LTC-3698KF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.39인치 자릿수 높이 - 황오렌지 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-3698KF는 고체 상태의 단일 자릿수 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 선명하고 가시성이 높은 숫자 및 제한된 알파벳 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 황오렌지에서 적색 스펙트럼에서 고효율 발광을 생산하는 것으로 유명한 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 이 특정 장치는 불투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 제작된 황오렌지색 LED 칩을 사용합니다. 디스플레이는 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 극대화하도록 설계된 흰색 세그먼트가 있는 연한 회색 전면판을 특징으로 합니다. 컴팩트한 0.39인치 자릿수 높이는 공간이 제한적이지만 가독성이 중요한 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치는 시장에서의 위치를 정의하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 높은 밝기와 우수한 대비를 제공하여 밝은 환경에서도 가시성을 보장합니다. 넓은 시야각은 중요한 이점으로, 선명도가 크게 떨어지지 않고 다양한 위치에서 디스플레이를 읽을 수 있게 합니다. 고체 상태 장치로서 필라멘트 기반 디스플레이와 같은 구형 기술에 비해 마모될 움직이는 부품이 없어 우수한 신뢰성과 수명을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 또는 에너지 효율을 중시하는 애플리케이션에 이상적입니다. 이 장치는 발광 강도로 분류되며 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공되어 환경 규정을 해결합니다. 일반적인 타겟 시장에는 산업 계측기(예: 패널 미터, 테스트 장비), 가전 제품(예: 전자레인지, 커피메이커), 자동차 보조 디스플레이 및 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 다양한 임베디드 시스템이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기 및 광학 파라미터는 디스플레이의 작동 범위와 성능을 정의합니다. 적절한 회로 설계 및 통합을 위해서는 철저한 이해가 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 칩당 전력 소산:70 mW. 이는 개별 LED 세그먼트 칩이 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 칩당 피크 순방향 전류:60 mA. 이 전류는 1/10 듀티 사이클과 0.1 ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서만 허용됩니다. 멀티플렉싱 방식 또는 순간적으로 더 높은 밝기를 달성하는 데 유용합니다.
• 칩당 연속 순방향 전류:정격은 25°C에서 25 mA입니다. 중요한 것은, 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 이 정격이 0.28 mA/°C의 속도로 선형적으로 감소한다는 점입니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA. 이 감소는 열 관리 및 장기 신뢰성에 매우 중요합니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 장치는 이 넓은 온도 범위 내에서 견디고 작동할 수 있습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안(장착 평면 아래 1.6mm에서 측정). 이는 리플로우 솔더링 프로파일 제약 조건을 정의합니다.

2.2 광학 및 전기적 특성 (일반 @ 25°C)

이 파라미터는 정상 작동 조건에서 장치의 성능을 설명합니다.

• 평균 발광 강도 (Iv):순방향 전류(IF) 1 mA에서 500 (최소), 1300 (일반), μcd (마이크로칸델라). 이는 인지된 광 출력의 측정값입니다. 넓은 범위는 빈닝 과정을 나타냅니다. 설계자는 최악의 경우 가시성을 위해 최소값을 고려해야 합니다.
• 피크 방출 파장 (λp):IF=20mA에서 611 nm (일반). 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):IF=20mA에서 17 nm (일반). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다.
• 주 파장 (λd):IF=20mA에서 605 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 황오렌지 색상을 정의합니다.
• 세그먼트당 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.05 (최소), 2.6 (일반) 볼트. 이는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 드라이버는 이 전압 강하를 극복할 수 있는 충분한 전압을 공급해야 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V에서 100 μA (최대). 데이터시트는 이 파라미터가 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 역방향 바이어스 하에서 연속적으로 작동해서는 안 된다고 명시합니다.
• 발광 강도 매칭 비율 (Iv-m):IF=1mA에서 1.6:1 (최대). 이는 디스플레이 균일성을 위한 중요한 사양입니다. 이는 가장 밝은 세그먼트가 동일한 자릿수 내에서 가장 어두운 세그먼트보다 1.6배 이상 밝지 않음을 의미하여 일관된 외관을 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%. 이는 인접한 세그먼트가 점등될 때 전원이 공급되지 않은 세그먼트에서 발생하는 의도하지 않은 광 누설의 최대량을 지정합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도로 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조된 유닛이 표준 테스트 전류(1mA)에서 측정된 광 출력(Iv)을 기준으로 분류되는 빈닝 과정을 의미합니다. 지정된 500~1300 μcd 범위는 사용 가능한 다른 빈들 간의 분포를 나타낼 가능성이 높습니다. 설계자는 여러 디스플레이 간에 엄격한 밝기 일치가 필요한 애플리케이션을 위해 특정 빈을 선택할 수 있습니다. 단일 유닛 내의 1.6:1 강도 매칭 비율은 세그먼트 간 균일성을 위한 별도의 보장된 성능 파라미터입니다.

