ELS-315SURWA/S530-A3 7セグメントLEDディスプレイ データシート - 9.14mm桁高 - ブリリアントレッド(632nm) - 順電圧2.0V - 順電流25mA - 技術文書

1. 製品概要

ELS-315SURWA/S530-A3は、スルーホール実装用に設計された、1桁の7セグメント英数字ディスプレイです。桁高9.14mm（0.36インチ）の標準的な工業用サイズを特徴とします。ディスプレイは、ブリリアントレッドのAlGaInP LEDチップで構成され、灰色の表面外観を持つ白色拡散樹脂パッケージ内に収められています。この組み合わせは、明るい環境光条件下でも高い信頼性と優れた視認性を提供するように設計されており、様々なインジケータや読み出しアプリケーションに適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このディスプレイの主な利点は、サイズとピン配置に関する工業規格への準拠により、容易な交換と設計統合を可能にすることです。低消費電力であり、エネルギー効率の高いシステム設計に貢献します。デバイスは輝度でカテゴライズ（ビニング）されており、複数桁アプリケーションでの一貫した明るさのマッチングが可能です。さらに、鉛フリーかつRoHS指令に準拠して製造され、現代の環境規制に適合しています。そのターゲット市場は、主に明確で信頼性の高い数値または限定的な英数字の読み出しを必要とする産業用および民生用電子機器アプリケーションです。

2. 技術パラメータ詳細解説

このセクションでは、データシートで定義されているデバイスの電気的、光学的、および熱的特性に関する詳細で客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらは通常動作条件ではありません。

• 逆電圧（V_R）：5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 順電流（I_F）：25mA DC。これは1セグメントを通して許容される最大連続電流です。
• ピーク順電流（I_FP）：60mA。これはパルス条件下（デューティサイクル ≤ 10%、周波数 ≤ 1kHz）でのみ許容されます。
• 電力損失（P_d）：60mW。デバイスが損失できる最大電力で、V_F* I_F.
• として計算されます。_{動作温度（T}opr）：
• -40°C から +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。_{保管温度（T}stg）：
• -40°C から +100°C。_{はんだ付け温度（T}sol）：

260°C、最大5秒間。これは波はんだ付けや手はんだ付けの典型的な値です。

2.2 電気光学特性_aこれらのパラメータは標準接合部温度（T

• =25°C）で測定され、通常動作条件下でのデバイスの性能を定義します。_v光度（I）：_FI
• =10mA で 4.0mcd（最小）、8.0mcd（標準）。これはセグメントあたりの平均光出力です。±10%の許容差が規定されています。_pピーク波長（λ）：_FI
• =20mA で 632nm（標準）。これはスペクトル放射が最も強い波長です。_d主波長（λ）：_FI
• =20mA で 624nm（標準）。これは人間の目が知覚する波長であり、色（ブリリアントレッド）を定義します。スペクトル帯域幅（Δλ）：_FI
• =20mA で 20nm（標準）。これは放射される赤色光スペクトルの狭さを示します。_F順電圧（V）：_FI
• =20mA で 2.0V（標準）、2.4V（最大）。LEDが導通時の両端電圧で、±0.1Vの許容差があります。_R逆電流（I）：_RV

=5V で 100µA（最大）。デバイスが逆バイアス時のわずかなリーク電流です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、本デバイスが輝度でカテゴライズされていることを示しています。これは、特定のテスト電流における測定された光出力に基づいて、ユニットがテストされ、選別（ビニング）されることを意味します。これにより、設計者は同じ輝度ビンからディスプレイを選択することができ、複数桁表示において全ての桁の輝度を均一に保ち、セグメント間の明るさのばらつきを目立たなくすることができます。具体的なビニングコードや範囲は提供された抜粋では詳細に記載されていませんが、通常は発注情報の一部となります。

4. 性能曲線分析

データシートには、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するために重要な典型的な特性曲線が含まれています。

4.1 スペクトル分布

スペクトル曲線は、異なる波長にわたって放射される光の相対強度を示します。このAlGaInPベースの赤色LEDの場合、曲線は632nmのピークを中心に、規定の20nmの帯域幅を持ち、他の色帯域での有意な放射がない純粋で飽和した赤色であることを確認します。

