LTD-5723AJF LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - 黃橙色 - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTD-5723AJF是一款高效能的兩位數七段LED顯示器模組。其主要功能是在電子設備中提供清晰、明亮的數字及有限的字母數字資訊。其核心技術基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，此材料專為發射黃橙色光譜的光而設計。此材料選擇是該裝置高亮度與高效率的關鍵。顯示器採用灰色面板與白色段碼，可在各種照明條件下增強對比度和可讀性。它已按發光強度分類，確保不同生產批次的亮度水準一致。該裝置設計為共陰極類型，這是簡化多位數顯示器驅動電路的標準配置。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度與光學特性

光學性能是此顯示器功能的核心。在順向電流（IF）為1mA時，平均發光強度（Iv）規格為最低320 µcd至典型值900 µcd。此參數表示發射的可見光量，對於決定顯示器可見度至關重要。主波長（λd）為605 nm，在IF=20mA時，峰值發射波長（λp）為611 nm，明確將輸出定位在可見光譜的黃橙色區域。光譜線半高寬（Δλ）為17 nm，這描述了發射顏色的純度或窄度；數值越小表示光源越接近單色光。段碼間的發光強度匹配保證在2:1的比例內，確保一個字元內所有點亮的段碼外觀均勻。

2.2 電氣參數

電氣規格定義了可靠使用的操作邊界和條件。絕對最大額定值設定了硬性限制：每段連續順向電流為25 mA（從25°C起線性降額，速率為0.33 mA/°C），脈衝條件下峰值順向電流為60 mA，每段最大反向電壓為5 V。每段在IF=20mA時的典型順向電壓（VF）為2.6 V，最小值為2.05 V。此順向電壓是設計限流電路的關鍵參數。在VR=5V時，反向電流（IR）最大為100 µA，表示LED反向偏壓時的漏電水準。每段功耗限制為70 mW，這會影響熱設計。

2.3 熱與環境規格

此裝置額定工作溫度範圍為-35°C至+85°C，儲存溫度範圍相同。此寬廣範圍使其適用於從工業控制到汽車內裝等具挑戰性的環境應用。焊接溫度規格對組裝至關重要：裝置可在安裝平面下方1/16英吋（約1.6 mm）處承受260°C達3秒。在表面黏著組裝過程中，遵守此迴焊溫度曲線對於防止內部半導體晶片和焊線損壞至關重要。

3. 分級系統說明

規格書明確指出此裝置已按發光強度分類。這表示在製造後實施了分級或篩選流程。LED會根據其在標準測試電流（根據規格書，可能為1mA或20mA）下測得的發光輸出進行測試和分組（分級）。這確保客戶能獲得亮度一致且可預測的顯示器。雖然此摘要未詳細說明具體的分級代碼結構，但此類系統通常使用字母數字代碼來表示預先定義的發光強度、順向電壓，有時還包括波長範圍。設計人員必須查閱製造商的完整分級文件，以根據其應用對亮度均勻性的要求選擇合適的等級。

4. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線，這對於深入設計分析至關重要。雖然文中未提供具體圖表，但此類裝置的標準曲線通常包括：

• 發光強度 vs. 順向電流（I-V曲線）：此圖表顯示光輸出如何隨電流增加。通常是非線性的，在極高電流下，由於熱效應，效率（每瓦流明）往往會下降。
• 順向電壓 vs. 順向電流：此圖顯示二極體的I-V特性，對於選擇正確的串聯電阻或設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度 vs. 環境溫度：此曲線顯示亮度如何隨著接面溫度升高而下降。了解這種降額對於在高環境溫度下運作的應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值在611 nm，半高寬為17 nm，確認了顏色特性。

