LTP-3862JR LED显示模块规格书 - 0.3英寸字符高度 - AlInGaP超红技术 - 2.6V正向电压 - 70mW功耗 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTP-3862JR是一款高性能双位字符显示模块，专为需要清晰字符显示的应用而设计。其核心功能是使用每位数码管17段配置来显示字母数字字符（字母和数字），相比标准的7段数码管提供了更大的灵活性。该器件采用先进的AS-AlInGaP（铝铟镓磷）超红LED芯片，这些芯片在GaAs衬底上外延生长而成。该技术以其高效率和出色的发光特性而闻名。其视觉设计采用黑底白段，在各种光照条件下显著增强了对比度和可读性。该显示器按发光强度进行了分级，确保了不同生产批次间亮度的一致性。

1.1 核心优势与目标市场

该显示器的关键优势源于其设计和半导体技术。连续均匀的段位创造了平滑、美观的字符外观，没有可见的间隙或不连续。其工作功耗低，适用于电池供电或注重能耗的设备。高亮度与高对比度的结合确保了即使在明亮环境下也具有出色的可读性。宽视角允许从相对于显示屏表面的不同位置读取信息。与其他显示技术（如真空荧光或白炽灯）相比，LED技术的固态可靠性提供了更长的使用寿命以及抗冲击和抗振动的能力。

本产品主要面向那些对紧凑、可靠、清晰的字母数字读数至关重要的市场和应用。常见应用包括工业仪表盘、测试测量设备、医疗设备、销售点终端、汽车仪表盘显示器（用于辅助信息）以及各种需要显示状态或数字数据的消费电子产品。

2. 技术规格深度解析

本节对规格书中指定的关键技术参数进行详细、客观的分析。

2.1 光度学与光学特性

光学性能是显示器功能的核心。每段平均发光强度在正向电流（I_F）为1mA时，规定最小值为200 µcd，典型值为600 µcd，未列出最大值。该参数定义了每个独立段位的感知亮度。_F发光强度匹配比规定最大为2:1。这是显示器均匀性的关键参数；这意味着在相同条件下，最暗段位的亮度不低于最亮段位亮度的一半，从而确保字符所有段位外观一致。颜色特性由波长参数定义，在I_F=20mA下测量。

峰值发射波长（λ_P）_F为639 nm，位于可见光谱的红色区域。主波长（λ_D）_p)为631 nm。峰值波长与主波长之间的差异与发射光谱的形状有关。谱线半宽（Δλ）_d)为20 nm，表示光谱纯度或发射光波长围绕峰值的展宽程度。2.2 电气参数电气规格定义了器件的工作限制和条件。

每段正向电压（V_F）

在测试电流20mA下，范围为2.0V至2.6V。设计人员必须确保驱动电路能够提供足够的电压来克服此压降，通常使用限流电阻或恒流驱动器。每段反向电流（I_R）_F)在反向电压（V_R）为5V时，最大为100 µA，表示LED反向偏置时的泄漏水平。绝对最大额定值_R)设定了安全工作边界。_R每段连续正向电流

在25°C时为25 mA，超过此温度后的降额系数为0.33 mA/°C。这意味着随着环境温度升高，最大允许连续电流会降低，以防止过热。峰值正向电流为90 mA，但仅在特定脉冲条件下允许：占空比1/10，脉冲宽度0.1ms。这使得在复用方案中，可以使用更高的瞬时电流来实现感知亮度，同时保持平均功耗较低。每段功耗限制为70 mW。2.3 热学与环境规格该器件的工作温度范围额定为-35°C至+105°C，存储温度范围与之相同。这一宽范围使其适用于工业和汽车等恶劣环境应用。如前所述，正向电流随温度的降额是直接的热管理考虑因素。规格书还规定了焊接条件：器件可在安装平面下方1/16英寸（约1.59 mm）处承受260°C持续3秒，这是典型的回流焊曲线指南。

3. 机械与封装信息

LTP-3862JR采用标准LED显示器封装。规格书包含详细的尺寸标注图（封装尺寸）。关键的机械特征包括整体占位面积、封装高度、两个数码管之间的间距，以及安装孔或引脚的精确位置和直径。图纸规定所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，标准公差为±0.25mm。这些信息对于PCB（印刷电路板）布局设计人员至关重要，以确保板上的物理占位与显示器匹配，并且元件周围有足够的间隙。3.1 引脚配置与内部电路该器件共有20个引脚。它配置为复用共阳极类型。这意味着每个数码管的LED阳极在内部连接在一起。数码管1的公共阳极在引脚4上，数码管2的公共阳极在引脚10上。每个独立段位（A到U，加上小数点DP）的阴极引出到单独的引脚。这种复用架构允许用比每个段位独立可寻址更少的驱动线来控制两个数码管。内部电路图通常会显示每个数码管的这些公共阳极连接以及段位阴极的组织方式。引脚连接表对于将显示器正确连接到微控制器或驱动IC至关重要。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。虽然提供的文本中没有详细说明具体图表，但此类器件的标准曲线包括：

