LTC-571JD LED顯示器規格書 - 0.56英吋數位高度 - AlInGaP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-571JD是一款高效能的三位數七段式LED顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數的應用而設計。其主要功能是在測試設備、工業控制裝置、儀表板及消費性電器等電子設備中提供視覺數字輸出。此元件的核心優勢在於其採用了先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED晶片技術，與傳統材料相比，能提供更優異的發光效率與色彩純度。這造就了規格書中強調的關鍵特性：高亮度、具有連續均勻段位的優異字元外觀、高對比度以及寬廣視角。此元件已依據發光強度進行分類，確保不同生產批次的亮度水平具有一致性，這對於均勻性至關重要的多數位顯示器而言極為重要。目標市場包括專業與工業電子設備的設計師與製造商，這些應用對可靠性、各種照明條件下的可讀性以及長使用壽命有嚴格要求。

2. 技術參數深入解析

2.1 光度與光學特性

光學性能是此顯示器功能的核心。平均發光強度 (Iv) 在測試條件為1mA順向電流 (IF) 下，規定最小值為340 µcd，典型值為700 µcd，無最大值限制。此高亮度確保了可見度。發出的光為紅光譜，峰值發射波長 (λp) 為656 nm，主波長 (λd) 為640 nm，兩者均在IF=20mA下量測。光譜線半寬度 (Δλ) 為22 nm，表示色彩發射相對純淨。需特別注意，發光強度是使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器與濾光片組合進行量測，確保數值符合人類視覺感知。

2.2 電氣特性與絕對最大額定值

元件的電氣極限定義了其安全工作區域。絕對最大額定值絕不可超過，以免造成永久損壞。關鍵限制包括：每段功耗70 mW、每段峰值順向電流110 mA（脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）、以及在25°C下每段連續順向電流25 mA，超過25°C時以0.33 mA/°C線性降額。每段最大逆向電壓為5 V。每段順向電壓 (VF) 在IF=20mA時典型值為2.6V，最大值為2.6V；而每段逆向電流 (IR) 在VR=5V時最大值為100 µA。段位間的發光強度匹配比規定最大值為2:1，確保顯示器整體的視覺均勻性。

2.3 熱與環境規格

跨溫度的可靠性是一項關鍵特性。此元件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嚴苛環境。對於組裝，最高焊接溫度為260°C，最長持續時間為3秒，量測點位於安裝平面下方1.6mm處，這是波峰焊或迴焊製程的標準指南，以避免對LED晶片或封裝造成熱損傷。

3. 分級系統說明

規格書中明確指出此元件已依據發光強度進行分類。這表示其採用了分級或篩選系統。在LED製造過程中，存在固有的性能差異。分級是根據特定量測參數（如發光強度、順向電壓或主波長）將生產出的LED分類成不同群組（級別）的過程。對於LTC-571JD而言，主要的分級標準是發光強度。這確保客戶收到的顯示器，其所有數位與段位都具有非常接近的亮度水平，防止在多數位單元中某個數位明顯比其他數位更暗或更亮。這對於最終產品的美觀與功能一致性至關重要。雖然規格書未詳細說明具體的分級代碼或範圍，但提及分類已向使用者保證了此一品質控管步驟。

4. 性能曲線分析

規格書包含典型電氣/光學特性曲線章節。這些圖表對於深入的設計分析至關重要。儘管提供的文本中未詳述具體曲線，但此類元件的典型曲線通常包括：順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)：此圖顯示流經LED的電流與其兩端電壓降之間的關係。它是非線性的，設計師利用此圖來選擇適當的限流電阻。發光強度 vs. 順向電流 (L-I曲線)：此圖顯示光輸出如何隨電流增加。在一定範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。發光強度 vs. 環境溫度：此曲線顯示當LED的接面溫度升高時，光輸出如何下降。了解這種降額特性對於在高環境溫度下運作的設計至關重要。光譜分佈圖：相對強度與波長的關係圖，顯示約640-656 nm處紅光發射峰值的形狀與純度。