這些曲線讓工程師能夠優化驅動條件，以平衡亮度、效率和壽命。

5. 機械與封裝資訊

此裝置附有詳細的封裝尺寸圖（未在文字中完整呈現）。推斷出的關鍵機械特徵及此類封裝的標準包括：字元高度為0.56英吋（14.22 mm），定義了字元尺寸。封裝為雙位數、並排配置於單一外殼中。它具有18個用於電氣連接的接腳，以標準DIP（雙列直插式封裝）或類似佔位面積排列。零件描述中的Rt. Hand Decimal註記表示每個數字包含一個右側小數點。灰色面板與白色段碼是封裝設計的一部分，旨在增強對比度。精確尺寸、引腳間距和整體封裝外型包含在尺寸圖中，除非另有說明，公差為±0.25mm。

6. 接腳連接與內部電路

提供了接腳連接表。它詳細說明了18接腳配置，其中接腳1-12和15-18是數字1和數字2特定段碼（A-G和DP）的陽極。接腳13和14分別是數字2和數字1的共陰極。這種共陰極架構意味著單一數字的所有LED段碼共用一個共同的接地（陰極）連接。內部電路圖（有提及但未顯示）將說明14個段碼（每個數字7個，加上小數點）如何連接到這些陽極和陰極接腳。這種結構允許多工掃描，透過切換其共陰極來快速逐一點亮數字，從而減少所需的驅動器接腳總數。

7. 焊接與組裝指南

提供的主要組裝指南是焊接溫度規格：在安裝平面下方1/16英吋（約1.6mm）處，260°C持續3秒。這是許多無鉛焊接製程的標準迴焊溫度曲線。關鍵考量包括：

• 迴焊溫度曲線：工程師必須確保烤箱溫度曲線在元件本體處不超過此溫度/時間，以防止環氧樹脂封裝和內部晶片損壞。
• 靜電防護：雖然未說明，但AlInGaP LED是半導體裝置，應採取標準的靜電放電（ESD）預防措施進行操作。
• 清潔：如果焊接後需要清潔，請使用與顯示器環氧樹脂材料相容的方法。
• 儲存：在-35°C至+85°C的指定範圍內，於乾燥、防靜電的環境中儲存，以防止吸濕和劣化。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此顯示器非常適合需要清晰、中等尺寸數字讀數的應用。常見用途包括：測試與測量設備（三用電表、示波器）、工業控制面板、銷售點終端機、汽車儀表板顯示器（用於非關鍵資訊）、消費性電器（微波爐、烤箱、音響設備）以及醫療設備。黃橙色常因其高可見度以及相較於純紅色或綠色感知到的眩光較低而被選用，特別是在多變的照明條件下。

8.2 設計考量

• 驅動電路：對每個陽極線路使用恆流驅動器或適當的限流電阻。根據電源電壓（Vcc）、典型順向電壓（Vf ~2.6V）和所需的順向電流（例如，10-20 mA可獲得良好亮度）計算電阻值。
• 多工掃描：對於像這樣的位數顯示器，多工驅動方案是高效的。這涉及透過電晶體開關依序啟用每個數字的共陰極，同時在陽極線路上呈現該數字的段碼資料。刷新率必須足夠高（>60 Hz）以避免可見閃爍。
• 視角：規格書聲稱具有寬廣視角，但為了最佳放置位置，請考慮主要使用者視線相對於顯示器表面的角度。
• 亮度控制：亮度可以透過改變順向電流（在限制範圍內）或對驅動電流使用脈衝寬度調變（PWM）來調整。

9. 技術比較與差異化

LTD-5723AJF的關鍵差異化優勢根源於其AlInGaP技術，相較於傳統技術如標準GaAsP（磷化鎵砷）LED：

• 更高亮度與效率：AlInGaP材料系統在紅、橙、黃光譜中將電能轉換為光能的效率顯著更高，在相同驅動電流下可產生更高的發光強度。
• 更好的溫度穩定性：與舊技術相比，AlInGaP LED的發光輸出和波長隨溫度變化的波動通常較小。
• 色彩飽和度：17 nm的光譜半高寬表示顏色相對純淨，相較於光譜更寬的發光體，視覺上可能更具吸引力且更清晰。
• 對比度：灰色面板與白色段碼的組合設計，旨在段碼熄滅時最大化對比度，相較於黑色面板或不同顏色段碼的顯示器，能提升整體可讀性。

