LTD-5223AJF LED顯示器規格書 - 0.56英吋數位高度 - AlInGaP黃橙色 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTD-5223AJF是一款高效能七段式字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮且低功耗數字讀數的應用而設計。其主要功能是在電子設備中提供視覺數字輸出。核心技術採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，產生獨特的黃橙色光。此材料系統以其高效率和出色的可見度而聞名。顯示器具有淺灰色面板和白色段顏色，提供高對比度，確保在各種照明條件下都能獲得最佳可讀性。

本裝置屬於共陰極類型，配置為右側小數點。其設計確保固態可靠性，提供長使用壽命和一致的性能。目標市場包括工業控制面板、測試與量測設備、消費性電器，以及任何需要緊湊、可靠且節能數字顯示器的嵌入式系統。

2. 深入技術參數分析

2.1 光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。關鍵參數在環境溫度（TA）為25°C時量測，如下所示：

• 平均發光強度（I_V）：當每段順向電流（I_F）為1mA時，範圍從最小值320 µcd到典型值700 µcd。此高亮度水準確保了良好的可見度。
• 峰值發射波長（λ_p）：典型值為611奈米（nm）。這定義了可見光譜黃橙色區域中光譜功率輸出的最高點。
• 譜線半寬度（Δλ）：約為17 nm。此參數表示發射光的光譜純度或頻寬；寬度越窄，表示顏色越飽和、越純淨。
• 主波長（λ_d）：典型值為605 nm。這是人眼對顏色的單一波長感知，與感知的黃橙色調非常接近。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：最大值為2:1。這規定了在相同條件（I_F=1mA）驅動下，同一數字不同段之間允許的亮度變化，確保外觀均勻。

所有發光強度量測均使用經過校準以近似CIE明視覺響應曲線的感測器和濾光片組合進行，確保數據與人眼視覺相關。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了裝置的操作條件和限制：

• 每段順向電壓（V_F）：典型值為2.6V，在I_F=20mA時最大值為2.6V。這是點亮段上的電壓降。
• 每段反向電流（I_R）：當施加5V反向電壓（V_R）時，最大值為100 µA。這表示LED反向偏壓時的漏電流水準。

2.3 絕對最大額定值

這些是無論如何都不得超過的應力限制，以防止永久性損壞：

• 每段功耗：70 mW。
• 每段峰值順向電流：90 mA（在1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度下）。
• 每段連續順向電流：25 mA。此額定值從25°C開始以0.33 mA/°C的速率線性遞減。
• 每段反向電壓：5 V。
• 操作與儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：260°C持續3秒，量測點位於安裝平面下方1/16英吋（約1.6mm）處。

3. 分級系統說明

規格書指出裝置已按發光強度分類。這意味著基於量測的光學輸出進行分級或篩選過程。雖然此摘錄未提供具體的分級代碼細節，但此類顯示器的典型分類涉及根據在標準測試電流（例如1mA或20mA）下量測的發光強度對單元進行分組。這確保設計師獲得具有一致亮度水準的顯示器，以實現均勻的產品外觀。購買者應查閱製造商的完整分級規格，以獲取與強度以及可能與順向電壓（V_f）相關的詳細代碼定義，以確保其設計中的電氣相容性。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線。這些圖形表示對於理解單點規格之外的裝置行為至關重要。雖然提供的文本中未顯示具體曲線，但它們通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係。這對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：說明光輸出如何隨驅動電流增加，有助於優化亮度與功耗之間的權衡。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示亮度如何隨接面溫度升高而降低，這對於在高溫環境中操作的應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示發射光譜的峰值（λ_p）和形狀。

設計師必須參考這些曲線來預測非標準條件下的性能，並確保在指定溫度範圍內的可靠操作。

5. 機械與封裝資訊

5.1 實體尺寸

本裝置的數字高度為0.56英吋（14.22 mm）。封裝尺寸圖（有參考但未顯示）提供了詳細的機械輪廓，包括總長度、寬度、高度、段尺寸和引腳間距。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位指定，標準公差為±0.25mm。此資訊對於PCB佔位面積設計和確保在最終產品外殼內的適當配合至關重要。

5.2 接腳連接與極性識別

LTD-5223AJF是一款兩位數、共陰極顯示器，具有18個接腳。接腳配置如下：

• 共陰極（CC）：接腳13和14分別是數字2和數字1的共陰極端子。在共陰極配置中，給定數字的所有LED段陰極在內部連接到此單一接腳。要點亮一個段，必須將其對應的陽極接腳驅動為高電位（通過限流電阻的正電壓），同時將其數字的共陰極拉低（接地）。
• 段陽極：接腳1-12和15-18是兩個數字各個段（A-G和DP）的陽極連接。對應關係在接腳連接表中明確定義（例如，接腳1：數字1的陽極E）。
• 右側小數點：為每個數字指定了小數點陽極（接腳4和9），確認其位於數字的右側。

內部電路圖（有參考）直觀地確認了此共陰極架構以及每個數字內部的段互連。

6. 焊接與組裝指南

絕對最大額定值指定了一個關鍵的焊接參數：引腳可以承受260°C的溫度，最多持續3秒，量測點位於安裝平面（封裝體與PCB接觸處）下方1/16英吋（1.6mm）處。這是標準的回流焊接溫度曲線限制。為確保可靠性：

