LTS-5003AJD LED顯示器規格書 - 0.56英吋字高 - AlInGaP紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-5003AJD是一款單一位數七段式字母數字顯示器，專為需要清晰、明亮數字讀數的應用而設計。其主要功能是為數位資料提供高度易讀的視覺輸出。此元件的核心優勢在於其採用了先進的磷化鋁銦鎵（AlInGaP）發光二極體（LED）晶片技術。此材料系統以能產生高效率紅光而聞名，直接貢獻於顯示器的關鍵優點：高發光強度、出色的對比度以及優異的字元外觀。該元件依據發光強度進行分級，確保不同生產批次間具有一致的亮度水準。其目標市場包括工業控制面板、測試與量測設備、消費性電器，以及任何需要可靠、低功耗數字指示器的嵌入式系統。

2. 技術參數深入解析

2.1 光度學與光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。在10mA順向電流（IF）的標準測試條件下，平均發光強度（Iv）範圍從最低320 µcd到典型最大值700 µcd。這種高亮度是AlInGaP晶片效率的直接結果。顏色特性由特定波長定義：峰值發射波長（λp）通常為656奈米（nm），而主波長（λd）為640 nm，使其明確位於可見光譜的紅色區域。譜線半寬度（Δλ）為22 nm，表示發射的顏色相對純淨。對於多段均勻性而言，一個關鍵參數是發光強度匹配比，在IF=10mA時，段與段之間的最大比值指定為2:1，確保整個數字上的照明平衡。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了操作邊界和功率需求。絕對最大額定值設定了硬性限制：每段連續順向電流為25 mA，在25°C以上時，降額因子為0.33 mA/°C。對於脈衝操作（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），峰值順向電流可達90 mA。每段最大反向電壓為5V。在正常工作條件下（IF=20mA），每段順向電壓（VF）通常範圍為2.1V至2.6V。在VR=5V時，反向電流（IR）最大值為100 µA。每段功耗不得超過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。此寬廣範圍使其適用於各種環境條件。焊接溫度規格對於組裝至關重要：在安裝平面下方1/16英吋（約1.59 mm）處，元件可承受260°C持續3秒，這是波峰焊或迴流焊製程的標準參考點。

3. 分級系統說明

規格書指出該元件依據發光強度進行分級。這意味著存在一個基於固定電流（可能為10mA）下測量光輸出的分級系統。雖然本文檔未詳細說明具體的分級代碼，但此類系統確保客戶獲得具有一致且可預測亮度水準的顯示器。設計師可以根據其應用的對比度需求選擇合適的等級，較高發光強度的等級通常用於高環境光條件。

4. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線，這對於詳細設計工作至關重要。雖然文本中未提供具體圖表，但此類元件的典型曲線將包括：順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：這顯示了電流與電壓之間的非線性關係，對於設計限流電路至關重要。發光強度 vs. 順向電流（I-L曲線）：這展示了光輸出如何隨電流增加而增加，有助於優化亮度與功耗之間的權衡。發光強度 vs. 環境溫度：此曲線顯示光輸出如何隨溫度升高而降低，這對於在高溫下運作的設計至關重要。

5. 機械與封裝資訊

此元件採用標準10腳位單一位數七段式顯示器封裝。字元高度為0.56英吋（14.22 mm）。封裝尺寸圖（文本中提及但未詳細說明）將提供關鍵的機械數據。元件具有灰色面板和白色段，通過減少未照明區域反射的環境光來增強對比度。腳位連接定義明確：腳位3和8是共陰極，而腳位1、2、4、5、6、7、9和10分別是段E、D、C、小數點、B、A、F和G的陽極。內部電路圖確認了共陰極配置，即所有LED段的陰極在內部連接在一起。

6. 焊接與組裝指南

嚴格遵守焊接溫度的絕對最大額定值至關重要。在安裝平面下方1/16英吋處測量，260°C持續3秒的規格旨在防止對LED晶片和環氧樹脂封裝造成熱損傷。對於迴流焊，必須使用符合此限制的溫度曲線。應遵循處理靜電放電（ESD）敏感元件的標準預防措施，儘管未明確說明，因為LED通常對ESD敏感。儲存應在指定的-35°C至+85°C範圍內，並處於低濕度環境中。

