LTC-3620KG 7-세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 0.39인치 디지트 높이 - AlInGaP 그린 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-3620KG는 고성능 0.39인치(10mm) 디지트 높이의 7-세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계되었으며, 우수한 가시성을 제공합니다. 본 장치는 고효율과 기존 소재 대비 우수한 발광 강도로 알려진 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩 기술을 활용합니다. 세그먼트는 회색과 흰색 색상 구성으로 제공되어 대비와 가독성을 향상시킵니다. 이 디스플레이는 발광 강도로 분류되며, 환경 규정을 고려한 현대 전자 설계에 적합한 무연 패키지로 RoHS 지침을 준수합니다.

2. 기술 사양 상세 분석

2.1 광학적 특성

광학적 성능은 이 디스플레이의 주요 강점입니다. 표준 테스트 전류 1mA에서 평균 발광 강도(Iv)는 최소 200 µcd에서 전형값 585 µcd 범위입니다. 더 높은 구동 전류 10mA에서는 전형 강도가 6435 µcd로 크게 증가하여 AlInGaP 칩의 고휘도 능력을 보여줍니다. 장치는 IF=20mA에서 측정된 피크 발광 파장(λp) 571 nm와 주 발광 파장(λd) 572 nm의 녹색광을 방출합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로 상대적으로 순수한 색상 방출을 나타냅니다. 발광 강도는 정확성을 위해 CIE 명시야 응답 곡선에 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정됩니다.

2.2 전기적 특성

전기적으로, 이 디스플레이는 저전력 동작을 위해 설계되었습니다. 세그먼트당 순방향 전압(VF)은 20mA 구동 시 전형적으로 2.6V, 최대 2.6V입니다. 세그먼트당 역전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA로 명시되어 있으나, 역바이어스 하에서의 연속 동작은 의도되지 않았습니다. 세그먼트 간 발광 강도 매칭 비율은 IF=1mA에서 최대 2:1로, 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다. 인접 세그먼트 간 원치 않는 발광을 최소화하기 위해 ≤ 2.5%의 크로스토크 사양이 정의되어 있습니다.

2.3 절대 최대 정격

본 장치는 지정된 한도 내에서 견고한 동작을 위해 정격화되었습니다. 칩당 최대 전력 소산은 70 mW입니다. 칩당 피크 순방향 전류는 60 mA이지만, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 칩당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25 mA이며, 온도 상승에 따라 0.28 mA/°C로 선형적으로 감액됩니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +105°C입니다. 조립 시, 최대 솔더링 온도는 장착 평면 아래 1.6mm 거리에서 최대 3초 동안 260°C입니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

디스플레이는 특정한 물리적 공간을 차지합니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25mm의 표준 공차를 가진 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 치수 관련 참고사항으로는 핀 끝 이동 공차 ±0.4mm, 세그먼트 상의 이물질 제한(≤10 mils), 표면 잉크 오염 제한(≤20 mils)이 포함됩니다. 반사판의 휨은 길이의 1%를 초과해서는 안 됩니다. 핀을 위한 권장 PCB 홀 직경은 1.0 mm입니다. 스페이서 상세 사항은 ±0.5 mm의 슬립 아웃 공차를 허용합니다.

3.2 핀 구성 및 내부 회로

LTC-3620KG는 커먼 애노드 구성 장치입니다. 핀 연결 테이블은 다음과 같습니다: 핀 2는 디지트 1의 커먼 애노드, 핀 6은 디지트 2, 핀 8은 디지트 3입니다. 세그먼트 캐소드는 특정 핀에 할당됩니다: A (핀 13), B (핀 12), C (핀 4), D (핀 5), E (핀 3), F (핀 16), G (핀 9). 핀 7은 소수점(L / L1 / L2)의 캐소드입니다. 핀 1, 10, 11, 14, 15는 연결 없음(NO PIN)으로 표시됩니다. 내부 회로도는 세 디지트의 커먼 애노드 연결을 보여주며, 각 디지트의 세그먼트는 해당 캐소드 핀에 병렬로 연결되어 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 별도로 명시되지 않는 한 주변 온도 25°C에서 측정된 전형적인 전기적 및 광학적 특성 곡선 섹션이 포함되어 있습니다. 이러한 곡선은 설계자가 다양한 동작 조건에서 장치의 동작을 이해하는 데 필수적입니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프는 상세히 나와 있지 않지만, 이러한 제품의 전형적인 곡선에는 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF)의 관계, 순방향 전류(IF)와 발광 강도(Iv)의 관계, 주변 온도에 따른 발광 강도 변화 등이 포함될 것입니다. 이러한 곡선을 분석하면 효율성과 수명을 유지하면서 원하는 밝기를 달성하기 위한 최적의 구동 전류 선택이 가능합니다.