4.2 順電流対順電圧（I-V曲線）_{この曲線は、電流と電圧の非線形関係を示しています。ターンオン電圧（電流が顕著に流れ始める電圧、赤色AlGaInPでは約1.8-2.0V）と、順電圧が電流とともにどのように増加するかを示します。設計者はこれを使用して、所望の動作電流（通常、明るさと寿命のバランスを考慮して10-20mAの間）を設定するための直列抵抗値を計算します（R = (V}電源_F- V_F) / I

）。

4.3 順電流デレーティング曲線

これは重要な熱管理グラフです。周囲温度の関数としての最大許容連続順電流を示します。周囲温度が上昇すると、LEDの接合部温度が上昇し、過熱と加速劣化を防ぐために最大安全電流を低減しなければなりません。この曲線は通常、定格電流（例：25mA）が特定の温度（例：25°Cまたは40°C）まで許容され、その後、最大接合部温度でゼロに向かって下降することを示します。高温環境で動作する設計では、この曲線を参照する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と図面

デバイスは標準的なスルーホールDIP（デュアルインチラインパッケージ）形式です。寸法図は、全高、幅、長さ、セグメントサイズと間隔、リード（ピン）の直径、長さ、間隔（ピッチ）などの重要な寸法を提供します。注記には、特に記載がない限り±0.25mmの一般公差が指定されています。設計者はこの図面を使用してPCBフットプリントを作成し、桁のセグメントと共通ピンに対して正しいパッドサイズ、間隔、配置を確保する必要があります。

5.2 内部回路図と極性識別

内部回路図は、10本のピンの電気的接続を示しています。標準的な7セグメントディスプレイは、セグメント用の7本のピン（aからg）、1つ以上の共通ピン（コモンアノードまたはコモンカソード構成に応じて）、そして時には小数点（dp）を持ちます。この図は、どのピンがどのセグメントを制御するかを明確にし、共通接続を識別します。これは、正しい配線と駆動回路設計（例：マルチプレクサや専用ディスプレイドライバICの使用）に不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

• データシートは、最大はんだ付け温度を260°C、5秒以下と指定しています。これは、波はんだ付けまたは温度制御されたはんだごてによる手はんだ付けの標準定格です。リフローはんだ付けの場合、特定のプロファイルが必要ですが、ここでは提供されていません。主な考慮事項は以下の通りです：ESD感度：
• LEDダイは静電気放電に敏感です。組立中は、接地された作業台、リストストラップ、導電性フォームなどの取り扱い上の注意を強く推奨します。熱ストレス：
• はんだ付け中の高温への長時間の曝露を避け、プラスチックパッケージや内部ワイヤボンドへの損傷を防止してください。洗浄：

洗浄が必要な場合は、プラスチック樹脂と適合する方法を使用してください。

7. 梱包および発注情報

デバイスは特定の梱包階層に従います：35個がチューブに梱包され、140チューブ（合計4,900個）がボックスに梱包され、4ボックス（合計19,600個）がマスターカートンに梱包されます。梱包のラベルには、顧客部品番号（CPN）、メーカー部品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、光度カテゴリ（CAT）、ロット番号（LOT No.）などのフィールドが含まれており、トレーサビリティと正しい識別を確保します。

8. アプリケーション提案

• 8.1 典型的なアプリケーションシナリオ家電製品：
• タイマー、オーブン/電子レンジの温度表示、洗濯機のサイクルインジケータ。計器パネル：
• 試験・測定機器、産業用制御パネル、自動車用アフターマーケット計器。デジタル読み出し表示：

シンプルなカウンタ、時計、スコアボード、および明確な数値表示を必要とするあらゆるデバイス。

• 8.2 設計上の考慮事項電流制限：_F順電流を設定するために、各セグメントまたは共通ラインに必ず直列抵抗を使用してください。電源電圧と所望のI_F.
• における標準的なVに基づいて計算します。
• マルチプレクシング：複数桁ディスプレイの場合、マイコンのピン数を減らすためにマルチプレクシングが一般的です。駆動回路がマルチプレクシングサイクル中のピーク電流をデバイスのピーク電流定格を超えずに処理できることを確認してください。
• 視野角：白色拡散樹脂は広い視野角を提供します。ユーザーに対するディスプレイの向きを考慮してください。

