LTD-6730JD LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - 超紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTD-6730JD是一款雙位數七段顯示器模組，專為需要清晰數字讀數的應用而設計。其主要功能是透過可獨立定址的LED段，以視覺方式呈現兩個數字（0-9及部分字母）。其核心技術基於AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，專門設計用於發射超紅光譜的光。此元件歸類為共陽極型顯示器，意即每個數字的所有LED陽極在內部連接在一起，這在使用電流吸收型驅動器時能簡化驅動電路。

此顯示器的字元高度為0.56英吋（14.22毫米），在可讀性與緊湊尺寸之間取得平衡。其採用灰色面板與白色段標記，當段位點亮時能增強對比度與易讀性。該元件專為低功耗操作設計，適用於電池供電或注重能源效率、需要高效照明的應用。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度與光學特性

光學性能是在環境溫度（Ta）為25°C的標準測試條件下定義的。關鍵參數平均發光強度（Iv），在每段順向電流（IF）為1 mA驅動時，典型值為700 µcd。規格書中列出的最小值為320 µcd，並未列出最大值，這表示其重點在於確保最低亮度水平。段與段之間的發光強度匹配比規定最大為2:1，這定義了不同段之間允許的亮度變化，以確保外觀均勻。

顏色特性由波長定義。峰值發射波長（λp）典型值為650 nm，而在IF=20mA驅動時，主波長（λd）典型值為639 nm。峰值波長與主波長之間的微小差異在LED中很常見。光譜線半高寬（Δλ）為20 nm，表示光譜純度或發射光波長圍繞峰值的分布範圍。這些特性的組合使發光明確地位於可見光譜的超紅光區域。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了元件的操作邊界與條件。每段的順向電壓（VF）在測試電流為1 mA時，範圍為2.1V至2.6V。此參數對於設計限流電路至關重要。每段的反向電流（IR）規定在施加5V反向電壓（VR）時最大為100 µA，這表示LED處於反向偏壓時的漏電水平。

絕對最大額定值設定了可能導致永久損壞的極限。每段的連續順向電流在25°C時額定為25 mA，並具有0.33 mA/°C的降額因子。這意味著允許的連續電流會隨著環境溫度升高而降低。對於脈衝操作，在特定條件下（1/10工作週期，0.1 ms脈衝寬度）允許90 mA的峰值順向電流，可用於多工掃描或實現更高的瞬時亮度。每段的最大功耗為70 mW。每段的最大反向電壓為5V。

2.3 熱與環境規格

此元件的額定操作溫度範圍為-35°C至+85°C。相同的儲存溫度範圍表示元件在未通電時的穩健性。一個關鍵的組裝參數是焊接溫度額定值：元件可承受最高260°C的溫度，最長3秒，測量點位於封裝安裝平面下方1.6毫米（1/16英吋）處。這是波峰焊或迴流焊製程的標準額定值。

3. 機械與封裝資訊

此元件以標準雙位數七段式封裝提供。所提供的尺寸定義了實體佔位面積、孔距和總高度，這些對於PCB（印刷電路板）佈局和最終產品的機械整合至關重要。圖面註明所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，標準公差為±0.25毫米。封裝包含帶有白色段標記的灰色面板以及用於電氣連接的必要接腳。

4. 接腳連接與內部電路

此元件採用18接腳配置。接腳定義如下：接腳1-12和15分別是數字1和數字2特定段位（A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP）的陰極。段位映射（例如，哪個接腳控制數字2的段位'A'）有明確定義。接腳13和14分別是數字2和數字1的共陽極。接腳16、17和18標示為無連接（NC）。內部電路圖顯示每個數字均為共陽極配置，其中該數字的所有七個段位（加上小數點）共用一個陽極，而每個段位都有自己獨立的陰極接腳。這種架構最適合多工掃描，即每個數字的陽極在高頻下依序導通，同時驅動相應的陰極接腳以點亮所需的段位。

5. 性能曲線分析

雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類元件的典型曲線將包含幾個關鍵關係。順向電流對順向電壓（I-V）曲線顯示了二極體的指數關係特性；理解此曲線對於選擇正確的串聯電阻或設計恆流驅動器至關重要。發光強度對順向電流曲線通常在較低電流下呈現近乎線性的關係，在較高電流下趨於飽和。發光強度對環境溫度曲線至關重要，因為LED輸出通常會隨著接面溫度升高而降低。對於像這種超紅光類型的有色LED，光譜分布曲線將顯示圍繞650 nm中心的不同波長所發射的光強度。