• 在回流焊接過程中嚴格遵守此時間-溫度曲線。
• 避免直接對封裝體進行手工焊接；僅對引腳加熱。
• 焊接後讓裝置自然冷卻；避免熱衝擊。
• 在處理和組裝過程中遵循標準的ESD（靜電放電）預防措施。
• 在使用前，將裝置儲存在指定溫度範圍（-35°C至+85°C）內的乾燥環境中。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

對於像LTD-5223AJF這樣的共陰極顯示器，主要使用兩種驅動方法：

1. 靜態驅動：每個段陽極都有一個專用的限流電阻和驅動接腳。共陰極永久接地。此方法簡單，但需要許多I/O接腳（每個數字7段+DP）。
2. 多工（動態）驅動：這是多位數顯示器最常用的方法。所有數字中相同段位置的段陽極都連接在一起。每個數字的共陰極由電晶體或驅動IC獨立控制。微控制器快速循環，一次只開啟一個數字的陰極，同時在共陽極線上呈現該數字的段數據。這顯著減少了所需的I/O接腳，並且效率很高。AlInGaP LED的高亮度和良好響應時間使其非常適合多工驅動。

7.2 設計考量

• 電流限制：始終為每個段陽極（或多工驅動中的共陽極線）使用串聯電阻，以將順向電流限制在安全值，通常在1mA到20mA之間，具體取決於所需的亮度和功率預算。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F.
• 計算電阻值。低電流操作：
• 規格書強調了在每段電流低至1mA時的出色性能。這是電池供電或對能量敏感的應用的關鍵優勢。視角：
• 廣視角確保從不同位置都能清晰閱讀，這對於面板安裝設備非常重要。熱管理：

雖然功耗很低，但請確保操作環境溫度不超過85°C。在密閉空間或高溫環境中，請考慮通風。

8. 技術比較與差異化

• LTD-5223AJF的主要差異化因素是其材料技術和低電流優化：AlInGaP vs. 傳統材料：
• 與較舊的GaAsP或GaP LED技術相比，AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下實現更高亮度，或在較低功率下實現同等亮度。它還提供了更優異的顏色飽和度以及在溫度和使用壽命方面的穩定性。低電流設計：
• 許多顯示器以較高電流（例如20mA）為特徵。LTD-5223AJF明確針對1mA下的優異特性進行了測試和篩選，使其成為超低功耗設計（其中每一毫安都至關重要）的傑出選擇。均勻性：

連續均勻段和嚴格的發光強度匹配比（2:1）等特性確保了所有數字和段的專業、一致外觀，這在低成本顯示器中並不總是能得到保證。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：需要多少最小電流才能看到段點亮？

答：雖然裝置測試到1mA，但在更低的電流下段也可能可見，儘管亮度會非常暗。為了可靠操作，請按照指定的1mA最小值進行設計。

問：我可以用3.3V或5V微控制器直接驅動此顯示器嗎？_F答：可以，但您必須始終使用限流電阻。典型V

為2.6V，5V電源需要大約（5V - 2.6V）/ 0.020A = 120Ω的電阻值以進行20mA驅動。對於3.3V邏輯，餘裕較小：（3.3V - 2.6V）/ 0.020A = 35Ω。請務必驗證實際的順向電流。

問：共陰極對我的電路設計意味著什麼？

答：這意味著您需要將電流導入地以開啟一個數字。實際上，您可以將共陰極接腳連接到微控制器I/O接腳（設置為低電位輸出）或連接到NPN電晶體的集極，其射極接地。然後微控制器打開電晶體以啟用該數字。

問：在多工驅動時如何實現均勻亮度？

答：在多工驅動中，每段的瞬時電流高於所需的平均電流，因為每個數字只在部分時間（工作週期）內點亮。例如，要在具有相等工作週期的2位數多工驅動中實現每段平均5mA，您需要在數字啟動時以大約10mA驅動每個段。峰值電流仍必須保持在絕對最大額定值25mA連續/90mA脈衝之內。

10. 設計與使用案例研究

情境：設計低功耗攜帶型三用電錶顯示器

一位設計師正在創建一款手持式數位三用電錶，必須在單個9V電池上長時間運行。在各種照明條件下的可讀性至關重要。LTD-5223AJF是一個理想的選擇。實施：

設計師使用具有整合LCD/段驅動器的微控制器或專用的多工驅動IC。他們選擇以每段平均電流2mA驅動以節省電力。對於2位數多工驅動，在活動時隙期間的峰值電流設定為每段4mA，完全在裝置的能力範圍內。低電流下的高發光強度（1mA時320-700 µcd）確保顯示器保持清晰可見。選擇AlInGaP黃橙色是因為其與淺灰色面板的高對比度，以及在昏暗和明亮環境光下的有效性。廣視角允許使用者從不同角度讀取測量值而不失清晰度。低順向電壓最大限度地減少了驅動電路中的功率損耗，進一步延長了電池壽命。

11. 技術原理介紹

核心操作原理基於半導體P-N接面的電致發光。LTD-5223AJF使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）作為活性半導體材料。當施加超過材料能隙能量的順向電壓於接面時，來自N型區域的電子與來自P型區域的電洞重新結合。此重新結合過程以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為黃橙色（約605-611 nm）。晶片安裝在不透明的GaAs基板上，這有助於將光輸出向上引導通過段，提高效率和對比度。七個獨立段（A-G）和小數點（DP）由單獨的LED晶片或晶片區域形成，電氣隔離但物理排列以形成數字圖案。共陰極配置在內部將單個數字內所有段的陰極連接起來，簡化了外部驅動電路。

12. 技術趨勢與背景