LTC-5837JD LED顯示器規格書 - 0.52英吋數位高度 - 超紅光650nm - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-5837JD是一款高效能、四位數、七段式LED顯示模組。其主要功能是在廣泛的電子設備中提供清晰、明亮的數字與有限字母數字資訊。該裝置採用先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術製造LED晶片，並安裝於不透明的GaAs基板上。此結構產生了具有灰色面板與白色段位的顯示器，提供絕佳的對比度以利閱讀。顯示器採用共陽極配置，這是在多位數應用中簡化多工驅動電路的標準設計選擇。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器專為需要可靠、高可見度數字讀數的應用而設計。其規格書中列出的核心優勢包括：連續均勻的段位設計帶來一致外觀、低功耗實現能源效率、高亮度與對比度確保各種照明條件下的可見度，以及寬廣視角。LED技術的固態可靠性確保了長久的運作壽命。這些特點使其適用於目標市場，包括工業儀表（例如：面板儀表、製程控制器）、測試與量測設備、醫療裝置、汽車儀表板（次要顯示器），以及需要清晰數字指示的消費性家電。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度學與光學特性

關鍵的光度學參數是平均發光強度（Iv），在順向電流（IF）為1mA的測試條件下，最小值為320 µcd，典型值為700 µcd，未標示最大值。這表示其輸出亮度適合室內使用。其光線特性為超紅光，峰值發射波長（λp）為650奈米，主波長（λd）為639奈米，使其明確位於可見光譜的深紅色部分。光譜線半寬度（Δλ）為20奈米，描述了發射光的光譜純度。規格中標示發光強度匹配比（IV-m）為2:1，意指單一裝置內最暗段位的強度不應低於最亮段位強度的一半，確保視覺均勻性。

2.2 電氣參數

主要的電氣參數是每段位的順向電壓（VF），在IF=1mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。這是設計限流電路的關鍵數值。絕對最大額定值定義了運作極限：每段位連續順向電流為25 mA（在25°C以上需降額使用）、脈衝條件下（1/10工作週期）的峰值順向電流為90 mA，以及最大逆向電壓（VR）為5V以防止損壞。逆向電流（IR）非常低，在VR=5V時最大值為100 µA。每段位的總功耗限制為70 mW。

2.3 熱與環境規格

此元件的額定工作溫度範圍為-35°C至+85°C，儲存溫度範圍相同。此寬廣範圍確保了在惡劣環境下的功能性。一個關鍵的組裝參數是最高焊接溫度為260°C，最長3秒，測量點位於安裝平面下方1.6mm處，這指引了迴流焊接製程。

3. 分級系統說明

規格書說明此裝置已根據發光強度進行分類。這意味著元件會根據其在標準測試電流下測得的光輸出進行分級（分檔）。雖然此摘要未提供具體的分級代碼，但此系統允許設計師為其應用選擇具有一致亮度等級的顯示器，防止產品中不同元件之間出現明顯差異。

4. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線，這些通常是參數在不同條件下如何變化的圖形表示。此類裝置的常見曲線包括：順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示非線性關係，對驅動器設計至關重要。發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定值。發光強度 vs. 環境溫度：顯示輸出隨溫度升高而下降，對熱管理很重要。光譜分佈：繪製相對強度對波長的圖形，中心約在650nm。

5. 機械與封裝資訊

5.1 尺寸與外型

封裝圖（文中提及但未詳細說明）將顯示此四位數顯示模組的實體外型。關鍵尺寸包括總長度、寬度和高度、0.52英吋（13.2 mm）的數位高度、數位間距以及段位尺寸。除非另有規定，公差通常為±0.25 mm。

5.2 接腳定義與連接圖

此裝置具有40支接腳。接腳連接表詳細說明了每支接腳的功能，對應了四個數位（數位1至4）的段位A-G與小數點（D.P.）的陰極，以及每個數位的共陽極。例如，接腳1是數位1段位E的陰極，而接腳38是數位1的共陽極。此精確對應對於建立正確的PCB佈局與驅動軟體至關重要。內部電路圖顯示，一個數位內的所有段位共享一個共陽極連接，該連接被引出到每個數位的單一接腳。

5.3 極性識別

此裝置明確標示為共陽極類型。極性透過接腳定義表識別。將正電壓施加到某個數位的共陽極接腳，同時透過相應的段位陰極接腳吸收電流，將會點亮那些段位。

6. 焊接與組裝指南

提供的主要指南是焊接溫度限制：最高260°C，最長3秒，測量點位於安裝平面下方1.6mm處。這是無鉛迴流焊接的標準溫度曲線。設計師必須確保其迴流焊爐的溫度曲線不超過此限制，以避免損壞塑膠封裝或內部接合線。處理時應遵守標準的ESD（靜電放電）預防措施。儲存條件由儲存溫度範圍定義。

