LTC-3620KG 7セグメントLEDディスプレイ データシート - 0.39インチ桁高 - AlInGaPグリーン - 順電圧2.6V - 技術文書

1. 製品概要

LTC-3620KGは、高性能な0.39インチ（10mm）桁高の7セグメントLED表示モジュールです。明瞭で高輝度な数値表示が求められるアプリケーション向けに設計されており、優れた視認性を提供します。本デバイスは、従来材料と比較して高効率かつ優れた発光強度で知られる先進的なAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）LEDチップ技術を採用しています。セグメントはグレーとホワイトのカラースキームで表示され、コントラストと可読性が向上しています。この表示器は発光強度でカテゴライズされており、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージで提供されるため、環境配慮を考慮した現代の電子設計に適しています。

2. 技術仕様詳細

2.1 光学特性

光学性能は、この表示器の主要な強みです。標準試験電流1mAにおいて、平均発光強度（Iv）は最小200µcdから代表値585µcdの範囲です。より高い駆動電流10mAでは、代表値が6435µcdに大幅に増加し、AlInGaPチップの高輝度性能を示しています。本デバイスは、IF=20mAで測定したピーク発光波長（λp）571nm、主波長（λd）572nmの緑色光を発します。スペクトル半値幅（Δλ）は15nmであり、比較的純粋な色発光を示しています。発光強度は、精度を確保するためCIE明所視感度曲線に近似したセンサーとフィルターの組み合わせを用いて測定されます。

2.2 電気的特性

電気的には、低消費電力動作向けに設計されています。セグメントごとの順方向電圧（VF）は、20mA駆動時に代表値2.6V、最大2.6Vです。セグメントごとの逆方向電流（IR）は、VR=5V時に最大100µAと規定されていますが、逆バイアス下での連続動作は想定されていないことに注意が必要です。セグメント間の発光強度マッチング比は、IF=1mA時に最大2:1であり、表示全体で均一な外観を保証します。隣接セグメント間の不要な発光を最小限に抑えるため、クロストーク仕様は≤2.5%と定義されています。

2.3 絶対最大定格

本デバイスは、規定の限界内での堅牢な動作に対して定格付けされています。チップごとの最大許容損失は70mWです。チップごとのピーク順方向電流は60mAですが、これはパルス条件（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）でのみ適用されます。チップごとの連続順方向電流は25°Cで25mAであり、温度上昇に伴い0.28mA/°Cで線形に減額されます。動作および保管温度範囲は-35°Cから+105°Cです。実装に関しては、最大はんだ付け温度は実装面から1.6mm下の位置で最大3秒間260°Cです。

3. 機械的仕様およびパッケージ情報

3.1 パッケージ外形寸法

この表示器は特定の物理的フットプリントを持ちます。特に断りのない限り、全ての寸法は標準公差±0.25mmでミリメートル単位で提供されます。主要な寸法上の注意点として、ピン先端シフト公差±0.4mm、セグメント上の異物制限（≤10ミル）、表面インキ汚染制限（≤20ミル）があります。リフレクターのたわみはその長さの1%を超えてはなりません。ピン用の推奨PCB穴径は1.0mmです。スペーサーの詳細では、スリップアウト公差±0.5mmが許容されています。

3.2 ピン配置と内部回路

LTC-3620KGはコモンアノード構成のデバイスです。ピン接続表は以下の通りです：ピン2は桁1（Digit 1）のコモンアノード、ピン6は桁2、ピン8は桁3です。セグメントカソードは特定のピンに割り当てられています：A（ピン13）、B（ピン12）、C（ピン4）、D（ピン5）、E（ピン3）、F（ピン16）、G（ピン9）。ピン7は小数点（L / L1 / L2）のカソードです。ピン1、10、11、14、15は未接続（NO PIN）と記載されています。内部回路図は3桁のコモンアノード接続を示しており、各桁のセグメントはそれぞれのカソードピンに並列接続されています。

4. 特性曲線分析

データシートには、特に断りのない限り周囲温度25°Cで測定した代表的な電気的・光学的特性曲線のセクションが含まれています。これらの曲線は、設計者が異なる動作条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。提供されたテキストでは具体的なグラフは詳細に記述されていませんが、このような製品の代表的な曲線としては、順方向電流（IF）と順方向電圧（VF）の関係、順方向電流（IF）と発光強度（Iv）の関係、および発光強度の周囲温度による変動などが含まれます。これらの曲線を分析することで、効率と寿命を維持しながら所望の輝度を達成するための最適な駆動電流を選択することが可能になります。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

信頼性のためには適切な取り扱いが重要です。最大はんだ付け温度は、部品の実装面から1.6mm下の位置で測定し、最大3秒間260°Cと明示的に定義されています。これは、LEDチップやプラスチックパッケージへの熱ダメージを防ぐための、フローはんだ付けやリフロー工程における重要なパラメータです。設計者は、PCB実装プロファイルがこの制限に準拠していることを確認する必要があります。さらに、ピンシフトやスペーサースリップなどの寸法公差に関する注意事項は、PCBレイアウトおよび機械設計時に考慮し、適切な嵌合と位置合わせを確保すべきです。

6. アプリケーション提案

6.1 代表的なアプリケーション例

この表示器は、明瞭な中サイズの数値表示を必要とするアプリケーションに最適です。一般的な用途には、産業用計器盤、試験・測定機器、医療機器、家電製品（電子レンジやオーブンなど）、POS端末、自動車用アフターマーケットディスプレイなどが含まれます。その高輝度と広視野角は、周囲光が強い環境や、様々な角度から表示を読む必要がある場所に適しています。

