LTD-322JG LED顯示器規格書 - 0.3英吋數位高度 - 綠色(571nm) - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTD-322JG是一款高性能、固態數位顯示元件，專為需要清晰、明亮且可靠的數值讀取應用而設計。其主要功能是透過七段式配置，以視覺方式呈現數值資料，通常是數字0到9。其核心技術基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，此材料專為在綠黃光譜中實現高效率發光而設計。此元件歸類為共陰極、雙位數顯示器，意指在單一封裝內包含兩個獨立的數位元件，每個元件共享一個共陰極連接點，這簡化了多工應用中的電路設計。

此顯示器採用黑底白段的設計，此設計選擇能顯著提升在各種照明條件下（即使在明亮環境中）的對比度和可讀性。0.3英吋（7.62公釐）的數位高度，在合理的觀看距離下易於辨識與保持適合整合到空間受限的電子組件（如測試設備、工業控制面板、儀器儀表、消費性電器和銷售點終端機）的緊湊外形之間取得了平衡。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光學特性

光學性能由在標準化測試條件下測量的幾個關鍵參數定義。平均發光強度（Iv）在順向電流（IF）為1 mA時，其典型值指定為800 µcd。此參數表示人眼感知到的發光段亮度。其寬範圍（最小值：320 µcd，典型值：800 µcd）暗示了強度的分級系統，這在LED製造中很常見，目的是將具有相似輸出的元件分組。

The峰值發射波長（λp）為571奈米（nm），而主波長（λd）為572 nm，兩者均在IF=20mA下測量。這些數值將發射光牢牢定位在綠色區域。譜線半寬度（Δλ）為15 nm，這描述了光譜純度或發射波長的分布；較窄的半寬度表示更單色、更純的綠色。發光強度匹配比規定最大值為2:1。這是多數位或多段顯示器的關鍵參數，確保不同段或數位之間的亮度變化不超過2比1的比例，保證均勻的視覺外觀。

2.2 電氣參數

電氣特性定義了元件的操作限制和條件。絕對最大額定值設定了安全操作的邊界。每段連續順向電流在25°C下額定為25 mA，降額因子為0.33 mA/°C。這意味著最大允許連續電流會隨著環境溫度（Ta）升高超過25°C而降低，以防止熱損壞。對於脈衝操作，在1/10佔空比和0.1 ms脈衝寬度下，允許峰值順向電流為60 mA，這對於多工方案以實現更高的峰值亮度很有用。

The每段順向電壓（VF）在IF=20mA時，典型值為2.6V（最大值：2.6V，最小值：2.05V）。這是LED導通電流時的跨壓降，對於設計限流電路至關重要。逆向電壓（VR）額定值為5V，表示在不導致崩潰的情況下，可以施加在逆向偏壓方向的最大電壓。逆向電流（IR）是一個漏電流參數，在VR=5V時規定最大值為100 µA。

2.3 熱特性

此元件的操作溫度範圍額定為-35°C至+85°C，其儲存溫度範圍相同。此寬廣範圍確保了在惡劣環境條件下（從工業冷凍庫到高溫引擎室）的可靠運作。每段功耗為70 mW，結合順向電壓和電流，決定了熱負載。規定的焊接溫度最高為260°C，最長3秒，測量點在安裝平面下方1.6mm處。這是波峰焊或迴流焊製程的關鍵參數，以防止損壞LED晶片或環氧樹脂封裝。

3. 分級系統說明

雖然規格書未明確詳述複雜的分級矩陣，但關鍵參數的規格範圍暗示了分類過程。主要的分級可能是針對發光強度，如特性中所述（按發光強度分類）。元件根據其在1 mA下測得的Iv進行測試和分類，確保客戶收到亮度水平一致的顯示器。可能還有隱含的電壓分級，因為順向電壓有指定範圍（2.05V至2.6V）。對於顏色關鍵的應用，對峰值/主波長（571-572 nm）的嚴格規格實際上充當了顏色的單一分級系統，確保所有單元具有一致的綠色色調。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中未提供具體曲線，但可以推斷標準LED曲線，且對設計至關重要。電流對電壓（I-V）曲線將顯示指數關係，突出顯示導通電壓（約2V）和工作區域。發光強度對順向電流（Iv-IF）曲線通常在一定範圍內呈線性，顯示亮度如何隨電流增加。理解此關係對於在功率限制內以所需亮度驅動LED至關重要。發光強度對環境溫度（Iv-Ta）曲線將顯示輸出隨溫度升高而降低，這對於設計在指定溫度範圍內一致運作的系統至關重要。光譜分布曲線將以視覺方式呈現峰值波長和光譜半寬度。

5. 機械與封裝資訊

此元件採用標準LED顯示器封裝。參考了封裝尺寸圖，所有尺寸均以公釐為單位提供，標準公差為±0.25 mm，除非另有說明。此圖對於PCB焊盤設計至關重要，確保正確的孔位、焊盤尺寸和元件間距。接腳連接表提供了關鍵的介面定義。它採用10接腳配置：接腳5是數位2的共陰極，接腳10是數位1的共陰極，而接腳1、3、4、6、7、8、9分別是段G、A、F、D、E、C、B的陽極。接腳2標記為無接腳，表示它是一個機械預留位置或未連接的接腳。內部電路圖以視覺方式確認了共陰極、雙位數架構，顯示了兩個數位的對應段（例如，數位1和數位2的段A）如何在內部連接到單一陽極接腳，這是多工顯示器的標準做法。