4. 성능 곡선 분석

PDF는 일반적인 특성 곡선을 참조하지만, 제공된 텍스트에는 실제 그래프가 포함되어 있지 않습니다. 표준 LED 동작을 기반으로, 이러한 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압(VF)은 전류와 함께 증가하며 음의 온도 계수를 가집니다(온도 상승에 따라 감소).
• 발광 강도 대 순방향 전류 (L-I 곡선):광 출력은 낮은 전류에서 전류와 거의 선형적이지만, 열 및 효율 저하로 인해 높은 전류에서 포화될 수 있음을 보여줍니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 전류 감소 요구 사항과 연결됩니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 611nm에서 피크와 약 17nm의 반폭을 보여줍니다.

설계자는 비표준 조건에서 성능을 정확하게 모델링하기 위해 이러한 그래프를 위해 전체 데이터시트를 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 공차

디스플레이는 0.39인치(9.8 mm)의 자릿수 높이를 가집니다. 별도로 지정하지 않는 한 모든 치수 공차는 ±0.25mm입니다. 주요 기계적 참고 사항에는 핀 팁 이동 공차 ±0.4mm, 세그먼트 표면의 이물질 및 잉크 오염 제한, 반사판 굽힘 제한(길이의 ≤1%), 세그먼트 재료 내 기포 제한이 포함됩니다. 데이터시트는 리드에 대해 1.0 mm의 PCB 구멍 직경을 권장합니다.

5.2 핀 연결 및 회로도

장치는 16핀 풋프린트를 가지지만, 모든 위치에 물리적 핀이나 전기적 연결이 있는 것은 아닙니다. 이는커먼 애노드디스플레이로 구성됩니다. 내부 회로도는 각 자릿수(자릿수 1, 2, 3)의 애노드가 자릿수별로 내부적으로 함께 연결되어 있음을 보여줍니다. 각 세그먼트 캐소드(A, B, C, D, E, F, G 및 소수점/표시기용 L/L1/L2)는 별도의 핀으로 연결됩니다. 이 아키텍처는 마이크로컨트롤러가 각 자릿수의 커먼 애노드를 순차적으로 활성화하면서 공유 캐소드 라인에 해당 자릿수의 패턴을 표시하는 멀티플렉싱 구동에 최적입니다.

핀아웃 요약:핀 2: 커먼 애노드 자릿수 1; 핀 6: 커먼 애노드 자릿수 2; 핀 8: 커먼 애노드 자릿수 3. 캐소드: 핀 3 (E), 4 (C), 5 (D), 7 (L/L1/L2), 9 (G), 12 (B), 15 (A), 16 (F). 핀 1, 10, 11, 13, 14는 "연결 없음 및 핀 없음"으로 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

핵심 조립 사양은 솔더링 온도 프로파일입니다: 패키지 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정하여 최대 260°C, 최대 3초 동안. 이는 표준 무연 리플로우 솔더링 요구 사항입니다. 설계자는 내부 LED 칩이나 플라스틱 패키지 손상을 방지하기 위해 PCB 조립 공정이 이 한계를 준수하는지 확인해야 합니다. 권장되는 1.0mm PCB 구멍 직경은 적절한 리드 삽입 및 솔더 위킹에 도움이 됩니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장의 경우 지정된 -35°C ~ +105°C의 온도 범위가 적용됩니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 회로

가장 일반적인 구동 방법은 멀티플렉싱입니다. 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 드라이버 IC는 세 개의 커먼 애노드를 제어하기 위한 세 개의 출력 라인(전체 자릿수에 대한 전류가 상당할 수 있으므로 트랜지스터를 통해)과 세그먼트 캐소드를 제어하기 위한 여덟 개의 출력 라인(일반적으로 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 통해)을 가집니다. 마미크로컨트롤러는 각 자릿수를 빠르게 순환하며 해당 자릿수의 애노드를 켜고 해당 자릿수에 대해 점등되어야 하는 세그먼트의 캐소드를 활성화합니다. 시각의 잔상 효과는 안정적인 세 자릿수 디스플레이의 착시를 만듭니다.