輝度制御：

輝度は、順電流を（限界内で）変化させるか、駆動信号にPWM（パルス幅変調）を使用することで調整できます。

9. 技術比較と差別化

古い技術や小型ディスプレイと比較して、ELS-315SURWA/S530-A3はサイズ、輝度、効率のバランスを提供します。その9.14mmの桁高は一般的な標準であり、幅広い互換性を確保します。AlGaInP材料の使用は、古いGaAsPベースの赤色LEDと比較して、より高い効率とより鮮やかで飽和した赤色を提供します。スルーホール設計は、表面実装デバイスと比較して機械的堅牢性とプロトタイピングの容易さを提供しますが、より多くの基板スペースを必要とします。そのクラスにおける主要な差別化要因は、工業標準ピン配置、一貫性のための光度ビニング、およびRoHS準拠の組み合わせです。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）10.1 5Vのマイコン端子から直接このディスプレイを駆動できますか？_Fいいえ、直接はできません。

典型的なマイコンGPIOピンは20-25mAを供給/吸収でき、ディスプレイのI

定格と一致します。しかし、LEDの順電圧は約2.0Vしかありません。電流制限抵抗なしで5Vピンに直接接続すると、はるかに高い電流を流そうとし、LEDとマイコンピンの両方を損傷する可能性があります。直列抵抗を使用する必要があります：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω（150Ωまたは180Ωの標準値を使用）。_p)10.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？ピーク波長（λ_d)）は、放射スペクトルの強度が最大となる物理的な波長です。_d主波長（λ_p）は、人間の目に同じ色に見える単色光の波長です。LEDの場合、λ

はしばしばλ

よりわずかに短く、視覚アプリケーションにおける色指定のより関連性の高いパラメータです。10.3 これはコモンアノード型ですか、それともコモンカソード型ですか？提供されたデータシートの抜粋では、これは明示的に述べられていません。この重要な情報は内部回路図に含まれています。設計者は、駆動回路を設計する前に、この図を参照して構成を決定する

必要があります

。誤った構成を使用すると、ディスプレイは点灯しません。11. 実践的な設計と使用例

1. 例：4桁マルチプレクシングカウンタの設計
2. マイコンで4つのELS-315SURWA/S530-A3ディスプレイを駆動するには：
3. 内部図から共通ピンのタイプ（アノード/カソード）を決定します。
4. 4桁すべての対応するセグメントピン（a-g、dp）を接続します。_FP各桁の共通ピンを、コモンアノード型の場合はトランジスタ（電流処理用）を介して別々のマイコンピンに接続するか、コモンカソード型でMCUの吸収能力内の場合は直接/反転して接続します。
5. マルチプレクシング中のセグメントあたりのピーク電流に基づいて、各セグメントラインに単一の電流制限抵抗を計算します。各桁が1/4の時間アクティブである場合、平均電流10mAを達成するには、そのアクティブタイムスロット中のピーク電流は40mAであるべきです。この40mAのピークがデバイスのI

定格（60mA）を超えず、ドライバの能力内にあることを確認してください。

ファームウェアを作成して、桁を高速に循環させ（例：桁あたり100Hz、合計リフレッシュレート400Hz）、アクティブな桁に対して正しいセグメントを点灯させます。12. 動作原理の紹介7セグメントディスプレイは、数字の8の形に配置された7本のLEDバー（セグメント）の集合体です。これらのセグメントの特定の組み合わせを選択的に点灯させることにより、すべての10進数字（0-9）といくつかの文字を形成できます。各セグメントは個々のLEDです。_CCコモンアノードディスプレイでは、セグメントLEDのすべてのアノードが共通ピン（V）に接続され、各カソードは個別に制御されます。セグメントを点灯させるには、そのカソードピンをLOW（電流制限抵抗を介してグランドに接続）に駆動します。

コモンカソード

ディスプレイでは、カソードが共通（グランド）であり、アノードをHIGHに駆動して点灯させます。ELS-315SURWA/S530-A3はAlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体材料を使用しており、電子が材料のバンドギャップを越えて正孔と再結合する際に、赤から黄橙色のスペクトルで光を放射します。このプロセスはエレクトロルミネセンスと呼ばれます。