LTS-3403JF 0.8英吋黃橙色LED顯示器規格書 - 字高20.32mm - 順向電壓2.6V - 功率70mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-3403JF是一款單一位數、七段式字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數的應用而設計。其主要功能是使用可獨立定址的LED段來視覺化呈現數字（0-9）及部分字母。其核心技術採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，專門設計用於發射黃橙色光譜的光。此材料選擇在效率、亮度和色彩純度之間取得了平衡。該元件被歸類為共陰極型，意味著所有LED段的陰極（負極端）在內部連接，這簡化了基於微控制器的系統電路設計，因為在該類系統中，段通常由灌電流驅動。

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。平均發光強度（Iv）在順向電流（I_F）為1mA時，指定介於320至700微燭光（μcd）之間。此範圍表示一個生產分級流程，元件根據量測輸出進行分類。峰值發射波長（λ_p)為611奈米（nm），而主波長（λ_d)為605 nm，兩者均在I_F=20mA下量測。主波長是人眼感知的顏色。譜線半高寬（Δλ）為17 nm，描述了發射色彩的純度；寬度越窄表示顏色越單色、越純淨。發光強度匹配比為2:1（最大值），通過限制同一數字不同段之間的亮度變化來確保視覺均勻性。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了操作邊界和功率需求。每段順向電壓（V_F)在I_F=20mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。此值對於設計驅動電路中的限流電阻至關重要。每段反向電流（I_R)在反向電壓（V_R）為5V時，最大值為100 μA，表示元件在反向偏壓時的漏電特性，在正常操作中通常可忽略不計。

2.3 絕對最大額定值與熱考量

這些額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。每段連續順向電流在25°C時為25 mA，降額因子為0.33 mA/°C。這意味著當環境溫度（T_a）高於25°C時，最大安全電流會降低。例如，在85°C時，最大電流約為25 mA - (0.33 mA/°C * 60°C) = 5.2 mA。每段功耗為70 mW，計算方式為V_F* I_F。峰值順向電流用於脈衝操作（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）為90 mA，允許短暫過驅動以實現更高的峰值亮度。操作和儲存溫度範圍為-35°C至+85°C。

3. 分級系統說明

規格書明確指出此元件已根據發光強度進行分類。這指的是基於量測光輸出的生產後分級（binning）流程。元件在標準條件（I_F=1mA）下進行測試，並根據其Iv值（例如：320-450 μcd、450-580 μcd、580-700 μcd）分組。這確保了同一生產批次內的一致性。雖然本文件未明確針對電壓或波長進行詳細分類，但此類分類在LED製造中很常見，旨在為設計師提供可預測的性能。

4. 性能曲線分析

雖然提供的文本中未詳細說明具體曲線，但此類元件的典型性能曲線包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示順向電壓與電流之間的指數關係。對於AlInGaP LED，膝點電壓（電流開始急遽上升之處）通常在1.8-2.0V左右。
• 發光強度 vs. 順向電流（I_vvs. I_F）：此曲線在較低電流下通常是線性的，但在較高電流下可能因熱效應和效率下降而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_vvs. T_a）：顯示光輸出如何隨著接面溫度升高而降低。相較於某些其他材料，AlInGaP LED通常具有更好的高溫性能。
• 光譜分佈：繪製相對強度與波長的關係圖，顯示在611 nm處的峰值以及17 nm的半高寬。

5. 機械與封裝資訊

此元件具有標準的0.8英吋（20.32 mm）數字高度。封裝具有淺灰色面板和白色段顏色（未點亮時），這在黃橙色段點亮時增強了對比度。尺寸圖（參閱PDF）提供了PCB佈局設計和面板開孔的關鍵尺寸。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25 mm。18接腳雙列直插式封裝是此類顯示器的常見規格。

6. 接腳連接與內部電路

接腳定義適用於18接腳封裝。關鍵連接包括：段A、F、E、L.D.P.（左小數點）、R.D.P.（右小數點）和D的陽極。段C、G和B的陰極。有多個共陰極接腳（接腳4、6、17）在內部連接，為PCB佈局提供了靈活性。接腳12被列為共陽極，這似乎是錯誤或特定於不同型號，因為該元件被描述為共陰極型。內部電路圖顯示了七段加兩個小數點顯示器的標準共陰極配置。

7. 焊接與組裝指南

規格書規定了最大焊接溫度為260°C，最長3秒，量測點位於安裝平面下方1.6mm（1/16英吋）處。這是典型的迴焊或手工焊接指南，旨在防止對LED晶片、焊線和塑膠封裝造成熱損壞。嚴格遵守此溫度曲線對於保持可靠性至關重要。在處理過程中應遵循標準的ESD（靜電放電）預防措施。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 測試與量測設備：數位萬用電錶、電源供應器、頻率計數器。
• 消費性電子產品：音響設備（擴大機、接收器）、廚房電器、時鐘。
• 工業控制：面板儀錶、製程指示器、計時器顯示器。
• 汽車改裝市場：儀錶和讀數顯示（在環境規格適用的情況下）。