7.2 중요한 설계 고려 사항

• 전류 제한:세그먼트의 순방향 전류(IF)를 설정하기 위해 각 캐소드 라인(또는 정전류 드라이버)에 외부 저항이 필수적입니다. 값은 공급 전압(Vcc), LED 순방향 전압(VF ~2.6V) 및 원하는 전류(예: 좋은 밝기를 위한 10-20 mA, 감소 곡선을 고려)를 기반으로 계산됩니다.
• 열 관리:온도에 따른 전류 감소는 매우 중요합니다. 주변 온도가 높은 환경 또는 환기가 불량한 인클로저에서는 과열 및 가속화된 열화를 방지하기 위해 최대 연속 전류를 그에 따라 줄여야 합니다.
• 멀티플렉싱 주파수:가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다(일반적으로 자릿수당 >60 Hz). 듀티 사이클은 인지된 밝기에 영향을 미칩니다. 전력 및 열 계산을 위해 평균 전류를 고려해야 합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 장점이지만, 의도된 사용자에 대한 장착 위치는 여전히 고려되어야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

진공 형광 디스플레이(VFD) 또는 백열 디스플레이와 같은 구형 기술과 비교하여, AlInGaP LED는 상당히 낮은 전력 소비, 높은 신뢰성 및 진동에 대한 둔감성을 제공합니다. 표준 적색 GaAsP LED와 비교하여, AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 발광 효율(mA당 더 많은 빛)과 온도 및 시간에 따른 더 나은 안정성을 제공합니다. 이 장치의 연한 회색 전면과 흰색 세그먼트의 특정 조합은 검은색 전면의 완전 적색 또는 완전 녹색 디스플레이에 비해 대비를 향상시켜 특정 조건에서 가독성을 개선할 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: "연결 없음 및 핀 없음" 위치의 목적은 무엇입니까?

A: 이는 이 특정 모델에서 일부 핀이 전기적으로 사용되지 않더라도 제품군 내 다른 디스플레이 변형과 공유될 수 있는 표준 물리적 풋프린트 또는 핀 간격을 유지하기 위해 종종 수행됩니다. 이는 기계적 호환성을 보장합니다.

Q: 1.6:1의 발광 강도 매칭 비율을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 시각적 균일성을 보장합니다. 동일한 전류에서 한 자릿수의 모든 세그먼트를 측정하면 가장 어두운 세그먼트의 강도는 "X"가 되고, 가장 밝은 세그먼트의 강도는 "1.6 * X"를 초과하지 않습니다. 더 낮은 비율은 더 나은 균일성을 나타냅니다.

Q: 5V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 외부 구성 요소를 사용해야 합니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 LED(특히 전체 자릿수에 대한 커먼 애노드 전류)에 충분한 전류를 공급/흡수할 수 없습니다. 또한 각 캐소드와 직렬로 전류 제한 저항이 필요합니다. 회로는 커먼 애노드에 대한 더 높은 전류를 스위칭하기 위해 트랜지스터(예: NPN/PNP 또는 MOSFET)가 필요합니다.

10. 실용적인 애플리케이션 예시

시나리오: 간단한 3자릿수 전압계 디스플레이 설계.아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러가 전압을 측정합니다. 펌웨어는 이 판독값을 세 개의 십진수 자릿수로 변환합니다. 멀티플렉싱 루틴을 사용하여 마이크로컨트롤러는 다음을 수행합니다: 1) 모든 자릿수 애노드 드라이버를 끕니다. 2) "백의" 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 캐소드 라인에 출력합니다(예: "1"을 표시하기 위해).