LTS-3861JR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 숫자 높이 - 2.6V 순방향 전압 - 슈퍼 레드 색상 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3861JR는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 숫자 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 7개의 개별 세그먼트와 선택적 소수점의 선택적 점등을 통해 숫자 문자(0-9)와 일부 제한된 영숫자 기호를 시각적으로 표현하는 것입니다.

핵심 기술은 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 이 재료 시스템은 고효율 적색 및 호박색 LED를 생산하는 것으로 알려져 있습니다. 칩은 불투명 GaAs(갈륨 비소) 기판 위에 제작되어 내부 광 산란 및 반사를 최소화하여 대비를 향상시킵니다. 이 장치는 회색 전면판과 흰색 세그먼트 색상을 특징으로 하여 배경에 비춰진 빨간색 세그먼트의 대비와 가독성을 향상시킵니다.

디스플레이는 광도에 따라 분류됩니다. 이는 특정 밝기 기준을 충족하도록 단위를 빈닝하거나 테스트하여 생산 배치의 성능 일관성을 제공한다는 의미입니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 소형 크기:0.3인치(7.62 mm) 숫자 높이를 특징으로 하여 공간이 제한된 패널 및 장치에 적합합니다.
• 광학 품질:간격이나 불규칙성 없이 매끄럽고 전문적인 문자 외관을 위한 연속적이고 균일한 세그먼트를 제공합니다.
• 고성능:높은 밝기와 높은 대비를 제공하여 우수한 가시성을 보장합니다.
• 넓은 시야각:광범위한 시각에서 선명한 가독성을 제공합니다.
• 저전력 소비:낮은 전력 요구 사항으로 설계되어 에너지 효율적입니다.
• 신뢰성:움직이는 부품이 없는 고체 상태의 신뢰성으로 인해 긴 작동 수명을 누릴 수 있습니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어나는 동작은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 90 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 상승함에 따라 이 전류는 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소해야 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. 이를 초과하면 LED의 PN 접합이 파괴될 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안. 온도는 부품의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치) 지점에서 측정됩니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 매개변수는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정되며 일반적인 작동 성능을 정의합니다.

• 평균 광도(I_V):순방향 전류(I_F) 1 mA에서 200 μcd(최소) ~ 600 μcd(최대) 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 밝기의 척도입니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):I_F=20mA에서 일반적으로 639 nm입니다. 이는 광 출력 전력이 가장 큰 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):I_F=20mA에서 일반적으로 20 nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 주 파장(λ_d):I_F=20mA에서 일반적으로 631 nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상(슈퍼 레드)을 정의합니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 2.0 V(최소) ~ 2.6 V(최대) 범위입니다. 이는 LED가 작동할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 μA입니다. 이는 LED가 역방향 바이어스될 때의 작은 누설 전류입니다.
• 광도 매칭 비율(I_V-m):I_F=1mA에서 최대 2:1입니다. 이는 단일 장치 내 다른 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변동을 지정하여 외관의 균일성을 보장합니다.

참고: 광도 측정은 CIE(국제 조명 위원회) 눈 반응 곡선 표준을 따릅니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

LTS-3861JR는 주로광도를 위한 분류 시스템을 사용합니다. 이는 제조 과정에서 장치가 표준 테스트 전류(일반적으로 1mA 또는 20mA)에서 측정된 밝기에 따라 다른 빈 또는 범주로 테스트 및 분류됨을 의미합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 일관된 밝기 수준의 부품을 선택할 수 있어 다중 숫자 디스플레이에서 여러 숫자 간 디스플레이 강도의 눈에 띄는 변동을 방지할 수 있습니다. 데이터시트는 범위(200-600 μcd)를 지정하며, 제품은 이 범위 내 지정된 하위 범위 내에 있음이 보장됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계에 중요한 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에는 표시되지 않았지만, 이러한 장치의 표준 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I_F-V_F곡선):지수 관계를 보여줍니다. 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• 광도 대 순방향 전류(I_V-I_F곡선):효율이 떨어지기 전 작동 범위 내에서 일반적으로 거의 선형 관계로 전류가 증가함에 따라 밝기가 어떻게 증가하는지 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도(I_V-T_a곡선):접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주어 열 관리 및 전류 감소의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:639 nm 피크를 중심으로 20 nm 반치폭으로 정의된 폭을 가진 파장에 걸친 상대 광 출력을 보여주는 그래프입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

장치는 정의된 패키지 외곽선을 가집니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 표준 공차 ±0.25 mm로 밀리미터(mm) 단위로 제공됩니다. 주요 치수에는 패키지의 전체 높이, 너비, 깊이, 숫자 창 크기 및 세그먼트 간 간격이 포함됩니다.

