LTC-5836KR-07 LED顯示器規格書 - 0.52英吋字高 - 超紅光 - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-5836KR-07是一款高效能的三位數七段式LED顯示器模組。其主要功能是在各種電子設備與儀器中提供清晰、明亮的數值讀數。此元件的核心優勢在於其採用了先進的AS-AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，該技術生長於GaAs基板上，能在紅色光譜中提供卓越的發光效率與色彩純度。這造就了優異的段位均勻性、高亮度與高對比度，即使在具挑戰性的照明條件下，顯示內容仍清晰易讀。該元件採用共陽極配置設計，並具有灰色面板與白色段位，進一步增強了對比度與視覺吸引力。其發光強度經過分級，以確保各元件間性能一致，目標應用於需要可靠、固態數值指示的場合，例如工業控制面板、測試設備、消費性家電以及汽車儀表板，這些應用對低功耗、廣視角與長期可靠性至關重要。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度學與光學特性

光學性能是此顯示器功能的核心。在標準測試電流1mA下，每段平均發光強度範圍從最小值320 µcd到典型值1050 µcd。此高亮度水準確保了良好的可見度。該元件發射超紅光，在驅動電流20mA時，其峰值發射波長（λp）為639 nm，主波長（λd）為631 nm。譜線半高寬（Δλ）為20 nm，表示其發射的顏色相對狹窄且純淨。對於多段顯示器而言，一個關鍵參數是發光強度匹配比，其規格最大值為2:1。這意味著在相同條件下，最亮與最暗段位之間的亮度差異不會超過兩倍，確保所有數字與段位的外觀均勻一致。

2.2 電氣參數

電氣特性定義了操作邊界與功率需求。當施加20mA順向電流（IF）時，每段順向電壓（VF）典型值為2.6V，最大值為2.6V。反向電流（IR）非常低，在反向電壓（VR）5V下最大值為100 µA，顯示其具有良好的二極體特性。絕對最大額定值設定了操作極限：在25°C時，每段連續順向電流為25 mA，隨著溫度升高，需以線性方式降額，降額係數為0.28 mA/°C。在脈衝條件下（1 kHz，10%工作週期），峰值順向電流可達90 mA。每段最大功耗為70 mW。操作與儲存溫度範圍指定為-35°C至+105°C，突顯了其對工業環境的強固性。

2.3 熱特性

雖然未明確詳述熱阻參數，但元件的熱管理可透過其降額規格推知。連續順向電流從25°C開始的線性降額（0.28 mA/°C）是熱設計的直接指引。超過與這些額定值內在相關的最大接面溫度，可能導致加速劣化或故障。組裝期間，焊接溫度限制在260°C最多3秒，是另一個防止LED晶片或封裝完整性受損的關鍵熱考量。

3. 分級系統說明

規格書明確指出該元件已針對發光強度進行分級。這是一個品質控制與分類流程。在製造過程中，磊晶生長與晶片處理的微小差異會導致個別LED段位的發光輸出產生變化。分級流程包括在定義的測試電流（通常為1mA或20mA）下測量每個元件的發光強度，並將其分類到特定的強度範圍或級別中。透過購買來自相同或指定級別的元件，設計師能確保多位數顯示器中的所有數字具有幾乎相同的亮度，維持均勻且專業的外觀。規格書提供的強度範圍（最小值320 µcd，典型值1050 µcd）定義了可用的可能級別。

4. 性能曲線分析

規格書在最後一頁引用了典型電氣/光學特性曲線。雖然文中未提供具體圖表，但此類元件的標準曲線通常包括：順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：此圖顯示了指數關係，有助於設計師選擇適當的限流電阻。發光強度 vs. 順向電流（I-L曲線）：此圖顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下由於熱效應而呈現次線性關係。發光強度 vs. 環境溫度：此曲線展示了隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這對於在寬廣溫度範圍內運作的應用至關重要。相對光譜功率分佈：顯示在波長範圍內發射光強度的圖表，以639 nm峰值為中心，確認了色彩純度。

5. 機械與封裝資訊

該元件採用標準的雙列直插式封裝（DIP）格式，適用於通孔PCB安裝。封裝尺寸以毫米為單位提供，一般公差為±0.25 mm。字高是關鍵的機械規格，標示為0.52英吋（13.2 mm）。接腳連接圖對於PCB佈局至關重要。這是一個30接腳的元件，具有針對三個共陽極數字的特定排列。內部電路圖顯示每個數字均為共陽極配置，意味著單一數字所有段位（A-G，DP）的陽極在內部連接至一個共接腳。每個段位的陰極則引出至個別接腳。此配置通常透過多工掃描驅動，其中每個數字的共陽極以高頻率依序供電，同時將適當段位的陰極接地以點亮所需的圖案。

6. 焊接與組裝指南

規格書提供了組裝流程的一個關鍵參數：最大允許焊接溫度。它指定該元件可承受峰值溫度260°C，最長持續時間為3秒，測量點位於封裝安裝平面下方1.6 mm（1/16英吋）處。這是波峰焊接或手焊通孔元件的標準指引。超過此時間-溫度曲線可能對環氧樹脂封裝造成熱應力，可能導致破裂、分層或內部焊線與半導體晶粒損壞。也隱含了需妥善處理以避免靜電放電（ESD），因為LED通常對電壓突波敏感。

7. 包裝與訂購資訊

主要訂購代碼為LTC-5836KR-07。零件編號的細項可推斷如下：'LTC'可能表示產品系列，'5836'是特定型號，'K'可能表示顏色（超紅光），'R'可能表示小數點位於右側，而'-07'可能是修訂版或變體代碼。該元件通常以防靜電管或托盤供應，以保護接腳並防止在運輸與處理過程中發生ESD損壞。包裝上會包含標籤，註明零件編號、數量、批號，以及可能的發光強度級別代碼。