7. 包裝與訂購資訊

零件型號為LTC-5837JD。後綴JD可能表示特定的分級或其他變體。規格書未提供關於捲帶包裝、托盤數量或標籤的詳細資訊。對於生產，此資訊需要從製造商或經銷商處取得。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

共陽極配置非常適合多工驅動。典型電路涉及使用微控制器或專用顯示驅動IC。微控制器會依序啟用（設定為邏輯高電位或透過電晶體連接到Vcc）一個數位的共陽極，同時輸出該數位段位（陰極）的圖案，通常透過限流電阻或恆流吸收驅動器。這種多工操作的速度快於人眼可感知的速度，創造出所有數位同時點亮的錯覺，同時顯著減少所需的微控制器I/O接腳數量。

8.2 設計考量

限流：對於防止超過最大連續順向電流（每段位25mA）至關重要。必須根據電源電壓和LED順向電壓（VF）計算電阻或恆流驅動器。多工頻率：必須足夠高以避免可見閃爍，通常高於60-100 Hz。峰值電流：在多工設計中，短暫開啟時間內的瞬間電流可能高於平均直流電流。確保峰值電流不超過90mA的額定值。視角：寬廣的視角允許相對於使用者的安裝位置具有靈活性。對比度：灰色面板/白色段位的設計提供了良好的對比度；避免安裝在深色濾光窗後方，因為這會衰減紅光。

9. 技術比較與差異化

LTC-5837JD的主要差異化特點在於其使用AlInGaP超紅光LED技術。與較舊的技術（如標準GaAsP紅光LED）相比，AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同輸入電流下實現更高亮度，或在較低功率下實現相同亮度。它通常還能在溫度和使用壽命期間提供更好的波長穩定性。0.52英吋的數位高度是標準尺寸，但高亮度、高對比度以及特定的灰/白美學設計，可能使其與同類其他顯示器區分開來。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：超紅光標示的目的是什麼？

答：這表示相較於標準紅光LED（約630nm），此LED發射的光波長較長（約650nm）。這種更深的紅色可能看起來更鮮豔，並且在某些光學濾波系統中可能具有更好的性能。

問：我能否僅使用5V微控制器驅動此顯示器，而無需外部驅動器？

答：有可能，但需謹慎。典型VF為2.6V。使用5V電源時，必須使用限流電阻。電阻值 R = (Vcc - VF) / IF。對於IF=10mA，R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 歐姆。您還必須確保在多工期間，當一個數位中多個段位點亮時，微控制器的I/O接腳能夠吸收累積的段位電流。

問：共陽極對我的電路設計意味著什麼？

答：這意味著一個數位中所有LED的陽極（正極側）都連接在一起。要點亮一個段位，您需要將正電壓施加到該數位的共陽極接腳，並將所需段位的陰極接腳連接到地（透過限流器）。這與共陰極顯示器相反。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計一個四位數電壓表讀數顯示。一位設計師正在構建一個桌上型電源供應器，需要一個清晰的電壓顯示。他們選擇LTC-5837JD是因為其亮度和尺寸。微控制器（例如ARM Cortex-M或PIC）的I/O有限。使用多工方案，他們僅需要4個接腳用於數位陽極（透過NPN電晶體或MOSFET控制）和8個接腳用於段位陰極（7個段位 + 小數點）。韌體快速掃描數位1至4。類比數位轉換器讀取電壓，將其轉換為BCD格式，然後韌體從查找表中找出對應的段位圖案，並與陽極啟用同步輸出。限流電阻放置在陰極線路上。灰色面板在儀表板上提供了專業的外觀。

12. 原理介紹

七段式顯示器是由發光二極體（LED）組成的組件，排列成8字形圖案。七個段位（標記為A到G）中的每一個都是一個獨立的LED。透過點亮這些段位的特定組合，可以形成所有十進位數字（0-9）和一些字母。在此類多位數顯示器中，每個數位都是一組獨立的段位，但對應的段位（例如，所有的'A'段位）通常在電氣上是獨立的，以允許多工控制，從而減少所需的連接接腳總數。

13. 發展趨勢

七段式LED顯示器的趨勢持續朝向更高效率發展，允許在更低功耗下實現更亮的顯示，這對於電池供電裝置至關重要。整合是另一個趨勢，顯示驅動電路（有時甚至包括微控制器）被整合到顯示模組本身，簡化了系統設計。同時也朝向更廣的色域發展，並使用如AlInGaP和InGaN（用於藍/綠光）等先進材料來提升性能和可靠性。然而，對於許多工業和儀表應用，經典的穿孔式設計搭配高亮度紅光仍然很受歡迎，因為其經過驗證的可靠性、出色的對比度以及設計簡易性。