5.2 핀 구성 및 내부 회로

LTS-3861JR는커먼 애노드장치입니다. 이는 모든 LED 세그먼트(A-G 및 DP)의 애노드가 내부적으로 연결되어 공통 핀(핀 1 및 핀 6)으로 나옴을 의미합니다. 각 세그먼트의 캐소드는 개별 핀으로 나옵니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 낮은 논리 레벨(접지)로 구동하면서 공통 애노드 핀을 양의 전압(전류 제한 저항을 통해)으로 유지해야 합니다.

핀 연결 테이블:

1: 커먼 애노드

2: 캐소드 F

3: 캐소드 G

4: 캐소드 E

5: 캐소드 D

6: 커먼 애노드

7: 캐소드 D.P. (소수점)

8: 캐소드 C

9: 캐소드 B

10: 캐소드 A

내부 회로도는 7개의 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G)와 소수점(DP)이 두 개의 공통 애노드 노드와 어떻게 전기적으로 상호 연결되는지 보여줍니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

솔더링 사양을 준수하는 것은 손상을 방지하는 데 중요합니다.

• 리플로우 솔더링:허용 가능한 최대 솔더링 온도는 260°C입니다. 부품은 이 피크 온도에 3초를 초과하여 노출되어서는 안 됩니다. 온도는 부품 본체 아래 1.6mm(PCB의 착석 평면) 지점에서 측정됩니다.
• 핸드 솔더링:핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용해야 하며, 각 핀과의 접촉 시간을 최소화하여 LED 칩으로의 과도한 열 전달을 방지해야 합니다.
• 보관 조건:장치는 지정된 보관 온도 범위인 -35°C ~ +85°C 내의 건조한 환경에 보관하여 수분 흡수를 방지해야 합니다. 수분 흡수는 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 오실로스코프, 전원 공급 장치.
• 소비자 가전:오디오 앰프, 시계 라디오, 주방 가전.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 지시기, 타이머 디스플레이.
• 자동차 애프터마켓:계기 및 디스플레이 모듈(확장된 온도 요구 사항 고려).

7.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:세그먼트를 통과하는 전류를 제한하기 위해 각 커먼 애노드 연결에 직렬 저항이 필수적입니다. 저항 값(R)은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 안전한 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F값을 사용하십시오.
• 멀티플렉싱:다중 숫자 디스플레이의 경우, 숫자를 한 번에 하나씩 빠르게 점등하는 멀티플렉싱 기술이 사용됩니다. 세그먼트당 피크 전류는 감소된 듀티 사이클을 보상하기 위해 더 높을 수 있으며(최대 90mA 펄스 정격), 더 높은 인지 밝기를 달성합니다.
• 구동 회로:전용 LED 드라이버 IC 또는 충분한 전류 싱크/소스 능력을 가진 마이크로컨트롤러 GPIO 핀을 사용하십시오. 커먼 애노드의 경우, 드라이버는 전류를 싱크해야 합니다(접지에 연결).
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 사용자에 대한 최종 장착 방향을 고려하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

LTS-3861JR는 주로AlInGaP기술을 사용하여 오래된 GaAsP 또는 표준 GaP LED와 차별화됩니다. 주요 장점은 다음과 같습니다:

• 더 높은 효율 및 밝기:AlInGaP LED는 동일한 구동 전류에서 훨씬 더 높은 광도를 제공합니다.
• 더 나은 색상 채도:"슈퍼 레드" 색상은 표준 레드 LED에 비해 더 생생하고 순수합니다.
• 향상된 온도 안정성:AlInGaP는 일부 오래된 기술에 비해 일반적으로 온도 변화에 따른 파장 및 강도 변동이 적습니다.
• 0.3인치 숫자 높이는 가독성과 보드 공간 사이의 균형을 제공하며, 더 작은 0.2인치와 더 큰 0.5인치 또는 0.56인치 디스플레이 사이에 적합합니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: "피크 파장"과 "주 파장"의 차이점은 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 물리적으로 광 출력 전력이 가장 높은 곳입니다. 주 파장은 인간의 눈에 동일한 색상 인식을 생성할 단일 파장입니다. LED의 경우, 방출 스펙트럼의 형태로 인해 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q2: 이 디스플레이를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 아니요. 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 직접 연결하면 최대 연속 전류(25mA)를 초과하여 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. 공급 전압(예: 5V), LED 순방향 전압(~2.6V 최대) 및 원하는 작동 전류(예: 10-20mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.

