承受3秒，測量點位於安裝平面下方1/16英吋（約1.6毫米）處。這是一個典型的迴流焊溫度曲線參考。在組裝過程中，元件本體本身的溫度不得超過最大儲存溫度105°C。可以使用標準的無鉛焊接迴流曲線，並透過仔細的熱分析來滿足這些標準。

6. 性能曲線與分析

規格書參考了典型的性能曲線，通常包括：

相對發光強度 vs. 順向電流：

• 顯示驅動電流與光輸出之間的非線性關係。順向電壓 vs. 順向電流：
• 說明二極體的特性曲線。相對發光強度 vs. 環境溫度：
• 展示接面溫度升高時光輸出的下降情況。光譜分佈：
• 顯示在波長範圍內發射光強度的圖表，中心波長約為650nm。這些曲線對於設計人員至關重要，可以在特定的亮度要求下優化驅動條件，同時在預期的工作溫度範圍內保持效率與可靠性。

7. 技術比較與差異化

LTC-2621JD-01的主要區別在於其採用了AlGaInP超紅光技術。相較於舊式的GaAsP或標準紅光GaP LED，AlGaInP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同的驅動電流下實現更高的亮度，或在較低的功率下實現同等的亮度。超紅光的標示表示其相較於主波長通常在630-635nm左右的標準紅光LED，具有更深、更飽和的紅色（峰值650nm）。0.28英吋的字高在可讀性與電路板空間經濟性之間取得了平衡。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用5V微控制器接腳驅動此顯示器嗎？

答：不行。順向電壓僅為2.1-2.6V。直接用5V驅動會導致過大電流並損壞段碼。需要一個限流電阻，或者更理想的是使用恆流驅動電路。

問：峰值波長（650nm）與主波長（636nm）有何不同？

答：峰值波長是光譜輸出在物理上最強的波長。主波長是人眼感知為與LED顏色相匹配的單一波長顏色，它受到整個光譜曲線的影響。兩者都是標準規格。

問：為什麼分級很重要？

答：製造過程會自然產生亮度差異。分級將LED分類到具有相似性能的組別中。在多單元應用中使用相同分級等級的顯示器，可確保外觀的一致性。

問：如何計算所需的限流電阻？

答：使用歐姆定律：R = (V

電源_{- V}) / I_F。使用規格書中的最大V_F值（2.6V），以確保在所有條件下都有足夠的電壓來達到所需的I_F。例如，使用5V電源且目標I_F為20mA：R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ω。同時也務必驗證電阻上的功耗。_F9. 設計與使用案例範例

情境：

為一個桌上型電源供應器設計一個簡單的3位數電壓表顯示。實作：

使用一個具有足夠I/O接腳的微控制器。三個接腳將配置為數位輸出，透過小型NPN電晶體或MOSFET驅動數字陽極（接腳2、5、8）。另外七或八個接腳將透過限流電阻或具有恆流汲極輸出的專用LED驅動IC來驅動段碼陰極（接腳1、3、4、6、7、12、15、16）。微控制器韌體將實作多工掃描：開啟數字1的電晶體，為數字1設定所需數字的陰極圖案，等待短暫時間（例如2ms），關閉數字1，然後對數字2和3重複此過程。此循環將持續運行。亮度可以透過調整限流電阻的值或多工掃描的佔空比來調整。10. 工作原理簡介

LED（發光二極體）是一種半導體p-n接面二極體。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，來自n型材料的電子與來自p型材料的電洞在空乏區復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。光的特定波長（顏色）由所用半導體材料的能隙決定。AlGaInP的能隙對應於紅/橙/琥珀色光。在此多工顯示器中，每個段碼都是一個LED。透過選擇性地為數字的共陽極供電，並將特定段碼的陰極接地，這些段碼就會發光以形成數字。

11. 技術趨勢

此類顯示技術的趨勢是朝向更高效率、更低功耗和更高整合度發展。雖然分立式LED數碼管顯示器因其簡單性、高亮度和寬視角而仍然流行，但在某些應用中，它們正逐漸被更整合的解決方案（如具有圖形功能的OLED或有機發光二極體顯示器或TFT-LCD）所補充或取代。然而，對於需要極高亮度、堅固耐用且簡單的數字讀數的應用，特別是在工業或戶外環境中，像LTC-2621JD-01這樣的LED數碼管顯示器仍然是可靠且具成本效益的選擇。未來的發展可能會看到效率更高的材料，或許還會將驅動電路整合到顯示器封裝本身中。

The trend in display technologies like this is towards higher efficiency, lower power consumption, and increased integration. While discrete LED digit displays remain popular for their simplicity, brightness, and wide viewing angle, they are increasingly complemented or replaced in some applications by more integrated solutions like OLED (Organic LED) displays or TFT-LCDs, which offer graphical capabilities. However, for applications requiring extremely bright, rugged, and simple numeric readouts, especially in industrial or outdoor settings, LED digit displays like the LTC-2621JD-01 continue to be a reliable and cost-effective choice. Future developments may see even higher efficiency materials and perhaps integrated driver circuitry within the display package itself.