10. 基於技術參數的常見問題

問：發光強度匹配比2:1的目的是什麼？

答：這保證了在相同條件下，一個字元中最暗的段碼亮度不低於最亮段碼的一半。這確保了視覺均勻性，防止某些段碼明顯比其他段碼暗，這對於可讀性至關重要。

問：我可以用5V電源驅動此顯示器嗎？

答：可以，但必須在每個陽極串聯一個限流電阻。例如，要在5V電源和VF為2.6V的情況下達到典型的IF 20mA，電阻值為 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 歐姆。同時請務必驗證電阻的功耗。

問：共陰極對我的電路設計意味著什麼？

答：這意味著一個數字的所有LED陰極（負極）在內部連接在一起，共用一個接腳（數字1為接腳14，數字2為接腳13）。要點亮一個數字，您需將正電壓施加到所需的段碼陽極，同時將該數字的共陰極接腳連接到地（0V）。這簡化了多工掃描。

問：如何解讀峰值順向電流額定值60mA？

答：這是LED在極短脈衝條件下（0.1ms脈衝寬度，1/10工作週期）可以承受的最大瞬時電流。它不適用於連續操作。超過連續順向電流（25 mA）可能導致快速劣化或故障。

11. 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。微控制器的I/O接腳將透過限流電阻連接到12條陽極線路（兩個數字的段碼A-G和DP）。另外兩個微控制器接腳將控制NPN電晶體，其集極連接到共陰極接腳（13和14），射極接地。軟體將實作多工掃描常式：關閉兩個陰極電晶體，設定I/O接腳以顯示數字1的段碼，然後短暫開啟數字1的陰極電晶體。接著對數字2重複此過程。此循環以高頻率持續運行。每段的平均電流由峰值電流和工作週期決定（例如，每個數字峰值20mA，工作週期50%，則平均值為10mA）。這種方法最大限度地減少了元件數量和功耗。

12. 原理介紹

其工作原理基於半導體p-n接面的電致發光。AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶體結構形成主動區域。當施加超過二極體導通電壓（約2.0-2.2V）的順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入主動區域。當這些電荷載子復合時，會釋放能量。在AlInGaP中，此能量的很大一部分以光子（光）的形式釋放，其波長對應於材料的能隙能量，該能量被設計為約605-611 nm（黃橙色）。不透明的GaAs基板有助於將光向上反射，提高外部光提取效率。七段顯示器的每個段碼包含一個或多個這種微小的AlInGaP LED晶片。

13. 發展趨勢

雖然此特定裝置代表了成熟的技術，但顯示器LED的更廣泛領域仍在持續發展。與此類指示燈和段碼顯示器相關的趨勢包括：

• 效率提升：持續的材料科學研究旨在提高內部量子效率（每個電子產生更多光子）和光提取效率（更多光子逸出晶片），從而實現更低功耗下更亮的顯示器。
• 微型化：即使在段碼顯示器中，也存在對更小像素間距和更高解析度的持續追求，允許在相同空間內顯示更多資訊。
• 整合化：趨勢包括將LED驅動IC直接整合到顯示器封裝或模組中，從而簡化終端使用者的電路設計。
• 新材料：雖然AlInGaP主導紅橙黃光譜，但其他材料系統如InGaN（用於藍/綠/白光）也在進步。趨勢是朝向小型顯示器的全彩能力發展。
• 柔性基板：將LED晶片置於柔性電路上的研究可能帶來新穎的顯示器外形，儘管這與點矩陣顯示器的相關性高於傳統的段碼顯示器。

LTD-5723AJF以其成熟的AlInGaP技術，為需要其特定顏色、亮度和尺寸特性的應用提供了可靠且高效能的解決方案。