LTC-46454JF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 황오렌지색 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-46454JF는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 4자리 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 계측기, 산업용 제어 패널, 소비자 가전 및 테스트 장비에서 흔히 사용되는 수치 데이터를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 표준 GaAsP LED와 같은 구형 기술에 비해 우수한 성능을 제공하는 LED 칩에 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한다는 점에 있습니다.

목표 시장은 전력 효율성, 가독성 및 신뢰성이 중요한 제품을 개발하는 설계자 및 엔지니어를 포함합니다. 여기에는 휴대용 배터리 구동 장치, 패널 미터, 의료 장비 디스플레이 및 일관되고 유지보수가 적은 시각적 출력이 필요한 모든 시스템이 포함됩니다. 이 장치의 낮은 전류 요구 사항은 에너지에 민감한 응용 분야에 특히 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 주변 온도(Ta) 25°C의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 주요 파라미터인 평균 발광 강도(Iv)는 세그먼트당 순방향 전류(IF) 1mA로 구동할 때 일반적으로 650 µcd입니다. 이 측정은 CIE 명시야 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 수행되며, 이 값이 인간의 시각적 인지와 상관관계가 있도록 보장합니다. 최소 200 µcd에서 일반적인 650 µcd에 이르는 넓은 범위는 휘도에 대한 잠재적인 빈닝(binning) 과정을 나타냅니다.

색상 특성은 파장으로 정의됩니다. 최대 발광 파장(λp)은 일반적으로 611 nm이고, 주 파장(λd)은 일반적으로 605 nm이며, 둘 다 IF=20mA에서 측정됩니다. 최대 파장과 주 파장 사이의 차이는 LED의 정상적인 현상이며, 발광 스펙트럼의 형태와 관련이 있습니다. 스펙트럼 선 반치폭(Δλ)은 17 nm로, 최대 강도의 절반에서 방출되는 빛 스펙트럼의 너비를 설명합니다. 더 좁은 반치폭은 더 순수하고 채도가 높은 색상을 나타냅니다. 이러한 파라미터의 조합이 디스플레이의 독특한 황오렌지 색조를 정의합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 디스플레이의 작동 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 안전한 작동의 경계를 설정합니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25 mA로 정격되며, 디레이팅 계수는 0.33 mA/°C입니다. 이는 과열 및 손상을 방지하기 위해 주변 온도가 25°C 이상으로 상승함에 따라 허용되는 최대 연속 전류가 감소함을 의미합니다. 펄스 작동의 경우, 특정 조건(1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭)에서 90 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5V이며, 이를 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.

핵심 작동 파라미터는 순방향 전압(VF)으로, 세그먼트당 테스트 전류 20mA에서 일반적으로 2.6V, 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.05V로 나열됩니다. 이 Vf 범위는 전류 제한 회로를 설계하는 데 매우 중요합니다. 역방향 전류(IR)는 역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 µA로 지정되어 있으며, 이는 오프 상태에서의 누설 전류를 나타냅니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 정격됩니다. 이 넓은 범위는 산업용 냉장고에서 뜨거운 외함에 이르기까지 다양한 환경 조건에서의 기능성을 보장합니다. 저장 온도 범위는 동일합니다(-35°C ~ +85°C). 중요한 조립 사양은 최대 납땜 온도입니다: 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정 시 최대 3초 동안 260°C입니다. 이 지침은 LED 칩이나 에폭시 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 웨이브 솔더링 또는 리플로우 공정에 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트에 공식적인 빈닝 코드가 명시적으로 자세히 설명되어 있지는 않지만, 주요 파라미터에 지정된 범위는 선택 또는 빈닝이 발생함을 암시합니다. 발광 강도는 최소 200 µcd, 일반값 650 µcd를 가지며, 이는 출력 밝기에 따라 장치가 분류될 수 있음을 시사합니다. 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정됩니다. 이 비율은 동일한 자릿수 내 다른 세그먼트 간 또는 자릿수 간의 허용 가능한 최대 밝기 변동을 정의하여 시각적 균일성을 보장합니다. 장치는 이 기준을 충족하도록 테스트됩니다.