7. 包裝與訂購資訊

主要訂購代碼為LTS-5003AJD。零件編號表中的Rt. Hand Decimal描述表明此版本包含右側小數點。包裝細節（管裝、托盤或捲帶）和數量在此摘錄中未詳細說明。Spec No.: DS30-2001-364和BNS-OD-FC001/A4是內部文件控制編號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此顯示器非常適合任何需要單一數字的設備。常見應用包括：數位萬用表、頻率計數器、時鐘顯示（用於秒或分）、工業計時器控制、電器控制面板（例如烤箱、微波爐），以及顯示單一參數（如頻道號碼或錯誤代碼）的狀態指示面板。

8.2 設計考量

限流：每段必須透過限流電阻驅動。電阻值使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算，其中 VF 是順向電壓（為可靠性起見使用最大值2.6V），Vcc 是電源電壓，IF 是所需的順向電流（連續電流不得超過25 mA）。驅動電路：作為共陰極元件，最好由微控制器或解碼器IC驅動，該IC能夠吸收電流（將共陰極拉低）並向各個段陽極提供電流。多工驅動多位數是常見技術，但此為單一位數元件。視角：規格書宣稱具有寬廣視角，這對於從軸外位置觀看的面板非常有益。

9. 技術比較

與較舊的技術（如標準GaAsP或GaP紅光LED）相比，LTS-5003AJD中的AlInGaP技術提供了顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下實現更高的亮度。與當代替代方案相比，其主要區別在於特定的0.56英吋字高、高效率紅光以及共陰極配置。具有更大字高、不同顏色（例如綠色、黃色）或共陽極配置的顯示器將滿足不同的設計需求。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：兩個共陰極腳位（3和8）的用途是什麼？

答：它們在內部相連。擁有兩個腳位可提供更好的電流分佈和機械穩定性，並為PCB佈局提供靈活性。

問：我可以直接從5V微控制器腳位驅動此顯示器嗎？

答：不行。您必須使用限流電阻。例如，使用5V電源，目標IF為20mA，並使用VF(max)=2.6V，電阻值為 (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 歐姆。請務必驗證微控制器腳位的電流提供能力。

問：低功耗需求在數量上意味著什麼？

答：在每段典型工作點10mA且VF=2.6V時，每段功耗為26 mW。點亮所有7段（加上小數點）將總共消耗80mA，功耗約為208 mW，對於一個明亮的顯示器來說相對較低。

問：發光強度是如何測量的？

答：如前所述，它是使用近似於CIE明視覺眼睛響應曲線的感測器和濾光片進行測量的，確保測量結果與人類的亮度感知相關。

11. 實際使用案例

考慮為馬達設計一個簡單的數位轉速計。微控制器測量來自感測器的脈衝頻率。此頻率值被轉換為RPM。RPM的最高有效位數（例如千位）可以使用LTS-5003AJD顯示。微控制器將計算需要點亮哪些段（A-G）以形成該數字，然後將共陰極拉低，並透過限流電阻將相應的陽極腳位設為高電位。高亮度確保了在車間環境中的可讀性。

12. 工作原理

此元件基於半導體p-n接面中的電致發光原理運作。當在一個段上施加超過二極體導通電壓的順向電壓（陽極為正，陰極為負）時，電子和電洞在AlInGaP半導體材料的有源區域中復合。此復合過程以光子的形式釋放能量，產生紅光。AlInGaP的特定合金成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）。七個段是排列成8字形的獨立LED；透過選擇性地激發這些段的不同組合，可以形成從0到9的所有數字。

13. 技術趨勢

雖然七段顯示器對於數字讀數來說仍然是一個穩健且具成本效益的解決方案，但顯示技術的更廣泛趨勢是朝向更高的整合度和靈活性。帶有整合控制器（I2C、SPI）的多位數模組變得越來越普遍，減少了微控制器的腳位數量和軟體開銷。此外，點矩陣顯示器和OLED在類似尺寸的封裝中提供了字母數字和圖形功能。然而，對於僅需要簡單、明亮、可靠且節能的數字顯示的應用，像LTS-5003AJD這樣的獨立七段式LED，特別是那些使用AlInGaP等高效率材料的產品，由於其簡單性、耐用性以及在各種照明條件下的出色對比度，仍然是相關且最佳的選擇。