8.2 設計考量

• 電流限制：必須為每個段陽極（或共陰極）使用外部電阻來設定工作電流。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F.
• 計算。多工掃描：
• 對於多位數顯示器，多工掃描很常見。LTS-3403JF的低電流需求（每段低至1mA）在此具有優勢，因為它允許在短暫的多工點亮時間內使用更高的峰值電流，以達到所需的平均亮度，而不超過平均功率限制。視角：
• 寬視角對於使用者可能不直接在顯示器正前方的面板非常有益。微控制器驅動：

大多數現代微控制器能夠提供/吸收足夠的電流（通常每接腳20mA）來直接驅動這些LED，但由於總電流較高，共陰極通常需要簡單的電晶體緩衝器。

9. 技術比較與差異化

• LTS-3403JF在其類別中的主要差異化特點包括：材料（AlInGaP）：
• 與較舊的GaAsP（磷化鎵砷）紅/黃LED相比，提供更高的效率和更好的溫度穩定性；與InGaN（氮化銦鎵）藍/綠/白LED相比，具有獨特的顏色。極低電流操作：
• 每段低至1mA的操作規格是電池供電或超低功耗設計的一個重要特點，其中每一毫安培都至關重要。高對比度封裝：
• 淺灰色面板搭配白色段提供了極佳的熄滅狀態對比度，改善了各種照明條件下的可讀性。分級光輸出：

為設計師提供了可預測性，確保產品中不同元件之間的外觀一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以用3.3V微控制器電源驅動此顯示器嗎？_F答：可以。在典型V_F為2.6V的情況下，3.3V電源為限流電阻提供了足夠的餘裕電壓（0.7V）。在I

=10mA時，R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70 歐姆。

問：擁有多個共陰極接腳的目的是什麼？_F答：它們在內部是連接的。提供多個接腳有助於分散總陰極電流（當所有段都點亮時，可能為7倍I

或更高），降低每個接腳的電流密度，並有助於PCB佈局和散熱。

問：如果發光強度匹配比為2:1，我如何實現均勻亮度？

答：2:1的比率是單一元件上最亮段與最暗段之間的最大限制。實際上，變化通常較小。對於關鍵應用，可以使用恆流驅動器或PWM（脈衝寬度調變）來數位校準每個段的亮度。

問：我可以在戶外使用嗎？

答：操作溫度範圍（-35°C至+85°C）很寬，但規格書未指定防水或防塵的IP（防護等級）等級。對於戶外使用，顯示器需要額外的密封或外殼以防潮濕。

11. 實務設計案例分析情境：

1. 使用5V電源和微控制器，透過多工掃描設計一個4位數電壓錶讀數顯示。電流選擇：_F選擇每段I
2. = 5mA，以在亮度和功率之間取得良好平衡。多工掃描期間的峰值電流會更高（例如，如果每位數使用25%工作週期，則為20mA）。電阻計算：
3. 對於靜態驅動：R = (5V - 2.6V) / 0.005A = 480 歐姆（使用470歐姆標準值）。多工驅動：
4. 要達到5mA的平均值，有效時隙期間的峰值電流需要為20mA（5mA / 0.25工作週期）。重新計算電阻：R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 歐姆。確認此峰值電流在脈衝操作的絕對最大額定值（90mA）範圍內。電路：
5. 透過120歐姆電阻將段陽極連接到微控制器I/O接腳。將四個共陰極接腳（每位數一個）連接到NPN電晶體（例如2N3904）的集極。電晶體的基極透過基極電阻由微控制器接腳驅動。微控制器依序開啟一位數的電晶體，並在段線上設定顯示圖案。軟體：

實作一個計時器中斷，以足夠高的速率刷新顯示器以避免閃爍（通常>60Hz）。

12. 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。當施加超過二極體導通電壓（AlInGaP約為1.8-2.0V）的順向電壓時，來自n型材料的電子和來自p型材料的電洞被注入到主動區（AlInGaP層中的量子阱）。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為黃橙色。不透明的GaAs基板有助於將光向上反射，提高了從晶片頂部提取光的整體效率。

13. 技術趨勢

• 雖然離散式七段LED顯示器在特定應用中仍然相關，但顯示技術的更廣泛趨勢包括：整合化：
• 朝向整合驅動IC（I2C、SPI）的顯示器發展，以減少微控制器接腳數量並簡化軟體。材料進步：
• 持續研究更高效的螢光粉轉換LED和直接發色半導體，以擴大色域和提高效率。替代技術：
• 在許多消費性應用中，七段顯示器正被點矩陣OLED或LCD模組取代，這些模組在相似的尺寸下提供了更大的靈活性（完整的字母數字、圖形），儘管在同等亮度下通常成本更高、功耗更大。應用轉移：

像LTS-3403JF這類元件的主要應用越來越集中在工業、儀器儀表和傳統設備中，這些領域優先考慮簡單性、穩健性、高亮度和寬視角，而非圖形能力。