LTS-3861JG LED顯示器規格書 - 0.3英吋字高 - 綠色 (AlInGaP) - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗

1. 產品概述

LTS-3861JG是一款緊湊型、單一位數、七段式字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮且低功耗數字指示的應用而設計。其主要功能是提供高度易讀的數位讀數。核心技術採用鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體材料作為發光二極體（LED）晶片。AlInGaP以其在琥珀色至綠色波長光譜中的高效率和卓越發光性能而聞名。此特定元件發出綠光，在可見度和眼睛舒適度之間取得了良好平衡。顯示器配備灰色面板與白色段標記，在段點亮或熄滅時能增強對比度和可讀性。該元件根據發光強度進行分類，確保不同生產批次的亮度一致。元件結構採用共陽極配置，簡化了多工應用的電路設計。

2. 技術參數深度分析

2.1 光度學與光學特性

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（IF）為1 mA時，典型值為800 µcd，最小值為320 µcd。此參數定義了感知亮度。主波長（λd）為572 nm，將發光牢牢定位在可見光譜的綠色區域。峰值發射波長（λp）為571 nm，譜線半寬度（Δλ）為15 nm，表示顏色相對純淨，光譜擴散極小。段與段之間的發光強度匹配比規定最大值為2:1，確保整個數字亮度均勻，外觀一致。

2.2 電氣與熱特性

電氣參數定義了操作邊界和功率需求。絕對最大額定值對於可靠操作至關重要：每段功耗不得超過70 mW。在25°C時，每段連續順向電流額定值為25 mA，當環境溫度高於25°C時，降額因子為0.33 mA/°C。在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1 ms脈衝寬度）允許峰值順向電流為60 mA。每段順向電壓（VF）在IF=20 mA時典型值為2.6 V，最大值為2.6 V。反向電壓額定值為5 V，在VR=5V時反向電流（IR）最大值為100 µA。元件的工作和儲存溫度範圍額定為-35°C至+85°C。

3. 分級系統說明

規格書明確指出該元件根據發光強度進行分類。這意味著在製造後進行了分級或篩選過程。由於半導體磊晶層的微小差異，LED的輸出自然會存在變化。為了確保最終用戶的一致性，製造商會測量每個單元的發光強度，並根據預定義的強度範圍（例如，高亮度級、標準級）將其分類到不同的級別中。這使得設計師可以為其應用選擇具有保證最低亮度水平的元件，防止多個顯示器並排使用時出現明顯的亮度不匹配。雖然本文檔未詳細說明具體的分級代碼，但此做法確保了性能的可預測性。

4. 性能曲線分析

雖然提供的規格書摘錄提到了典型電氣/光學特性曲線，但具體圖表並未包含在文本中。通常，LED顯示器的此類曲線會包含幾個關鍵圖表。順向電流與順向電壓（I-V）曲線顯示了非線性關係，對於設計限流電路至關重要。相對發光強度與順向電流曲線展示了光輸出如何隨電流增加，通常在效率下降前會顯示一個線性區域。相對發光強度與環境溫度曲線對於理解高溫下的亮度衰減至關重要，為熱管理決策提供依據。光譜功率分佈曲線將直觀地確認主波長和峰值波長，顯示出AlInGaP LED的窄發射帶特性。

5. 機械與封裝資訊

LTS-3861JG附有詳細的封裝尺寸圖（文中提及但未完全詳述）。關鍵機械規格包括字高為0.3英吋（7.62 mm）。整體封裝尺寸、引腳間距和安裝平面均以毫米定義，除非另有說明，標準公差為±0.25 mm。物理結構將AlInGaP LED晶片封裝在塑膠封裝內的不透明砷化鎵（GaAs）基板上。灰色面板與白色段提供了未點亮時的外觀。10引腳封裝的引腳配置有明確定義。

6. 引腳連接與內部電路

該元件採用10引腳配置。引腳1和6均連接到共陽極（COMMON ANODE）。這種雙陽極設計有助於電流分佈，並可輔助PCB佈局。其餘引腳是每個段的獨立陰極：引腳2（陰極F）、引腳3（陰極G）、引腳4（陰極E）、引腳5（陰極D）、引腳7（陰極D.P.，用於小數點）、引腳8（陰極C）、引腳9（陰極B）和引腳10（陰極A）。內部電路圖（文中提及）將顯示這十個引腳連接到八個LED（七個段加上一個小數點）的陽極和陰極，這些LED以共陽極矩陣排列。理解此佈局對於設計正確的驅動電路至關重要，通常涉及帶有段驅動器的微控制器或專用的顯示驅動IC。

7. 焊接與組裝指南

絕對最大額定值包含一個關鍵的焊接規格：元件可承受最高260°C的焊接溫度，最長持續時間為3秒，測量點在安裝平面下方1.6 mm（1/16英吋）處。這是一個標準的回流焊接曲線限制。設計師必須確保其PCB組裝過程（無論是波峰焊還是回流焊）遵守此限制，以防止損壞內部LED晶片、焊線或塑膠封裝。長時間暴露在高溫下會導致塑膠變黃、環氧樹脂降解或半導體接面失效。雖然未明確說明，但適當的處理以避免靜電放電（ESD）也是必要的，因為LED通常對電壓尖峰敏感。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

