LTS-549AJD LED顯示器規格書 - 0.52英吋數位高度 - 超紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-549AJD是一款高效能單數位數值顯示模組，專為需要清晰、明亮且可靠的數值讀數之應用而設計。其核心功能是視覺化呈現單個十進位數字（0-9）及一個小數點。此裝置專為整合到各種電子系統中而設計，其中空間效率和可讀性是關鍵考量。

此顯示器的主要應用領域包括工業儀表、測試與量測設備、消費性電器、汽車儀表板（次要顯示器）以及銷售點終端機。其設計優先考慮在標準操作條件下的長期可靠性和一致性能。

2. 技術規格詳解

2.1 光學特性

光學性能由在標準測試條件（Ta=25°C）下測量的幾個關鍵參數定義。平均發光強度 (Iv)在順向電流（IF）為1mA驅動時，典型值為700 µcd，指定範圍從320 µcd（最小值）起。此參數直接關係到各筆劃的感知亮度。

顏色定義為超紅光，是使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料實現的。峰值發射波長 (λp)典型值為650 nm，而主波長 (λd)則指定為639 nm（IF=20mA）。譜線半寬度 (Δλ)為20 nm，表示發射光的光譜純度。發光強度匹配比為2:1（最大值），確保同一數字內不同筆劃間的亮度均勻性。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了裝置的操作限制和條件。絕對最大額定值不得超過，以防止永久性損壞。關鍵限制包括：每筆劃功耗為70 mW，每筆劃峰值順向電流為90 mA（在脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），以及在25°C時每筆劃連續順向電流為25 mA，在25°C以上以0.33 mA/°C線性降額。每筆劃最大逆向電壓為5 V。

在典型操作條件下（IF=20mA），每筆劃順向電壓 (VF)範圍為2.1V至2.6V。當施加5V逆向電壓（VR）時，每筆劃逆向電流 (IR)最大值為100 µA。這些數值對於設計適當的限流電路至關重要。

2.3 熱與環境規格

此裝置額定操作溫度範圍為-35°C至+85°C，儲存溫度範圍為-35°C至+85°C。此寬廣範圍確保了在各種環境條件下的功能性。對於組裝，最大允許焊接溫度為260°C，最長持續時間為3秒，測量點位於元件安裝平面下方1.6mm處。在迴流焊接過程中，遵守這些熱限制對於避免損壞內部LED晶片和封裝至關重要。

3. 分級與分類系統

產品規格書指出，此裝置已根據發光強度進行分類。這意味著一個分級流程，即根據在標準測試電流（通常為1mA，如規格書所示）下測得的光輸出（Iv）對單元進行分類和標記。這使得設計師能夠為其應用選擇亮度一致的顯示器，確保在多數位顯示器或不同產品間的視覺均勻性。具體的分級代碼或強度範圍通常定義在獨立的產品選型指南中。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常說明了關鍵參數之間的關係。這些通常包括：

• 順向電流 (IF) 對順向電壓 (VF) 曲線：顯示指數關係，對於確定所需電流對應的驅動電壓至關重要。
• 發光強度 (Iv) 對順向電流 (IF) 曲線：展示光輸出如何隨電流增加而增加，通常在飽和前有一個大致線性區域，為達到目標亮度而選擇驅動電流提供依據。
• 發光強度 (Iv) 對環境溫度 (Ta) 曲線：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這對於高溫或高電流應用中的熱管理至關重要。
• 光譜分佈曲線：相對強度對波長的圖，直觀地確認峰值（650 nm）和主波長（639 nm）以及光譜半寬度。

這些曲線為在實際電路設計中優化顯示器性能提供了基本指導，超越了表格中的單點數據。

5. 機械與封裝資訊

5.1 實體尺寸

此裝置具有0.52英吋（13.2毫米）的數位高度，定義了顯示字元的實體大小。封裝尺寸在詳細圖紙中提供，所有尺寸均以毫米為單位。除非另有說明，這些尺寸的標準公差為±0.25毫米（0.01英吋）。實體結構有助於實現產品特色中提到的寬廣視角和優異的字元外觀。

5.2 接腳定義與內部電路

此顯示器採用10接腳配置。內部電路圖顯示為共陰極架構。這意味著所有LED筆劃（及小數點）的陰極（負極端）在內部連接並引出到公共接腳（在此裝置中為接腳3和接腳8）。每個獨立筆劃的陽極（正極端）都有其專用接腳。具體接腳分配為：1（筆劃J）、3（共陰極）、4（筆劃C）、5（小數點）、6（筆劃B）、8（共陰極）、9（筆劃H）、10（筆劃G）。接腳2和7標記為無連接（N.C.）。此配置非常適合用於多數位顯示器的多工驅動。

