LTC-4627JG LED顯示器規格書 - 0.4英吋數位高度 - 綠色(571nm) - 2.6V順向電壓 - 70mW功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-4627JG是一款四位數七段式字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮的數字與有限字符讀取之應用而設計。其主要功能是透過獨立可定址的段位，以視覺方式呈現數字與部分字母。核心技術採用生長於非透明GaAs基板上的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED晶片。選擇此材料系統是因為其在綠黃光波長區域具有高效率與卓越性能。顯示器採用灰色面板搭配白色段位標記，提供高對比度，確保在各種照明條件下皆能獲得最佳可讀性。0.4英吋（10.0毫米）的數位高度，使其非常適合用於儀器儀表、工業控制與消費性電子產品中，在空間有限但清晰度至關重要的中距離觀看場合。

1.1 主要特性與優勢

• 0.4英吋數位高度：提供平衡的尺寸，具有良好的可見度，同時不會過度消耗面板空間。
• 連續均勻段位：確保點亮字符具有一致、無間隙的外觀，提升美觀品質與可讀性。
• 低功耗需求：AlInGaP技術可在相對較低的驅動電流下實現高亮度，有助於節能設計。
• 卓越的字符外觀：灰色面板與白色段位之間的高對比度，結合均勻的照明，造就了清晰、輪廓分明的字符。
• 高亮度與高對比度：AlInGaP LED固有的亮度與所選的配色方案，即使在明亮環境下也能提供卓越的可見度。
• 寬廣視角：LED晶片與封裝設計允許從廣泛的角度清晰觀看，這是LED段位顯示器的典型特性。
• 固態可靠性：作為半導體元件，與機械式顯示器相比，它提供了更長的使用壽命、抗震性與耐振動性。
• 發光強度分級：元件根據發光強度進行分級，允許設計師在組裝多個單元時選擇零件，以確保一致的亮度水平。
• 無鉛封裝（符合RoHS規範）：依據限制有害物質的環保法規製造。

1.2 元件識別與配置

型號LTC-4627JG指定了一款採用AlInGaP綠色LED的多工掃描、共陽極顯示器。後綴JG通常表示綠色以及特定的封裝或功能集。顯示器包含四個完整數字（0-9）以及每個數字右側的小數點。它採用多工掃描共陽極配置，透過分時共享每個數字的共接點，減少了所需的驅動接腳數量。

2. 技術規格深入探討

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。不建議在正常使用時於或接近這些極限下操作。

• 每段功率消耗：70 mW。這是單個LED段位在不會造成熱損壞的情況下，可安全消耗的最大功率。
• 每段峰值順向電流：60 mA。這是最大允許的脈衝電流，通常在1/10工作週期與0.1毫秒脈衝寬度的條件下指定。用於短暫的高強度閃爍。
• 每段連續順向電流：在25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）超過25°C時，此電流必須以0.33 mA/°C的線性比例降額。例如，在50°C時，最大連續電流將為25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA。
• 每段逆向電壓：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 操作與儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。元件額定在此工業溫度範圍內可靠操作與儲存。
• 焊接溫度：最高260°C，最長3秒，測量位置在安裝平面下方1.6毫米（1/16英吋）處。這對於波峰焊或迴流焊製程至關重要，以防止封裝損壞。

2.2 電氣與光學特性

這些是在環境溫度（Ta）為25°C時測量的典型操作參數，提供了正常條件下的預期性能。

• 平均發光強度（I_V）：在 I_F= 1 mA 時，為200 µcd（最小值），464 µcd（典型值）。這是光輸出，使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）的感測器測量。寬廣的範圍表示發光強度分級。
• 峰值發射波長（λ_p）：在 I_F= 20 mA 時，為571 nm（典型值）。這是光譜輸出最強的波長，位於綠黃光區域。
• 譜線半高寬（Δλ）：在 I_F= 20 mA 時，為15 nm（典型值）。這表示光譜純度；寬度越窄，顏色越接近單色光。
• 主波長（λ_d）：在 I_F= 20 mA 時，為572 nm（典型值）。這是人眼感知到的、與LED顏色相匹配的單一波長。
• 每段順向電壓（V_F）：在 I_F= 20 mA 時，為2.05 V（最小值），2.6 V（典型值）。這是指定電流流過LED時的電壓降。電路設計必須能容納最大V_F.
• 每段逆向電流（I_R）：在 V_R= 5 V 時，為100 µA（最大值）。這是LED處於逆向偏壓時的小漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：在 I_F= 1 mA 時，為2:1（最大值）。這規定了單一元件內最亮與最暗段位之間的最大允許比率，確保均勻性。

3. 機械與封裝資訊

3.1 封裝尺寸

顯示器符合標準雙列直插式封裝（DIP）的佔位面積。所有關鍵尺寸均以毫米為單位提供，一般公差為±0.25毫米，除非尺寸圖上另有規定。這包括總長度、寬度和高度、數字間距、段位尺寸，以及接腳間距和直徑。精確的機械圖對於PCB（印刷電路板）佈局至關重要，以確保與前面板開孔的正確貼合與對齊。