6. 焊接與組裝指南

遵守規定的焊接溫度限制（最高260°C，最長3秒）至關重要。這通常適用於波峰焊製程。對於迴流焊，應使用峰值溫度不超過260°C的標準無鉛溫度曲線，確保控制在高於液相線的時間。長時間暴露在高溫下可能導致內部接合線失效、環氧樹脂開裂或LED晶片光學性能退化。建議在插入過程中避免對接腳施加機械應力。元件應儲存在其原始的防潮袋中直到使用，以防止吸濕，這可能在焊接過程中導致爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

此顯示器非常適合任何需要緊湊、明亮且可靠的數值讀取的應用。常見用途包括：數位萬用表和測試設備、工業製程控制器和計時器、醫療設備顯示器、汽車儀表板指示器（用於非關鍵資訊）、家用電器（烤箱、微波爐、洗衣機）以及收銀機或磅秤等商業設備。

7.2 設計考量

限流：LED是電流驅動元件。必須為每個陽極使用一個串聯限流電阻，或必須實現恆流驅動電路。電阻值使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是電源電壓，VF是順向電壓（使用最大值進行最壞情況電流計算），IF是所需的順向電流。

多工：共陰極、雙位數設計旨在用於多工操作。透過依次啟用一個陰極（數位）並在陽極線上呈現該數位的段資料，可以用微控制器較少的I/O接腳控制多個數位。峰值電流額定值允許更高的脈衝電流，以補償降低的佔空比，維持感知亮度。

視角：寬視角特性確保顯示器從不同位置仍可讀取，這對於面板安裝設備很重要。

8. 技術比較

LTD-322JG的主要區別在於其使用AlInGaP技術實現綠色發光。與磷化鎵（GaP）等舊技術相比，AlInGaP提供顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下實現更高的亮度。黑底白段的設計與具有擴散面或灰面的顯示器相比，提供了更優越的對比度。0.3英吋的數位高度是標準尺寸，但其高亮度、高對比度和AlInGaP效率的特定組合，可能比使用較不先進半導體材料的類似尺寸顯示器更具優勢。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：無接腳連接的目的是什麼？

答：接腳2物理存在但電氣上未連接。它可能作為機械鍵，以確保在自動插入過程中方向正確，或提供結構對稱性。

問：如何實現不同的亮度等級？

答：亮度主要由順向電流（IF）控制。您可以調整限流電阻值，或在陽極或陰極上使用PWM（脈衝寬度調變）訊號。PWM非常有效，因為它在調變佔空比的同時，保持了最佳的順向電壓/電流關係。

問：我可以將兩個共陰極連接在一起嗎？

答：不可以，為了正確的多工操作，它們必須分開控制。將它們連接在一起會導致兩個數位同時顯示相同的段圖案，失去了雙位數顯示器的意義。

問：2:1的發光強度匹配比對我的設計意味著什麼？

答：它保證了元件內所有段將具有合理均勻的亮度。您不需要為每個段設計單獨的電流調整來補償大的固有差異。

10. 實務設計與使用案例

考慮使用微控制器設計一個簡單的兩位數計數器。微控制器將有7個I/O接腳連接到段陽極（A-G），以及2個I/O接腳連接到數位陰極（透過NPN電晶體或MOSFET用於電流吸收）。韌體將實現多工常式：開啟數位1的電晶體，在陽極接腳上輸出第一個數位的段圖案，等待短暫間隔（例如5ms），然後關閉數位1，開啟數位2，輸出第二個數位的圖案，並重複。每個段的電流將由公共陽極線上的單一限流電阻（如果使用公共正電源）或微控制器每個接腳上的個別電阻設定，計算基於所需的平均電流，並考慮在此兩位數範例中的1/2佔空比。

11. 原理介紹

此元件基於半導體p-n接面中的電致發光原理運作。AlInGaP材料是一種直接能隙半導體。當施加超過接面內建電位的順向電壓時，來自n區的電子和來自p區的電洞被注入穿過接面。這些電荷載子在主動區複合，以光子的形式釋放能量。鋁、銦、鎵和磷原子的特定組成決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）。在此情況下，組成被調整為發射波長約為571-572 nm的光子，這被感知為綠光。不透明的GaAs基板有助於將更多產生的光引導出元件的頂部，提高了外部效率。

12. 發展趨勢

在指示燈和顯示LED領域，持續的趨勢包括：效率提升：持續的材料科學改進（例如，更先進的外延結構），以在單位電輸入功率下提取更多光。微型化：開發具有更小數位高度或更高像素密度的顯示器，用於可攜式設備。整合：將LED顯示器與驅動IC和控制器結合，形成更完整的模組化解決方案，以簡化終端使用者的設計。色彩擴展：雖然這是一個單色綠色元件，但存在朝向全彩、可定址LED矩陣和顯示器的廣泛趨勢。對於標準七段顯示器，重點仍然在於可靠性、降低成本，以及為陽光下可讀應用實現更高的亮度和對比度。