마찬가지로, 순방향 전압(VF)에는 범위(20mA에서 2.05V ~ 2.6V)가 있습니다. 제품은 Vf에 따라 그룹화되어 한 배치 내에서 일관된 구동 전압 요구 사항을 보장할 수 있습니다. 주 파장 및 최대 파장 사양은 또한 엄격한 색상 제어를 나타내며, 이는 색도 빈닝의 한 형태입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 마지막 페이지의 "대표적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 그래프는 구동 전류에 따라 빛 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형이며, 열 효과로 인해 매우 높은 전류에서 효율이 떨어지는 경우가 많습니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이는 LED의 다이오드 특성을 보여줍니다. 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도:이 곡선은 열 디레이팅을 이해하는 데 중요합니다. AlInGaP LED의 빛 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 611 nm를 중심으로 반치폭 17 nm의 종 모양 곡선을 보여줍니다.

이러한 곡선을 통해 설계자는 1mA와 20mA 사이의 전류로 구동하거나 25°C 이외의 온도에서 작동하는 것과 같은 비표준 조건에서의 성능을 예측할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 표준 0.4인치(10.0 mm) 자릿수 높이 디스플레이입니다. 패키지 치수는 도면(본문에서 참조되지만 자세히 설명되지 않음)에 제공되며, 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이고 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 물리적 설계는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 하며, 이는 LED가 꺼졌을 때 대비를 향상시키고 켜졌을 때 방출된 빛을 고르게 확산시켜 특징에 언급된 "우수한 문자 외관"과 "높은 대비"에 기여합니다.

핀 연결도 및 내부 회로도는 PCB 레이아웃에 매우 중요합니다. 이 장치는 13핀 구성을 가지고 있습니다. 멀티플렉싱된 커먼 애노드 아키텍처를 사용합니다. 핀 6, 8, 9, 12는 각각 자릿수 4, 3, 2, 1의 커먼 애노드입니다. 핀 13은 상단 콜론(UC) 및 하단 콜론(LC) 표시기의 커먼 애노드입니다. 개별 세그먼트 캐소드(A, B, C, D, E, F, G, DP)는 별도의 핀으로 연결됩니다. 이 구성은 멀티플렉싱 구동을 허용하며, 자릿수가 빠르게 차례로 하나씩 켜져 필요한 구동기 핀의 총 수를 줄입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 납땜 온도 한계입니다: 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정 시 최대 3초 동안 260°C입니다. 이는 웨이브 솔더링을 사용하는 스루홀 구성 요소에 대한 표준 사양입니다. 설계자는 납땜 프로파일이 이 열 충격을 초과하지 않도록 해야 합니다. 수동 납땜의 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용해야 하며, 핀과의 접촉 시간을 최소화해야 합니다.

LED에 대한 일반적인 취급 주의사항이 적용됩니다: 에폭시 렌즈에 기계적 스트레스를 피하고, 취급 중 정전기 방전(ESD)으로부터 보호하며, 즉시 사용하지 않을 경우 적절한 정전기 방지, 습도 제어 환경에 보관하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTC-46454JF입니다. "JF" 접미사는 특정 패키지 유형, 핀 구성 또는 색상 변형(황오렌지)을 나타낼 가능성이 있습니다. 이 장치는 "오른쪽 소수점"을 가진 "AlInGaP 황오렌지 멀티플렉스 커먼 애노드" 디스플레이로 설명됩니다. 이러한 디스플레이의 표준 패키징은 일반적으로 운송 및 취급 중 핀과 렌즈를 보호하기 위해 정전기 방지 튜브 또는 트레이에 들어 있습니다. 특정 릴 또는 튜브 수량은 제공된 발췌문에 나열되지 않았습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 회로