正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

：该图显示了LED两端电压与流过电流之间的非线性关系。它帮助设计人员为给定的电源电压选择合适的限流电阻值。发光强度 vs. 正向电流：该曲线显示了光输出如何随驱动电流增加而增加。通常在一定范围内呈线性关系，但在极高电流下可能饱和。

发光强度 vs. 环境温度

：该图展示了光输出如何随着LED结温升高而降低。理解这种降额对于在高温环境下运行的应用至关重要。

• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示了发射光谱的形状，中心位于639 nm的峰值波长附近。
• 这些曲线为设计人员提供了对器件在非标准或变化条件下行为的更细致理解，超越了表格中的单点数据。5. 应用指南与设计考量
• 5.1 驱动电路设计要驱动这种复用共阳极显示器，需要一个驱动电路。这通常涉及使用具有足够I/O引脚的微控制器或专用的LED驱动IC。公共阳极（引脚4和10）将通过电流源晶体管连接到微控制器，或者如果MCU引脚能够提供足够的电流，也可以直接连接。段位阴极（引脚1-3, 5-9, 11-13, 15-20）将连接到电流吸收驱动器（如晶体管阵列或驱动IC）。复用是通过依次开启一个数码管的公共阳极，同时在阴极线上呈现该数码管的段位图案来实现的。此循环必须足够快（通常>60 Hz）以避免可见闪烁。峰值电流额定值允许在每个数码管的短暂开启时间内使用更高的瞬时电流，以实现更高的感知平均亮度。
• 5.2 热管理与焊接管理虽然LED效率高，但耗散的功率（每段高达70mW）可能导致发热，尤其是当多个段位同时点亮时。可以考虑为公共阳极引脚提供足够的PCB铜面积或散热过孔以充当散热器。在组装过程中，必须严格遵守焊接曲线（260°C持续3秒），以防止损坏内部环氧树脂、键合线或半导体芯片本身。

5.3 光学集成

黑底白段设计提供了高对比度。为了在明亮环境光下进一步增强，可以使用对比度滤光片或深色盖板。宽视角消除了观察者与显示屏法线精确对准的需要。设计人员在选择驱动电流时，应考虑预期的观看距离和环境光照水平，以确保最佳可读性，同时避免不必要的功耗。

6. 技术对比与差异化

LTP-3862JR的主要差异化因素在于其使用的

AlInGaP超红

技术及其

17段

架构。与标准GaAsP或GaP LED等旧技术相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率，从而在相同电流下实现更亮的显示，或在相同亮度下功耗更低。与标准7段显示器相比，17段格式允许清晰显示完整字母表（字母数字），而不仅仅是数字和少数几个字母，大大扩展了其应用范围。发光强度分级是另一个关键点，它提供了一定程度的亮度一致性，这对于多位数码管显示器非常重要，因为亮度不均会分散视觉注意力。

7. 常见问题解答（基于技术参数）

问：2:1的发光强度匹配比对我的设计意味着什么？答：它保证了视觉均匀性。在最坏情况下，一个段位的亮度不会低于在相同条件下驱动的另一个段位亮度的一半。这可以防止某些字符或字符部分看起来明显比其他部分暗。问：我可以用5V微控制器直接驱动这个显示器吗？答：不能直接驱动段位。正向电压为2.0-2.6V。将5V MCU引脚直接连接到段位阴极（通过电阻）时，当MCU引脚为高电平时，会对LED施加约5V的反向偏压，这超过了8V的反向电压额定值，可能损坏LED。您必须使用适当的驱动电路（晶体管或驱动IC）来将MCU的逻辑电平与LED的电流要求进行接口匹配。问：如何计算限流电阻值？

答：使用欧姆定律：R = (V_电源 - V_F) / I_F。对于5V电源，典型V_F为2.3V，期望I_F为20mA：R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135欧姆。使用下一个标准值（例如150欧姆），这会给出略低的电流，完全在安全工作区内。

问：峰值正向电流额定值的目的是什么？

答：它支持复用。在复用设置中，每个数码管只在部分时间内点亮（例如，两个数码管占空比为1/2）。为了达到期望的平均亮度，您可以在其短暂的开启时间内使用更高的瞬时电流。90mA的峰值额定值（在0.1ms脉冲，1/10占空比下）允许这样做。按时间计算的平均电流仍必须遵守连续电流额定值。