8. 應用建議

典型應用情境：此顯示器非常適合任何需要清晰多位數數值讀數的應用。這包括數位萬用電錶、頻率計數器、製程計時器、秤重計、汽車儀表板（例如時鐘、里程表）、醫療設備以及家用電器如烤箱或微波爐。其寬廣的操作溫度範圍使其適用於工業環境。

設計考量： 1. 驅動電路：使用多工掃描驅動電路來有效控制三個數字。這需要微控制器GPIO接腳或專用的顯示驅動IC（如MAX7219或HT16K33），該IC需能吸收段位電流並提供數字電流。2.電流限制：必須為每個段位陰極（或整合到驅動器中）使用外部限流電阻，以設定所需的順向電流（例如，10-20 mA以達全亮度）。電阻值使用公式 R = (Vcc - VF) / IF 計算。3.功耗：確保計算出的每段功耗（VF * IF）不超過70 mW，特別是在高環境溫度下。4.視角：寬廣的視角允許靈活的安裝位置，但正面觀看時可達到最佳對比度。

9. 技術比較與差異化

LTC-5836KR-07的關鍵差異化優勢在於其使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術來產生紅光。與較舊的技術如標準GaAsP（磷化砷化鎵）紅光LED相比，AlInGaP提供了顯著更高的發光效率。這意味著在相同的電流下，它能產生更多的光（更高的亮度），或者能以更低的電流達到相同的亮度，從而降低功耗並減少熱量產生。此外，AlInGaP LED通常在升高的溫度下具有更好的性能保持力，並提供更優異的色彩飽和度與純度，從而產生更鮮豔且一致的紅色。灰色面板/白色段位設計是另一個特點，與黑色面板或擴散段位的顯示器相比，增強了對比度。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：發光強度分級的目的是什麼？

答：分級確保了在多單元顯示器中，所有段位與數字間的視覺均勻性。若未分級，一個數字可能明顯比相鄰數字更亮或更暗，這在視覺上會造成干擾且顯得不專業。

問：如何用接腳有限的微控制器驅動這個三位數顯示器？

答：您必須使用多工掃描。如果直接驅動，微控制器至少需要11個I/O接腳（7個段位 + 小數點 + 3個數字共接腳），但更有效的方法是使用專用的序列介面LED驅動IC。此IC處理多工掃描與電流控制，僅需微控制器的2-3個接腳（例如SPI或I2C）。

問：為什麼順向電流需要隨溫度降額？

答：隨著LED接面溫度升高，其散熱能力下降。為防止接面溫度超過其最大安全限制（這將導致快速故障），必須降低最大允許連續電流。降額係數（0.28 mA/°C）提供了此降低的指引。

問：我可以在戶外應用中使用此顯示器嗎？

答：操作溫度範圍（-35°C至+105°C）表明它可以應對惡劣環境。然而，對於直接戶外使用，需考慮規格書未涵蓋的其他因素：封裝本身不防水，且長時間暴露於紫外線陽光下可能隨時間推移使塑膠環氧樹脂劣化，可能導致變色。建議使用保護蓋或披覆塗層。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計數位工作台電源供應器讀數

一位設計師正在製作一個可變工作台電源供應器，需要一個清晰的三位數電壓顯示器（例如，0.0V至30.0V）。選擇LTC-5836KR-07是因為其亮度、可讀性以及右側小數點（非常適合顯示十分之一伏特）。設計使用帶有ADC的微控制器來測量輸出電壓。微控制器透過I2C與LED驅動晶片通訊。驅動晶片處理三個數字的多工掃描：它快速輪流為數字1、數字2和數字3的共陽極供電。同時，它將當前供電數字需要點亮的段位陰極接地。刷新率設定得足夠高（例如，>100 Hz）以消除可見閃爍。在驅動器的段位輸出端放置限流電阻，將順向電流設定為每段15 mA，在亮度與功耗之間取得良好平衡。灰色面板在電源供應器的金屬面板上提供了極佳的對比度。

12. 技術原理介紹

基本操作原理基於半導體p-n接面的電致發光。AlInGaP磊晶層經過設計具有特定的能隙能量。當施加超過接面閾值（約2.0V）的順向電壓時，來自n區的電子與來自p區的電洞被注入跨越接面。當這些電荷載子在主動區復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。此光的波長（顏色）直接由AlInGaP材料的能隙能量決定，該能量被調整以產生約639 nm的紅光。七段式格式是一種標準化圖案，其中個別LED段位（標記為A到G）可以被選擇性點亮，以形成從0到9的任何數字。共陽極配置簡化了多工掃描顯示器的驅動電路。

13. 技術趨勢與發展

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正朝著整合解決方案發展。這些包括：點矩陣與文數字顯示器：提供更多靈活性以顯示字母、符號與自訂字元。OLED與Micro-LED顯示器：提供更高解析度、更好對比度與更薄的外形尺寸，儘管通常成本更高且驅動要求不同。整合驅動器顯示器：將LED陣列與控制器/驅動IC結合在同一PCB上的模組，簡化了介面設計（通常僅需序列連接）。對於高亮度、強固且簡單的數值讀數這一特定利基市場，基於AlInGaP的顯示器（如LTC-5836KR-07）持續在性能、可靠性與成本之間提供最佳平衡。未來的發展可能專注於更高的效率、更寬廣的溫度範圍，以及表面黏著封裝替代通孔設計。