커먼 애노드, 멀티플렉싱 설계는 마이크로컨트롤러 구동 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 회로는 마이크로컨트롤러의 I/O 포트 또는 전용 LED 드라이버 IC를 사용하는 것을 포함합니다. 커먼 애노드 핀은 PNP 트랜지스터 또는 P채널 MOSFET(또는 전류 공급 능력이 충분한 경우 마이크로컨트롤러 핀에 직접)에 연결되어 각 자릿수에 순차적으로 전원을 공급하도록 스위칭됩니다. 세그먼트 캐소드 핀은 전류 제한 저항에 연결된 다음 NPN 트랜지스터, N채널 MOSFET 또는 드라이버 IC/마이크로컨트롤러의 싱크 가능 출력에 연결됩니다. 전류 제한 저항 값은 공식 R = (Vcc - Vf_led) / I_desired을 사용하여 계산됩니다. Vcc가 5V, 일반적인 Vf가 2.6V, 원하는 세그먼트 전류가 10mA인 경우, 저항은 약 (5 - 2.6) / 0.01 = 240 옴이 됩니다.

8.2 설계 시 고려사항

• 멀티플렉싱 주파수:리프레시 속도는 가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높아야 하며, 일반적으로 자릿수당 60-100 Hz 이상입니다. 4자리의 경우 스캐닝 주파수는 그 4배가 필요합니다.
• 피크 전류:멀티플렉싱 설계에서 세그먼트당 순간 전류는 평균 전류보다 높습니다. 세그먼트당 평균 전류가 1/4 듀티 사이클(4자리)로 5mA를 목표로 하는 경우, ON 시간 동안의 순간 전류는 20mA가 되어야 합니다. 이는 최대 정격에 대해 확인해야 합니다.
• 열 방산:더 높은 전류 또는 높은 주변 온도에서, 디레이팅 계수를 고려하여 세그먼트당 전력 소산(최대 70mW)을 초과하지 않도록 하십시오.
• 시야각:넓은 시야각은 축외 위치에서 볼 수 있는 패널에 유리합니다.

9. 기술 비교

구형 적색 GaAsP LED 디스플레이와 비교하여, LTC-46454JF의 AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공합니다. 이는 더 낮은 구동 전류에서 동일하거나 더 큰 밝기를 달성할 수 있음을 의미하며, 이는 "저전력 요구 사항" 기능을 직접 가능하게 합니다. 또한 일반적으로 더 나은 온도 안정성과 더 긴 작동 수명을 제공합니다. 동시대의 고휘도 적색 LED와 비교하여, 황오렌지색(605-611nm)은 우수한 가시성을 제공하며 주관적으로 매우 밝게 인식되는 경우가 많습니다. 진공 형광 디스플레이(VFD) 또는 액정 디스플레이(LCD)와 비교하여, 이 LED 디스플레이는 더 우수한 견고성, 더 넓은 온도 범위, 더 빠른 응답 시간을 제공하며 백라이트나 고전압 공급이 필요하지 않지만, 다자리 디스플레이의 경우 LCD보다 더 높은 전력 소비라는 비용이 듭니다.

10. 자주 묻는 질문(파라미터 기반)

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러 전원 공급 장치로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예. 일반적인 순방향 전압은 2.6V이며, 3.3V에서 전류 제한 저항에 걸리는 전압 강하는 0.7V입니다. 이는 작동에 충분하지만, 5V 시스템에 비해 전류를 정밀하게 설정하기 위한 사용 가능한 전압 여유는 줄어듭니다.

Q: 가시적인 빛을 보기 위한 최소 전류는 얼마입니까?

A: 데이터시트는 일반 발광 강도가 650 µcd인 1mA까지의 테스트 조건을 지정합니다. 더 낮은 전류에서도 보일 가능성이 있지만, 밝기는 매우 어두울 것입니다. "저전류 특성"은 핵심 기능입니다.