6.2 設計上の考慮点

LTC-3620KGを用いた設計では、いくつかの要素を考慮する必要があります。まず、コモンアノード構成では、カソードを制御するための電流シンク駆動回路（トランジスタや専用LEDドライバICなど）が必要です。所望の順方向電流と輝度を設定するためには、各セグメントカソードに電流制限抵抗が必須であり、電源電圧とLEDの順方向電圧に基づいて計算されます。低電流（例：1mA）での高い発光強度は、非常に低消費電力の設計を可能にします。設計者は、許容損失の限界も考慮し、動作周囲温度が高くなると予想される場合は適切な減額設計を実施すべきです。広い動作温度範囲（-35°C ～ +105°C）は、過酷な環境下での堅牢性を高めています。

7. 技術比較と差別化

LTC-3620KGの主な差別化要因は、グリーンLEDチップにAlInGaP半導体材料を使用している点です。従来の標準GaP（リン化ガリウム）グリーンLEDなどの技術と比較して、AlInGaPは同じ駆動電流で著しく高い発光効率と輝度を提供します。これにより、視認性が向上し、消費電力が低減されます。発光強度でカテゴライズされた機能は、デバイスが光出力に基づいてビニングまたは選別されていることを示し、生産ロット間および多桁表示器内でのより一貫した輝度を可能にします。鉛フリーでRoHS準拠の構造は、世界的な環境規制に適合しています。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: "NO PIN"接続の目的は何ですか？

A: "NO PIN"と指定されたピン（1, 10, 11, 14, 15）は、成形プロセス中の機械的対称性と安定性のためと思われます。これらは内部部品に電気的に接続されておらず、回路では未接続（フローティング）のままにすべきです。

Q: 小数点はどのように制御しますか？

A: 小数点（L, L1, L2）はピン7でカソードを共有しています。特定の小数点を点灯させるには、その小数点が位置する桁のコモンアノード（ピン2、6、または8）を有効にしながら、ピン7をアクティブ（ローにプル）にします。内部回路図が正確なマッピングを示しています。

Q: マイクロコントローラで直接この表示器を駆動できますか？

A: 可能ですが、注意深い設計が必要です。マイクロコントローラのGPIOピンは通常、限られた電流（多くの場合20-25mA）しかシンクまたはソースできません。表示器のセグメントごとの連続電流は最大25mAであるため、複数のセグメントを同時に駆動するとマイクロコントローラの総定格電流を超える可能性があります。電流とマルチプレクシングを処理し、マイクロコントローラを保護するために、外部ドライバトランジスタまたは専用LEDドライバICの使用を強く推奨します。

Q: "発光強度マッチング比 2:1"とはどういう意味ですか？

A: この仕様は、同一条件（IF=1mA）で測定した場合、同一デバイス内で最も明るいセグメントの発光強度が、最も暗いセグメントの2倍を超えないことを意味します。これにより、あるセグメントが他より著しく明るく見えることを避け、合理的に均一な外観が保証されます。

9. 設計・使用事例

シンプルな3桁ボルトメータ表示の設計を考えてみましょう。マイクロコントローラは電圧を測定し、3桁の数値に変換し、表示する必要があります。LTC-3620KGの3つのコモンアノード（ピン2、6、8）は、3つのPNPトランジスタ（または同等品）のコレクタに接続され、そのベースはマイクロコントローラのピンで制御されます。7つのセグメントカソード（ピン3、4、5、9、12、13、16）と小数点カソード（ピン7）は、それぞれ電流制限抵抗を介してNチャネルMOSFET（または同等品）のドレインに接続され、そのゲートはマイクロコントローラで制御されます。ファームウェアはマルチプレクシングを実装します：桁1のトランジスタをオンにし、1桁目を表示するために必要なセグメントのMOSFETを設定し、短時間待機した後、桁1をオフにして、桁2、桁3についても同様に高速に繰り返します。このマルチプレクシングにより、必要なドライバピン数を削減し、一定のちらつきのない照明を実現します。

10. 動作原理の紹介

7セグメントLED表示器は、8の字型に配置された発光ダイオードの集合体です。7つの各セグメント（AからGとラベル付け）は個々のLEDです。追加のLEDが小数点として使用されることがよくあります。LTC-3620KGのようなコモンアノード構成では、特定の桁の全てのLEDのアノードが共通の正電源供給ピンに接続されています。各セグメントLEDのカソードは別々のピンに引き出されています。特定のセグメントを点灯させるには、そのコモンアノードピンをカソード電圧より高い電圧（順方向バイアスを印加）に駆動し、対応するカソードピンをより低い電圧（通常は電流制限抵抗を介したグランド）に接続する必要があります。特定のコモンアノードがアクティブな間に、どのカソードピンをグランドに接続するかを制御することで、特定の数値または英数字キャラクタを形成できます。

11. 技術動向

個別の7セグメントLED表示器は特定のアプリケーションで依然として関連性がありますが、表示技術におけるより広範なトレンドは、統合と柔軟性に向かっています。組み込みコントローラ（時計、温度など用）を備えた統合ドライバチップがより一般的になりつつあり、設計を簡素化しています。また、自動実装のための表面実装デバイス（SMD）パッケージへの移行も進んでいますが、このようなスルーホールタイプは、試作、修理、高振動環境において依然として価値があります。材料の観点では、AlInGaPは赤、オレンジ、アンバー、緑色LEDにおける先進的な一歩ですが、フルカラー機能については、InGaN（窒化インジウムガリウム）が青色および緑色の主要技術であり、白色光を作り出すために蛍光体と共によく使用されます。将来は、表示、ドライバ、インターフェースロジックを単一のコンパクトなユニットに組み合わせた、よりハイブリッドまたはカスタマイズ可能な多桁モジュールが増えるかもしれません。