8. 实际应用示例

场景：设计一个带微控制器接口的简单两位计数器。 一个设计案例将涉及一个8位微控制器（例如ATmega328P）。其两个I/O引脚将配置为输出，通过小型NPN晶体管（例如2N3904）驱动公共阳极（数码管1和数码管2），以提供数码管中所有点亮段位所需的电流。另外八个I/O引脚将通过电流吸收驱动IC（如ULN2003A达林顿阵列）驱动段位阴极，该阵列可以处理组合的段位电流。固件将维护一个计数器变量。它将分离十位和个位数字，将每个数字转换为17段图案（使用查找表），然后在一个连续循环中，先启用数码管1的晶体管并输出个位数字图案，再启用数码管2并输出十位数字图案，中间有短暂延迟。限流电阻可以放置在公共阳极侧（更简单，每个数码管一个电阻）或段位阴极侧（每个段位控制更精确，需要更多电阻）。

9. 工作原理简介

基本工作原理基于半导体p-n结的电致发光。AlInGaP半导体材料具有特定的带隙能量。当施加超过结阈值（正向电压V_F）的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入穿过结。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在像AlInGaP这样的直接带隙半导体中，这种能量主要以光子（光）的形式释放。发射光的波长（颜色）由材料的带隙能量决定。17段布局是封装内各个LED芯片或芯片区域的几何排列，每个对应字符的一个段位。电气连接通过键合线连接到阳极和阴极触点，这些触点再连接到封装的外部引脚。_{10. 技术趋势}显示技术正在不断发展。虽然本规格书中的AlInGaP技术代表了红/橙/黄颜色的高性能解决方案，但更广泛的趋势包括采用更高效的材料和结构。对于全彩或白色显示器，基于InGaN（氮化铟镓）的蓝色和绿色LED占主导地位。人们不断追求更高的发光效率（每瓦更多流明），以实现更亮的显示或更低的能耗。小型化是另一个趋势，芯片级封装和更小的芯片尺寸使得显示器能够实现更高的分辨率或在更小的占位面积内实现相同的分辨率。此外，集成解决方案变得越来越普遍，其中LED驱动电路、微控制器，有时甚至显示器本身被组合成一个单一的模块或智能显示器，简化了终端产品制造商的设计流程。固态可靠性、低功耗和宽视角的核心优势仍然是基础，并通过这些材料和集成技术的进步得到增强。_F) / I_F. For a 5V supply, a typical V_Fof 2.3V, and a desired I_Fof 20mA: R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 ohms. Use the next standard value (e.g., 150 ohms) which gives a slightly lower current, well within the safe operating area.

Q: What is the purpose of the peak forward current rating?

A: It enables multiplexing. In a multiplexed setup, each digit is only on for a fraction of the time (e.g., 1/2 duty cycle for two digits). To achieve a desired average brightness, you can use a higher instantaneous current during its short on-time. The 90mA peak rating (at 0.1ms pulse, 1/10 duty) allows this. The average current must still respect the continuous current rating when calculated over time.

. Practical Application Example

Scenario: Designing a simple two-digit counter with microcontroller interface.

A design case would involve an 8-bit microcontroller (e.g., an ATmega328P). Two of its I/O pins would be configured as outputs to drive the common anodes (Digit 1 and Digit 2) via small NPN transistors (e.g., 2N3904) to source the required current for all lit segments in a digit. Eight other I/O pins would be used to drive the segment cathodes through a current-sinking driver IC like a ULN2003A Darlington array, which can handle the combined segment currents. The firmware would maintain a counter variable. It would separate the tens and units digits, convert each to a 17-segment pattern (using a look-up table), and then alternately enable the transistor for Digit 1 while outputting the units digit pattern, then enable Digit 2 while outputting the tens digit pattern, in a continuous loop with a short delay. The current-limiting resistors would be placed on either the common anode side (simpler, one resistor per digit) or the segment cathode side (more precise control per segment, more resistors).

. Operating Principle Introduction

The fundamental operating principle is based on electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The AlInGaP semiconductor material has a specific bandgap energy. When a forward voltage exceeding the junction's threshold (the forward voltage V_F) is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected across the junction. When these charge carriers recombine, they release energy. In a direct bandgap semiconductor like AlInGaP, this energy is released primarily as photons (light). The wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the material. The 17-segment layout is a geometric arrangement of individual LED dies or chip regions within the package, each corresponding to a segment of the character. Electrical connections are made via wire bonds to the anode and cathode contacts, which are routed to the external pins of the package.

. Technology Trends

Display technology is continuously evolving. While the AlInGaP technology in this datasheet represents a high-performance solution for red/orange/yellow colors, broader trends include the adoption of even more efficient materials and structures. For full-color or white displays, InGaN (Indium Gallium Nitride) based blue and green LEDs are dominant. There is a constant drive towards higher luminous efficacy (more lumens per watt), allowing for brighter displays or lower energy consumption. Miniaturization is another trend, with chip-scale packaging and smaller die sizes enabling displays with higher resolution or the same resolution in a smaller footprint. Furthermore, integrated solutions are becoming more common, where the LED driver circuitry, microcontroller, and sometimes even the display itself are combined into a single module or smart display, simplifying the design-in process for end-product manufacturers. The core advantages of solid-state reliability, low power, and wide viewing angle remain foundational and are enhanced by these material and integration advances.