LTS-3861JG適用於各種需要單一數字顯示的低功耗、可攜式和市電供電設備。常見應用包括：儀表板（電壓表、電流表、計時器）、家用電器（微波爐、烤箱、咖啡機）、消費性電子產品（音響設備、充電器）、工業控制（設定點顯示器、計數器單元）以及醫療設備。其低電流需求使其成為電池供電設備的理想選擇。

8.2 設計考量

整合此顯示器時，必須考慮以下幾個因素。限流：必須為每個段陰極（或使用恆流驅動器）配置外部限流電阻，以將順向電流設定在安全值（例如，全亮度時為10-20 mA，較低功耗時為1-5 mA）。電阻值計算公式為：R = (電源電壓 - VF) / IF。多工驅動：對於多位數系統，此共陽極顯示器易於進行多工驅動。微控制器將透過電晶體開關依次啟用每個數字的共陽極，同時在共用的陰極線上輸出該數字的段圖案。視角：寬視角是有益的，但需考慮最終的安裝方向。熱管理：雖然功耗低，但仍需確保環境溫度保持在規格範圍內，尤其是在封閉空間內。

9. 技術比較與差異化

LTS-3861JG的關鍵差異化優勢源於其AlInGaP技術，相較於傳統的標準GaP（磷化鎵）綠色LED技術。AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下獲得更高亮度，或在較低電流下達到同等亮度，延長電池壽命。其色純度（窄光譜寬度）也更優越。與較大尺寸的數字顯示器相比，0.3英吋尺寸提供了緊湊的佔位面積。共陽極設計更為常見，且通常更容易與配置為電流吸收的標準微控制器埠介接。根據發光強度進行分類，相較於未分級的元件，能保證亮度一致性，這是一大優勢。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：對於5V電源和每段10 mA電流，我應該使用多大的電阻值？

答：使用典型的VF值2.6V：R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 歐姆。使用220歐姆或270歐姆的標準電阻是合適的。

問：我可以直接從微控制器引腳驅動它嗎？

答：不建議直接從大多數MCU引腳提供/吸收完整的段電流（高達25 mA），因為每個引腳的絕對最大值通常限制在20 mA，連續操作時更低。請使用電晶體或專用驅動IC（例如，帶有限流電阻的74HC595移位暫存器，或恆流LED驅動器）。

問：為什麼有兩個共陽極引腳（1和6）？

答：這有助於PCB佈局，為共陽極提供了兩個連接點，允許更好的電源分佈和更輕鬆的走線佈線，特別是當顯示器安裝在其他元件上方時。

問：溫度如何影響亮度？

答：LED發光強度通常隨著接面溫度升高而降低。連續電流的降額（高於25°C時每°C 0.33 mA）就是一個指標。為了在溫度變化下實現精確的亮度控制，可能需要反饋或補償。

11. 實務設計與使用案例

考慮使用微控制器設計一個簡單的數位計時器。LTS-3861JG將顯示秒數位（0-9）。MCU的I/O埠將配置如下：一個引腳控制一個PNP電晶體，將共陽極切換至Vcc；另外7個引腳（每個串聯一個220歐姆電阻）連接到陰極A-G。韌體將包含一個查找表，將數字0-9轉換為對應的7段圖案（例如，'0' = 0b00111111）。它將啟用陽極，輸出圖案，等待多工間隔，然後禁用陽極。這種方法最大限度地減少了引腳使用。低功耗使得計時器能夠在小電池上長時間運行。高對比度和寬視角確保從不同位置都能讀取時間。

12. 技術原理介紹

LTS-3861JG基於固態照明技術。每個段包含一個或多個AlInGaP LED晶片。LED是一種半導體二極體。當正向偏壓（陽極相對於陰極為正電壓）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，在那裡它們重新結合。在AlInGaP中，這種重新結合以光子（光）的形式釋放能量，其波長由半導體材料的能隙能量決定。特定的鋁、銦、鎵和磷合金成分經過設計，可產生約572 nm的綠光。不透明的GaAs基板吸收任何向下發射的光，提高了對比度。然後光線透過封裝的環氧樹脂透鏡成形並發射出來，形成可識別的段形狀。

13. 技術趨勢與背景

雖然AlInGaP對於紅色、橙色、琥珀色和綠色LED是一項重大進步，但綠色發光體的格局已經演變。對於極高效率的綠光，基於氮化銦鎵（InGaN）的LED現在已佔主導地位，特別是在純綠色至藍色光譜中。然而，AlInGaP在琥珀-綠色區域因其卓越的性能和穩定性而保持高度競爭力。顯示器的趨勢是朝向更高密度、全彩能力和整合化發展。像LTS-3861JG這樣的單一位數七段顯示器，代表了僅需數字資訊應用的成熟、經濟高效的解決方案。與更複雜的點矩陣或圖形OLED/LCD模組相比，它們的優勢在於簡單性、穩健性、低成本以及極易介接。在這些屬性比圖形能力更重要的應用中，它們仍然被廣泛使用。