LTC-5685TBZ LED顯示器規格書 - 0.56英吋數位高度 - 藍色 - 3.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTC-5685TBZ是一款採用藍光發光二極體（LED）技術的三位數七段式字母數字顯示模組。其設計用於需要清晰、明亮數字讀數的應用。該裝置採用黑色面板搭配白色段位擴散片，提供高對比度，確保優異的字元可讀性。其主要結構涉及在藍寶石基板上生長的氮化銦鎵（InGaN）磊晶層，這是生產藍光LED的標準製程。此固態設計相較於其他顯示技術，具有固有的可靠性優勢。

1.1 主要特性與裝置識別

此顯示器為整合至電子系統提供了多項顯著優勢。其0.56英吋（14.22公釐）的數位高度在可見度與緊湊性之間取得平衡，適用於面板儀表、儀器設備和消費性電子產品。裝置運作所需功率低，有助於實現節能設計。高亮度輸出結合黑色面板確保了高對比度，即使在光線充足的環境下，數字也易於辨讀。視角寬廣，可從多個位置清晰觀看顯示內容。元件經過發光強度分選，意味著LED會根據亮度進行分類和分組，以確保不同生產批次間的一致性，這對於多位數顯示器呈現均勻外觀至關重要。此外，封裝符合RoHS指令的無鉛製造標準。

特定型號LTC-5685TBZ標示此為共陽極配置裝置，並帶有右側小數點。後綴TBZ通常代表顏色（藍色）及特定的封裝或功能集。

2. 機械與封裝資訊

顯示器的實體尺寸對於PCB（印刷電路板）佈局和外殼設計至關重要。雖然原始文件中參考了精確的尺寸圖，但此處提供了關鍵公差與組裝注意事項。所有主要尺寸均以公釐為單位指定，標準公差為±0.25公釐，除非另有說明。對於PCB安裝，建議使用直徑1.00公釐的孔洞來安裝接腳。接腳尖端的位置偏移公差為±0.40公釐，設計師必須在其焊盤佈局中考慮此公差。同時定義了品質控制參數，限制段位區域內的異物、氣泡以及表面油墨污染均不得超過10密耳（約0.254公釐）。

3. 電氣配置與接腳定義

3.1 內部電路圖

內部示意圖揭示了顯示器的電氣結構。每個段位（A至G以及每個數位的小數點）由一個或多個藍光LED晶片構成。電路中的一個關鍵元件是與LED晶片並聯的齊納二極體。此二極體作為保護元件，有助於箝制暫態電壓尖峰，並提供一定程度的靜電放電（ESD）保護，這與規格中指定的高ESD閾值相符。LED晶片的峰值波長（λd）指定為470奈米，其發光位於可見光譜的藍色區域。

3.2 接腳連接分配

該裝置採用單排配置，共有11支接腳。接腳定義如下：
接腳 1：數位1，段位A與小數點的陰極
接腳 2：數位2，段位B的陰極
接腳 3：數位3，段位C的陰極
接腳 4：數位4，段位D的陰極
接腳 5：數位1，段位E的陰極
接腳 6：數位2，段位F的陰極
接腳 7：段位G的陰極（跨數位共用，但透過陽極選擇控制）
接腳 8：數位4的共陽極
接腳 9：數位3的共陽極
接腳 10：數位2的共陽極
接腳 11：數位1的共陽極
此共陽極配置意味著，要點亮一個段位，必須將其對應的陰極接腳驅動為低電位（接地），同時將目標數位的陽極驅動為高電位。透過多工掃描技術，可以獨立控制三個數位，方法是依序啟用每個數位的陽極，並在陰極線上提供該數位的段位資料。

4. 絕對最大額定值與操作限制

這些額定值定義了可能導致裝置永久損壞的應力極限，不適用於正常操作。
功率消耗：每個LED晶片的最大功率消耗為70 mW。超過此值可能導致過熱和快速劣化。
順向電流：每個段位在25°C下的連續順向電流額定值為20 mA。此額定值在25°C以上以每°C 0.21 mA的速率線性遞減。例如，在85°C時，最大連續電流會更低。在脈衝條件下（工作週期15%，脈衝寬度0.1毫秒），允許100 mA的峰值順向電流，這對於多工掃描或實現更高的瞬間亮度很有用。
溫度範圍：裝置可在-35°C至+85°C的溫度範圍內操作和儲存。
靜電放電（ESD）：人體模型（HBM）ESD閾值為8000 V，顯示其具有良好的固有保護能力，但仍需遵循適當的ESD處理程序。
焊接：裝置可承受波焊或迴流焊，條件是組裝過程中本體溫度不得超過最大額定值。具體指導原則是於260°C下焊接3秒，測量點位於安裝平面下方1/16英吋（≈1.59公釐）處。

5. 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度（Ta）25°C下測量，定義了正常操作條件下的典型性能。