5. 機械與封裝資訊

機械設計確保了可靠的安裝與電氣連接。此元件採用標準封裝，數位高度為0.56英吋 (14.2 mm)。封裝尺寸在詳細圖紙中提供，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25 mm，除非另有說明。這允許進行精確的PCB（印刷電路板）佔位面積設計。接腳連接圖對於正確佈線至關重要。LTC-571JD為多工掃描共陰極型，帶有右側小數點。12支接腳定義如下：接腳1：陽極E，接腳2：陽極D，接腳3：陽極D.P.（小數點），接腳4：陽極C，接腳5：陽極G，接腳6：空接腳，接腳7：陽極B，接腳8：數位3的共陰極，接腳9：數位2的共陰極，接腳10：陽極F，接腳11：陽極A，接腳12：數位1的共陰極。內部電路圖顯示每個數位的段位共用一個共陰極連接，這是多工顯示器的標準做法，以最小化所需的驅動接腳數量。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。提供的主要指南是焊接溫度限制：在安裝平面下方1.6mm處，最高260°C持續3秒。這與標準無鉛迴焊溫度曲線相容。設計師應確保其PCB組裝製程遵守此限制，以防止對LED晶片造成熱應力，這可能導致光輸出降低、色偏或災難性故障。對於手動焊接，應使用溫控烙鐵並盡量縮短接觸時間。在使用前，元件應儲存在原始的防潮袋中，並置於受控環境（在規定的-35°C至+85°C範圍內），以防止吸收濕氣，這可能在迴焊過程中導致爆米花效應。

7. 包裝與訂購資訊

料號為LTC-571JD。雖然提供的摘錄中未列出具體包裝細節（例如：捲帶包裝、管裝數量），但此類顯示器的標準業界做法是將其裝在防靜電管或托盤中運送，以保護接腳與表面。規格編號DS30-2001-188與生效日期2001年6月12日為版本控制識別碼。型號命名慣例LTC-571JD可能遵循內部編碼系統，其中LTC可能代表顯示產品線，571指定尺寸與類型，JD可能表示顏色、分級或其他變體。

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清晰多數位數字讀數的設備。常見應用包括：數位萬用電錶與鉤錶、頻率計數器、製程計時器與控制器、電源供應器顯示器、醫療監測設備、汽車診斷工具以及銷售點終端機。其高亮度與寬廣視角使其適用於可能需要從側面觀看或在明亮環境光下觀看的應用。

8.2 設計考量與電路實作

使用LTC-571JD進行設計，因其共陰極架構，需要一個多工掃描驅動電路。通常使用微控制器或專用顯示驅動IC（如MAX7219或類似產品）。驅動器以高頻率（例如：100Hz-1kHz）依序啟動每個數位的共陰極（接腳8、9、12），同時為該數位提供相應的段位陽極資料（接腳1,2,3,4,5,7,10,11）。此方法將所需的I/O接腳數量從 (7段 + 1小數點) * 3位數 = 24個減少到7段 + 1小數點 + 3位數 = 11個。每個段位陽極線路都必須使用限流電阻來設定順向電流（例如：每段10-20 mA）。電阻值可使用 R = (Vcc - Vf) / If 計算，其中Vf為典型順向電壓 (2.6V)。對於5V電源與15mA目標電流：R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160歐姆。150或180歐姆的電阻是合適的。設計師必須確保每段的峰值電流不超過110mA脈衝額定值，並且考慮多工掃描工作週期後，每段的平均功耗保持在70mW以下。

9. 技術比較與差異化

LTC-571JD的差異化主要來自其採用AlInGaP LED技術。與較舊的技術（如標準GaAsP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，它能產生更多的光輸出（更高亮度），或者可以在較低的電流下達到相同的亮度，從而提高電源效率。高效能紅光的標示強調了此優勢。此外，AlInGaP LED通常具有更好的溫度穩定性與更長的使用壽命。連續均勻段位的特性表示採用了高品質的遮罩或擴散器設計，消除了每個段位內的間隙或不均勻照明，提供了專業、高品質的外觀，優於具有明顯分段或點狀圖案的顯示器。