6. 應用建議

6.1 典型應用場景

此顯示器適用於各種需要清晰、可靠數字指示的應用。常見用途包括儀表板（例如：三用電表、頻率計數器）、消費性家電（微波爐、烤箱、洗衣機）、工業控制讀數、測試與量測設備以及銷售點終端機。其低電流需求使其成為便攜式、電池供電設備的候選元件。

6.2 設計考量與驅動電路

使用此顯示器進行設計需要一個能夠吸收段電流的驅動電路。由於它是共陽極顯示器，陽極（接腳13和14）應透過限流電阻連接到正電源電壓（Vcc），或者更常見的是由電晶體或專用驅動器IC的輸出接腳進行切換。陰極接腳（1-12, 15）連接到驅動器的電流吸收輸出端（例如：微控制器的GPIO接腳、移位暫存器或專用LED驅動器）。

要控制兩個數字，多工掃描是標準方法。電路會快速交替導通數字1的陽極（同時驅動數字1所需段位的陰極），然後導通數字2的陽極（同時驅動數字2所需段位的陰極）。人眼的視覺暫留會將這些快速閃爍融合成穩定的兩位數影像。多工掃描頻率必須足夠高以避免可見閃爍，通常高於60 Hz。進行多工掃描時，每段的瞬時電流可以高於直流額定值（以峰值電流額定值為參考）以達到相同的平均亮度，但必須遵守熱和工作週期限制。

限流是強制性的。即使進行多工掃描，也需要為每個段位陰極串聯一個電阻或使用恆流驅動器，以防止過大電流損壞LED晶片。電阻值可以使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中VF是LED的順向電壓（保守設計請使用最大值2.6V），Vcc是電源電壓，IF是所需的順向電流。

7. 技術比較與特點

所列特點突顯了其競爭優勢：連續均勻段位確保點亮數字的平滑、無間隙外觀。高亮度與高對比度，得益於AlInGaP技術和灰/白表面處理，確保在各種照明條件下的可讀性。寬視角是LED技術和封裝設計的優點。固態可靠性指的是LED相較於機械式或燈絲式顯示器固有的穩健性。低功耗需求是現代電子設計的關鍵特點。元件按發光強度分類意味著產品經過分級或測試以符合特定亮度閾值，確保生產的一致性。

8. 基於技術參數的常見問題

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長是發射光譜最強烈的單一波長。主波長是與LED光線感知顏色相匹配的單色光波長。由於LED發射光譜的形狀，它們通常接近但不完全相同。

問：我可以直接用5V微控制器接腳驅動此顯示器嗎？

答：不行，不能直接驅動。您必須在每個段位陰極串聯一個限流電阻。將LED直接連接到像GPIO接腳這樣的電壓源（配置為輸出）會試圖汲取過大電流，可能損壞LED和微控制器接腳。

問：為什麼會有無連接接腳？

答：18接腳封裝可能是用於各種顯示器配置的標準佔位。對於此特定雙位數型號，只有15個接腳具有電氣功能。NC接腳提供機械穩定性，並與標準插座或PCB佈局對齊。

問：如何計算功耗？

答：對於非多工掃描的靜態顯示：功耗 = (點亮段位數量) * (每段順向電流) * (每段順向電壓)。對於多工掃描顯示，每段的平均電流為 IF * 工作週期。總功耗是兩個數字所有點亮段位的功耗總和，需考慮各自的工作週期（例如，在兩位數多工掃描中，每個數字為50%）。

9. 焊接與組裝指南

遵守指定的焊接溫度曲線對於防止內部LED晶片、焊線和塑膠封裝的熱損壞至關重要。在安裝平面下方1.6mm處，最高焊接溫度260°C持續3秒是迴流焊的關鍵參數。標準無鉛（SAC）迴流焊溫度曲線的峰值溫度通常在此範圍內。對於手工焊接，應使用溫控烙鐵，並盡量減少與接腳的接觸時間。焊接後，應讓元件自然冷卻。避免讓顯示器面板承受機械應力或使用可能損壞塑膠或標記的清潔溶劑。

10. 工作原理

此元件基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。AlInGaP材料系統用於建立接面。當施加超過接面閾值（約2.1-2.6V）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活性區域並在此復合。在AlInGaP LED中，這種復合主要釋放光譜中紅色至橙黃色部分的光子（光）形式能量，具體取決於確切的合金成分。不透明的GaAs基板有助於將光輸出向上引導通過晶片頂部，從而增強觀看側的亮度。顯示器的每個段位包含一個或多個並聯連接的此類LED晶片。