3.2 接腳配置與內部電路

元件採用16接腳配置，但並非所有位置都有接腳（第10和12腳為無接腳）。內部電路圖顯示了多工掃描共陽極結構。四個數字中的每一個都有其獨立的共陽極接腳（接腳1、2、6、8）。段位陰極（A-G、DP）在所有數字之間共享。此外，還有三個獨立指示燈LED（L1、L2、L3）的連接，它們共享一個共陽極（接腳4），其陰極分別連接到段位陰極A/B/C。接腳9標註為無連接。此接腳定義對於設計多工掃描驅動電路至關重要，該電路會依序激勵每個數字的共陽極，同時在共享的陰極線上呈現該數字的段位資料。

4. 應用指南與注意事項

4.1 設計與使用考量

預期用途：此顯示器專為辦公室、通訊與家庭應用中的普通電子設備而設計。對於安全關鍵系統（航空、醫療、運輸），使用前必須進行諮詢。



額定值遵循：遵循絕對最大額定值對於防止損壞至關重要。製造商對因未遵循規定而導致的故障不承擔任何責任。



電流與熱管理：超過建議的驅動電流或操作溫度將加速光輸出衰減（流明衰減），並可能導致提前失效。強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動，以確保穩定的亮度與使用壽命，因為它能補償LED的負溫度係數與V_F variation.



電路保護：驅動電路必須包含針對電源循環期間逆向電壓與電壓瞬變的保護。逆向偏壓可能導致半導體內金屬遷移，增加漏電流或造成短路。



順向電壓考量：電源供應與限流電路的設計必須能夠在整個可能的V_F值範圍內（從最小值到最大值）提供預期的驅動電流。



環境因素：應避免環境溫度的快速變化，特別是在潮濕環境中，因為這可能導致顯示器上凝結水氣，進而可能引發電氣或光學問題。



機械處理：組裝時避免對顯示器本體施加異常力。如果貼有裝飾膜，請確保其不會與前面板/蓋子緊密接觸，因為外力可能使其移位。



分級以確保一致性：當在一個單元中組裝多個顯示器時，建議使用來自相同發光強度分級的元件，以防止單元之間出現明顯的亮度或色調差異。



可靠性測試：如果最終產品需要顯示器進行特定的跌落或振動測試，應事先將條件告知製造商進行評估。

4.2 儲存與處理條件

標準儲存（DIP封裝）：原包裝產品應儲存在5°C至30°C，相對濕度低於60% RH的環境中。不符合條件可能導致接腳氧化，使用前需要重新電鍍。不建議長期儲存大量庫存。如果防潮袋已打開超過6個月，建議在60°C下烘烤48小時，並在一週內完成組裝。



SMD顯示器儲存（注意）：雖然這是一款DIP元件，但規格書中包含了對SMD變體的說明：一旦工廠密封袋被打開，當儲存在<60% RH和5-30°C條件下時，應在168小時（7天）內使用，對應的濕度敏感等級（MSL）為3。這凸顯了對現代LED封裝進行濕度控制的重要性。

5. 性能曲線與圖形資料

規格書參考了典型的性能曲線，這些對於詳細的設計分析至關重要。這些圖表以視覺方式呈現關鍵參數之間的關係，允許工程師內插表格中未明確列出的數值。雖然提供的文本中未詳細說明具體曲線，但它們通常包括：



相對發光強度 vs. 順向電流（I-V曲線）：顯示光輸出如何隨驅動電流增加而增加，通常在較高電流下由於熱效應而以次線性方式增長。



順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的指數型I-V特性。



相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度升高，光輸出下降的情況，這是熱設計的關鍵因素。



光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在571nm處以及光譜寬度。這些曲線使設計師能夠優化驅動條件、預測非標準溫度下的性能，並了解LED的顏色特性。

6. 典型應用場景與設計備註

LTC-4627JG非常適合需要緊湊、可靠且明亮的數字顯示之應用。常見用途包括：



測試與測量設備：數位萬用電錶、頻率計數器、電源供應器，其中4位數提供足夠的解析度。



工業控制面板：製程指示器、計時器顯示、機械上的計數器讀數。



消費性家電：微波爐、音響設備、氣候控制系統。



汽車改裝顯示器：需要環境穩健性的儀錶與讀數顯示。



設計實作：實作此顯示器需要一個能夠進行多工掃描的微控制器或專用驅動IC。驅動器必須能為共陽極接腳提供足夠的電流（數字電流 = 段位電流 * 該數字中點亮的段位數量），並能吸收段位陰極接腳的電流。使用恆壓電源時，每個段位陰極必須配備限流電阻。需要一個設計良好的多工掃描程式，具有適當的持續時間與刷新率（通常>60 Hz），以避免閃爍。寬廣的視角使其適合從不同位置觀看的面板。