5. 솔더링 및 조립 지침

적절한 처리는 신뢰성에 매우 중요합니다. 최대 솔더링 온도는 부품의 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정하여 최대 3초 동안 260°C로 명시적으로 정의됩니다. 이는 LED 칩이나 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 웨이브 솔더링 또는 리플로우 공정에 있어 중요한 매개변수입니다. 설계자는 PCB 조립 프로파일이 이 한계를 준수하도록 해야 합니다. 또한, 핀 이동 및 스페이서 슬립과 같은 치수 공차에 대한 참고사항은 적절한 맞춤 및 정렬을 보장하기 위해 PCB 레이아웃 및 기계적 설계 시 고려되어야 합니다.

6. 응용 제안

6.1 대표적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 선명한 중간 크기의 숫자 표시가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 산업용 계기판, 시험 및 측정 장비, 의료 기기, 소비자 가전(전자레인지나 오븐 등), 판매 시점 단말기, 자동차 애프터마켓 디스플레이 등이 있습니다. 높은 밝기와 넓은 시야각은 주변광이 강한 환경이나 다양한 각도에서 디스플레이를 읽어야 하는 곳에 적합합니다.

6.2 설계 시 고려사항

LTC-3620KG를 사용하여 설계할 때는 여러 가지 요소를 고려해야 합니다. 첫째, 커먼 애노드 구성은 캐소드를 제어하기 위해 전류 싱크 구동 회로(예: 트랜지스터 또는 전용 LED 드라이버 IC)가 필요합니다. 전류 제한 저항은 각 세그먼트 캐소드에 공급 전압과 LED의 순방향 전압을 기반으로 계산하여 원하는 순방향 전류와 밝기를 설정하기 위해 필수적입니다. 낮은 전류(예: 1mA)에서의 높은 발광 강도는 매우 저전력 설계를 가능하게 합니다. 설계자는 또한 전력 소산 한계를 고려하고, 동작 주변 온도가 높을 것으로 예상되는 경우 적절한 감액을 구현해야 합니다. 넓은 동작 온도 범위(-35°C ~ +105°C)는 가혹한 환경에서도 견고하게 사용할 수 있게 합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTC-3620KG의 주요 차별화 요소는 그린 LED 칩에 AlInGaP 반도체 소재를 사용한다는 점입니다. 기존의 표준 GaP(갈륨 포스파이드) 그린 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 동일한 구동 전류에서 훨씬 더 높은 발광 효율과 밝기를 제공합니다. 이는 더 나은 가시성과 더 낮은 전력 소비로 이어집니다. "발광 강도로 분류" 기능은 장치가 광 출력에 따라 빈닝되거나 분류됨을 나타내며, 생산 런 및 다중 디지트 디스플레이에서 더 일관된 밝기를 가능하게 합니다. 무연, RoHS 준수 구조는 글로벌 환경 규정에 부합합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: "NO PIN" 연결의 목적은 무엇인가요?

A: "NO PIN" 지정(핀 1, 10, 11, 14, 15)은 성형 공정 중 기계적 대칭과 안정성을 위한 것으로 보입니다. 이 핀들은 내부 구성 요소에 전기적으로 연결되어 있지 않으며, 회로에서 연결하지 않은 상태(플로팅)로 두어야 합니다.

Q: 소수점은 어떻게 제어하나요?

A: 소수점(L, L1, L2)은 핀 7에서 공통 캐소드를 공유합니다. 특정 소수점을 점등하려면, 해당 소수점이 위치한 디지트의 커먼 애노드(핀 2, 6 또는 8)를 활성화하는 동시에 핀 7을 활성화(로우로 풀)해야 합니다. 내부 다이어그램이 정확한 매핑을 명확히 보여줍니다.