Q3: 왜 두 개의 커먼 애노드 핀(핀 1 및 핀 6)이 있습니까?

A3> 이는 기계적 및 전기적 대칭을 위한 일반적인 설계입니다. 전류를 더 균등하게 분배하고 PCB 배선에 유연성을 제공하는 데 도움이 됩니다. 내부적으로는 연결되어 있습니다. 둘 중 하나를 사용하거나 둘 다 양극 공급에 연결할 수 있습니다.

Q4: 열 설계를 위한 전력 소산을 어떻게 계산합니까?

A4> 단일 세그먼트의 경우: P_d= V_F* I_F. 예를 들어, I_F=20mA 및 V_F=2.5V에서, P_d= 50mW이며, 이는 최대 70mW 미만입니다. 여러 세그먼트가 켜진 멀티플렉싱 디스플레이의 경우, 최악의 시나리오(예: 모든 7개 세그먼트가 켜진 숫자 "8")에 대해 계산하십시오.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 4자리 전압계 디스플레이 설계.

설계자가 소형 전압계 모듈을 만들고 있습니다. 그들은 네 개의 LTS-3861JR 디스플레이를 선택합니다. 마이크로컨트롤러의 I/O 핀을 절약하기 위해 디스플레이를 멀티플렉싱 구성으로 배선합니다: 모든 해당 세그먼트 캐소드(A, B, C,...)는 네 자리 숫자에 걸쳐 함께 연결됩니다. 각 숫자의 커먼 애노드는 별도의 트랜지스터 스위치로 제어됩니다. 마이크로컨트롤러는 한 번에 하나의 숫자 애노드를 켜면서 해당 숫자의 세그먼트 패턴을 출력하는 사이클을 순환합니다. 1/4 듀티 사이클로 밝기를 유지하기 위해 활성 시간 동안 세그먼트 전류를 증가시키지만 펄스 전류 정격 내로 유지합니다. 전류 제한 저항은 커먼 애노드 라인(트랜지스터 앞)에 배치됩니다. AlInGaP 기술은 중간 정도 밝은 주변광에서도 디스플레이가 선명하게 읽을 수 있도록 보장합니다.

LED(발광 다이오드)는 반도체 다이오드입니다. 순방향 바이어스될 때, n형 영역의 전자는 활성층에서 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 화합물 반도체로, 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 조정하여 적색, 주황색 및 호박색 스펙트럼의 빛을 생성하도록 밴드갭을 조정할 수 있습니다. "슈퍼 레드" 지정은 특정한 고순도 적색 색상 점을 나타냅니다. 불투명 GaAs 기판은 산란광을 흡수하여 칩을 통해 반사되어 세그먼트의 어두운(꺼짐) 상태를 흐리게 하는 것을 방지함으로써 대비를 향상시킵니다.

12. 기술 동향 및 진화

LTS-3861JR와 같은 개별 7세그먼트 디스플레이는 특정 애플리케이션에 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향에는 다음이 포함됩니다:

통합:

• 통합 드라이버 IC가 있는 다중 숫자 모듈로의 이동으로 마이크로컨트롤러 인터페이스가 단순화됩니다(예: SPI 또는 I2C 통신).재료 발전:
• GaN(청색/녹색/백색용)과 같은 재료에 대한 지속적인 연구 및 AlInGaP 및 InGaN(적색용)의 개선은 효율(루멘/와트)과 신뢰성을 계속 높이고 있습니다.대체 기술:
• 많은 소비자 애플리케이션에서 도트 매트릭스 OLED 또는 LCD 디스플레이는 그래픽 및 텍스트 표시의 유연성으로 인해 세그먼트 LED를 대체하고 있습니다. 그러나 세그먼트 LED는 매우 높은 밝기, 넓은 시야각, 극도의 단순성 및 숫자 전용 디스플레이의 낮은 비용이 필요한 애플리케이션에서 강력한 장점을 유지합니다.소형화:
• 더 작은 픽셀 피치와 더 높은 밀도를 위한 지속적인 추진력이 있지만, 0.3인치 크기는 가독성 요구 사항으로 인해 많은 계기판에서 표준으로 남아 있습니다.There is a constant drive for smaller pixel pitches and higher density, though the 0.3-inch size remains a standard for many instrument panels due to readability requirements.