6. 焊接與組裝指南

如絕對最大額定值所述，此元件可承受最高260°C的焊接溫度，最長3秒。這是無鉛迴流焊接製程的標準額定值。測量點至關重要：位於安裝平面下方1.6mm處。設計師必須確保其迴流溫度曲線不超過此限制，以防止封裝破裂、分層或損壞內部的焊線和半導體晶粒。對於手動焊接，應使用溫控烙鐵並盡量縮短接觸時間。組裝過程中應始終遵循適當的ESD（靜電放電）處理程序。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

鑑於其共陰極設計，LTS-549AJD最適合由微控制器或專用顯示驅動IC驅動。典型電路涉及將共陰極接腳（3和8）連接到地（或驅動器上的電流吸收端）。每個筆劃陽極接腳通過一個限流電阻連接到驅動器輸出。電阻值（R）根據電源電壓（Vcc）、所需的順向電流（IF，例如，20mA以達全亮度）和LED的順向電壓（VF，為安全起見使用最大值2.6V）計算：R = (Vcc - VF) / IF。對於5V電源和20mA電流，R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。

7.2 設計考量

• 限流：務必使用外部限流電阻。直接從電壓源或微控制器接腳驅動LED而不使用電阻，將導致過大電流，立即造成損壞。
• 多工驅動：對於多數位顯示器，使用多工技術，即每次快速點亮一個數字。共陰極設計非常適合此技術。驅動器依次將每個數字的陰極接地，同時在陽極線上提供該數字的筆劃數據。
• 功耗：確保計算出的每筆劃功耗（VF * IF）不超過70 mW的最大額定值，特別是在高溫環境中。如果環境溫度高，請考慮降低順向電流。
• 視角：寬廣視角是有益的，但應考慮顯示器在最終產品中的方向，以最大化終端使用者的可讀性。

8. 技術比較與差異化

LTS-549AJD採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術實現紅光發射。與GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術相比，AlInGaP提供顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下產生更高亮度，並具有更好的溫度穩定性。超紅光的標示表示一種特定的、更深色調的紅色，主波長約為639-650 nm，與標準紅光LED相比，可能提供不同的美學或功能特性。使用不透明的GaAs基板有助於減少內部光散射和反射，從而提高對比度，這正是高對比度特色的貢獻因素。

9. 常見問題 (FAQ)

問：我可以直接用5V微控制器接腳驅動此顯示器嗎？

答：不行。您必須為每個筆劃串聯一個限流電阻。微控制器接腳無法安全地持續提供20mA電流，且沒有電阻時，LED將汲取過大電流而被損壞。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λp）是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長（λd）是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於此紅光LED，λp為650 nm（物理峰值），但人眼感知其等效於639 nm的純紅光。

問：規格書顯示兩個共陰極接腳（3和8）。我需要連接兩者嗎？

答：是的，為了獲得最佳性能和電流分佈，建議將兩個共陰極接腳都連接到地（或電流吸收端）。這確保了所有筆劃的亮度均勻。

問：如何計算低於典型20mA亮度的電阻值？

答：使用歐姆定律和您所需的順向電流（IF）。例如，對於5V電源下的10mA：R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω。請參考Iv對IF曲線（概念性）來估計相應的亮度降低。

10. 運作原理

LTS-549AJD是一種固態發光裝置。其運作基於AlInGaP材料製成的半導體p-n接面中的電致發光現象。當施加超過接面閾值（約2.1V）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到主動區域。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，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在本例中為超紅光譜。光線透過晶片頂部表面發射，該表面是形如數字的筆劃的一部分，並穿過帶有白色筆劃的灰色面板以增強對比度。

11. 技術趨勢

儘管像LTS-549AJD這樣的獨立單數位LED顯示器在需要簡單性、穩健性和直接可讀性的特定應用中仍然相關，但顯示技術的更廣泛趨勢是朝向整合和小型化。這包括廣泛採用點矩陣LED顯示器、OLED和LCD，這些技術在顯示字母數字字元和圖形方面提供了更大的靈活性。此外，由於自動化組裝的優勢，表面黏著元件（SMD）LED封裝在大量生產的消費性電子產品中已很大程度上取代了穿孔型。然而，像此類的穿孔顯示器在工業、汽車和改裝應用中仍保持重要地位，這些應用中穿孔PCB安裝因機械強度、可維護性或舊有設計相容性而受到青睞。基礎的AlInGaP材料技術持續改進，以實現更高的效率和可靠性。