10. 常見問題 (FAQ)

問：空接腳（接腳6）的用途是什麼？

答：此接腳在機械結構上存在，但電氣上是隔離的。它可能被包含進來是為了在成型過程中保持機械對稱性與穩定性，或是為了維持標準的接腳間距。切勿將其連接到任何電路走線。

問：在多工掃描配置中，如何計算每段的平均電流？

答：平均電流等於峰值電流乘以工作週期。對於三位數等時多工掃描，每個數位的工作週期是1/3。如果您在其數位啟動時以20mA驅動每個段位，則每段的平均電流為20mA * (1/3) ≈ 6.67mA。此平均電流用於功耗計算。

問：我可以用恆定（非多工掃描）電流驅動此顯示器嗎？

答：技術上可以，方法是將所有共陰極連接在一起，並獨立驅動每個段位陽極。然而，這將需要11條驅動線路（8個陽極 + 3個共陰極相連），與多工掃描相比，在元件數量與微控制器I/O使用上效率較低。電氣額定值仍然適用。

問：灰色面板與白色段位是什麼意思？

答：這描述了顯示器在未通電時的外觀。面板（背景）是灰色的，這有助於在紅色段位點亮時提高對比度。段位本身是白色的，這是擴散材料或遮罩的顏色，紅光LED的光線透過它發出，通電時產生明亮的紅色發光。

11. 實務設計與使用案例

考慮設計一個使用帶有類比數位轉換器 (ADC) 的微控制器的簡單三位數電壓錶。微控制器讀取電壓 (0-5V)，將其轉換為三位數 (0.00至5.00)，並驅動LTC-571JD。驅動程式碼將實作分時多工掃描。在一個循環中，它會：1) 在陽極埠設定百位數的段位圖案，然後啟用數位1的陰極（接腳12）。2) 等待短暫延遲（例如：2ms）。3) 停用數位1，設定十位數的段位圖案，並啟用數位2的陰極（接腳9）。4) 使用數位3（接腳8）和小數點陽極（接腳3）為個位數/小數位數重複此步驟。此循環快速重複，創造出穩定、持續點亮的三位數字的視覺效果。在每個陽極線路上計算用於峰值電流15-20mA的適當限流電阻至關重要。此設計有效地僅使用了微控制器的少數幾個I/O接腳。

12. 技術原理介紹

LTC-571JD基於固態半導體發光原理。核心元件是AlInGaP LED晶片。當施加超過二極體接面電位（約2.1-2.6V）的順向電壓時，電子與電洞在半導體的主動區域內復合，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，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在此例中為紅光（約640-656 nm）。晶片安裝在不透明的GaAs基板上，有助於將光線向外反射，提高效率。來自微小LED晶片的光線穿過具有白色擴散材料（用於段位）和灰色濾光片（用於背景）的成型塑膠封裝，形成可識別的七段式數字形狀。共陰極多工掃描架構是一種電氣設計選擇，將一個數位的所有LED連接到一個共用的負極端，允許個別數位控制。

13. 技術趨勢與演進

雖然LTC-571JD代表了一項成熟可靠的技術，但更廣泛的顯示技術領域仍在持續演進。七段式顯示器的趨勢一直是朝向更高效率與整合度發展。現代變體可能使用更先進的半導體材料或晶片級封裝，以獲得稍好的性能或更窄的邊框。然而，基本的多工掃描LED段位顯示器由於其簡單性、穩健性、僅用於數字輸出的低成本以及出色的可見度，仍然高度相關。本規格書所體現的核心原則——高效材料 (AlInGaP)、為均勻性而進行的仔細分級、以及清晰的機械/電氣規格——仍然是可靠顯示元件設計的基礎。對於新設計，工程師可能也會評估具有內建控制器的完全整合模組，或考慮用於字母數字靈活性的點矩陣OLED，但對於需要高亮度與長壽命的純數字應用，像LTC-571JD這樣的顯示器仍然是經過驗證的最佳解決方案。