5.1 直流特性

發光強度（I_V）：當以10 mA的順向電流（I_F）驅動時，每個段位的平均發光強度範圍從5400 µcd（最小值）到9000 µcd（典型值）。這是人眼感知亮度的度量，使用匹配CIE明視覺響應曲線的濾光片進行測量。
順向電壓（V_F）：當通過20 mA電流時，段位兩端的電壓降典型值為3.6 V，最小值為3.3 V。此參數對於設計驅動電路的電源供應和限流電阻至關重要。
逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓（V_R）時，漏電流最大為100 µA。規格書明確指出，此逆向電壓條件僅供測試使用，裝置不得在逆向偏壓下持續運作。

5.2 光譜特性

峰值波長（λ_p）：發光強度最高的波長為468奈米（在I_F=20mA條件下）。
主波長（λ_d）：這是單一波長，能產生與LED寬廣光譜相同的顏色感知。其範圍從470奈米到475奈米。
光譜半高寬（Δλ）：這是發射光譜在其最大強度一半處的寬度，典型值為15奈米。較窄的半高寬表示光譜顏色更純淨。

5.3 匹配與分選

發光強度匹配比：對於相似發光區域內的段位，在1 mA的低電流下測量時，最亮與最暗段位的比值不應超過2:1。此規格結合工廠的分選製程，確保了顯示器所有段位的視覺均勻性。

6. 應用指南與注意事項

本節包含將顯示器可靠整合至終端產品的關鍵資訊。

6.1 設計與使用考量

預期用途：此顯示器設計用於標準商業和工業電子產品。未經事先諮詢與評估，不適用於安全關鍵應用（航空、醫療生命維持系統等）。
驅動方法：強烈建議使用恆流驅動而非恆壓驅動。這能確保亮度一致，並保護LED免於熱失控，因為LED的順向電壓會隨溫度升高而降低。驅動電路必須設計成能適應V_F的全範圍（3.3V至3.6V），以確保始終提供目標驅動電流。
電流降額：必須根據應用中預期的最高環境溫度來選擇工作電流，並考慮絕對最大額定值中指定的降額。
逆向電壓保護：電路設計必須主動防止在開機/關機過程中施加逆向偏壓或大的電壓暫態，因為這可能導致金屬遷移，並引起漏電流增加或短路。
熱與環境：避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防止顯示器上產生凝結水。組裝時請勿對顯示器本體施加機械力。
光學一致性：當在同一組裝體中使用多個顯示器時，建議使用來自同一生產批次的單元，以避免色調或亮度出現明顯差異。
測試：如果終端產品需要對顯示器進行跌落或振動測試，應提供具體條件以供評估，因為機械應力可能影響內部連接。

6.2 儲存與處理條件

長期儲存時，產品應保留在原包裝內。建議的儲存環境溫度範圍為5°C至30°C，相對濕度低於60%。在這些條件外儲存，特別是高濕度環境，可能導致元件引腳（接腳）氧化，使用前可能需要重新處理，並可能影響可焊性。因此，建議管理庫存以避免長時間儲存，並及時使用元件。

7. 性能曲線分析

雖然規格書中參考了具體圖表，但此類LED的典型曲線包括：
順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：此指數曲線顯示通過LED的電流與其兩端電壓之間的關係，突顯了限流的必要性。
發光強度 vs. 順向電流：此曲線在較低電流下通常呈線性，但在較高電流下可能因熱效應而飽和。它有助於設計師根據所需的亮度與效率選擇工作點。
發光強度 vs. 環境溫度：此圖顯示隨著接面溫度升高，光輸出會降額，強調了熱管理的重要性。
光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在468奈米，半高寬約15奈米，確認了藍色特性。

8. 典型應用場景

LTC-5685TBZ非常適合各種需要清晰、可靠數字顯示的應用，包括：
• 用於電壓、電流或溫度讀數的數位面板儀表。
• 銷售點設備與收銀機。
• 工業控制面板與計時器顯示。
• 測試與量測設備。
• 消費性家電，如微波爐、音頻放大器或時鐘收音機。
其藍色提供了現代美感，並且在低光條件下，相較於非常明亮的綠色或紅色顯示器，可能對眼睛更為舒適。

9. 設計考量與比較

選擇此顯示器時，設計師應考慮其共陽極配置，這可能需要與共陰極類型不同的驅動IC或微控制器埠配置。3.6V的典型順向電壓意味著通常需要使用至少5V的電源電壓，以容納限流電阻和驅動電路上的壓降。與真空螢光顯示器（VFD）或更簡單的白熾燈顯示器等舊技術相比，此LED顯示器具有更低的功耗、更長的使用壽命以及更佳的抗衝擊和抗振動能力。與LCD相比，它提供了卓越的亮度和視角，且無需背光，但如果同時點亮許多段位，可能會消耗更多功率。