Q: 소수점과 콜론을 어떻게 제어합니까?

A: 소수점(DP)은 자체 캐소드 핀(핀 3)을 가지고 있습니다. 상단 및 하단 콜론(UC, LC)은 커먼 애노드(핀 13)를 공유하며 캐소드는 세그먼트 B 캐소드(핀 7)에 연결됩니다. 콜론을 켜려면 자릿수 커먼 애노드 핀 13을 활성화하고 세그먼트 B 캐소드(핀 7)를 로우로 당겨야 합니다.

Q: 역방향 전압 정격이 왜 5V만 됩니까?

A: LED는 역방향 전압을 차단하도록 설계되지 않았습니다. PN 접합은 작은 역방향 바이어스로 쉽게 손상될 수 있습니다. 5V 정격은 안전 한계입니다. 회로 설계는 역방향 전압이 인가되지 않도록 해야 하며, 양방향 신호 응용 분야에서는 종종 LED와 병렬로 보호 다이오드를 사용합니다.

11. 실제 사용 사례

사례: 4자리 전압계 표시 장치 설계.한 설계자가 선명한 전압 표시가 필요한 벤치탑 전원 공급 장치를 만들고 있습니다. 그들은 밝기와 가독성을 위해 LTC-46454JF를 선택합니다. 시스템은 출력 전압을 측정하기 위해 ADC가 있는 마이크로컨트롤러를 사용합니다. 마이크로컨트롤러의 펌웨어는 4자리를 순환하는 멀티플렉싱 루틴을 구현합니다. 숫자 0-9에 대한 세그먼트 패턴은 룩업 테이블에 저장됩니다. 설계자는 1/4 듀티 사이클 멀티플렉싱을 고려하여 평균 세그먼트 전류 8mA에 대한 전류 제한 저항을 계산합니다(따라서 순간 전류는 ~32mA이며, 이는 펄스 정격 내에 있지만 연속 정격 내에 머물도록 줄일 수 있습니다). 그들은 디스플레이에 5V 레일을 사용합니다. 디스플레이의 회색 전면은 장비의 전면 패널과 잘 어울리며, 황오렌지색 숫자는 실험실의 다양한 조명 조건에서 쉽게 볼 수 있습니다.

12. 기술 원리 소개

핵심 기술은 불투명한 GaAs(갈륨 비소) 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 물질 시스템입니다. 이 반도체의 PN 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이 빛의 특정 파장(이 경우 약 611 nm의 황오렌지색)은 결정 성장 과정에서 설계된 AlInGaP 합금의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 불투명한 GaAs 기판은 아래쪽으로 방출되는 모든 빛을 흡수하여 세그먼트 주변에 "후광" 효과를 일으킬 수 있는 내부 반사 및 산란을 줄여 대비를 향상시킵니다. 7세그먼트 레이아웃은 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정)의 다른 조합이 켜져 숫자 0-9와 일부 문자를 형성하는 표준화된 패턴입니다.

13. 기술 동향

LTC-46454JF와 같은 개별 7세그먼트 LED 디스플레이는 높은 밝기, 단순성 및 견고성이 필요한 특정 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 일반적인 동향은 통합 솔루션으로 이동했습니다. 도트 매트릭스 LED 디스플레이 및 OLED는 영숫자 문자와 그래픽을 표시하는 데 더 큰 유연성을 제공합니다. 간단한 숫자 표시의 경우, 초저전력 응용 분야에서 LCD가 지배적입니다. 그러나 LED의 고유한 장점인 높은 밝기, 자체 발광, 넓은 온도 범위 및 긴 수명은 이러한 요소가 가장 중요한 산업, 자동차 및 야외 장비에서의 지속적인 사용을 보장합니다. 더 효율적인 AlInGaP와 같은 LED 재료의 발전 및 GaN 기반 청색/녹색/백색 LED의 부상은 새로운 디스플레이 제품의 색상 옵션과 효율성을 확장했습니다.