Q: 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있나요?

A: 가능하지만 신중한 설계가 필요합니다. 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀은 일반적으로 제한된 전류(종종 20-25mA)만 싱크하거나 소스할 수 있습니다. 디스플레이의 세그먼트당 연속 전류는 최대 25mA이므로, 여러 세그먼트를 동시에 구동하면 마이크로컨트롤러의 총 전류 정격을 초과할 수 있습니다. 전류와 멀티플렉싱을 처리하고 마이크로컨트롤러를 보호하기 위해 외부 구동 트랜지스터나 전용 LED 드라이버 IC를 사용하는 것이 강력히 권장됩니다.

Q: "발광 강도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미하나요?

A: 이 사양은 동일한 조건(IF=1mA)에서 측정할 때, 동일한 장치 내에서 가장 밝은 세그먼트의 발광 강도가 가장 어두운 세그먼트의 강도의 두 배를 넘지 않음을 의미합니다. 이는 한 세그먼트가 다른 세그먼트보다 훨씬 밝게 보이는 것을 피하며, 합리적으로 균일한 외관을 보장합니다.

9. 설계 및 사용 사례

간단한 3자리 전압계 디스플레이를 설계하는 경우를 생각해 보겠습니다. 마이크로컨트롤러는 전압을 측정하고 3자리 숫자로 변환하여 표시해야 합니다. LTC-3620KG의 세 개의 커먼 애노드(핀 2, 6, 8)는 베이스가 마이크로컨트롤러 핀에 의해 제어되는 세 개의 PNP 트랜지스터(또는 유사한 것)의 컬렉터에 연결됩니다. 일곱 개의 세그먼트 캐소드(핀 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16)와 소수점 캐소드(핀 7)는 각각 전류 제한 저항에 연결된 후, 게이트가 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 N채널 MOSFET(또는 유사한 것)의 드레인에 연결됩니다. 펌웨어는 멀티플렉싱을 구현합니다: 디지트 1용 트랜지스터를 켜고, 첫 번째 자리를 표시하는 데 필요한 세그먼트용 MOSFET을 설정한 후, 짧은 시간 대기한 다음 디지트 1을 끄고 디지트 2와 3에 대해 빠르게 반복합니다. 이 멀티플렉싱은 필요한 드라이버 핀 수를 줄이고 일정하고 깜빡임 없는 조명을 가능하게 합니다.

10. 동작 원리 소개

7-세그먼트 LED 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 발광 다이오드의 집합입니다. 일곱 개의 세그먼트(A부터 G까지 레이블링) 각각은 개별 LED입니다. 추가 LED가 종종 소수점에 사용됩니다. LTC-3620KG와 같은 커먼 애노드 구성에서는 주어진 디지트에 대한 모든 LED의 애노드가 함께 연결되어 공통 양전압 공급 핀에 연결됩니다. 각 개별 세그먼트 LED의 캐소드는 별도의 핀으로 나와 있습니다. 특정 세그먼트를 점등하려면, 해당 커먼 애노드 핀을 캐소드 전압보다 높은 전압으로 구동(순방향 바이어스 적용)해야 하며, 해당 캐소드 핀은 더 낮은 전압(일반적으로 전류 제한 저항을 통한 접지)에 연결되어야 합니다. 특정 커먼 애노드가 활성화된 상태에서 어느 캐소드 핀을 접지하는지 제어함으로써 특정 숫자 또는 영숫자 문자를 형성할 수 있습니다.

11. 기술 동향

개별 7-세그먼트 LED 디스플레이는 특정 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 통합과 유연성 쪽으로 나아가고 있습니다. 내장 컨트롤러(시계, 온도 등용)가 있는 통합 드라이버 칩이 더 일반화되어 설계를 단순화하고 있습니다. 또한 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 전환이 이루어지고 있지만, 이와 같은 스루홀 타입은 프로토타이핑, 수리 및 고진동 환경에서 여전히 가치가 있습니다. 소재 측면에서 AlInGaP는 적색, 주황색, 호박색 및 녹색 LED를 위한 진보된 단계를 나타내지만, 전색역 능력의 경우 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)이 청색 및 녹색을 위한 주도적인 기술이며, 종종 형광체와 함께 사용되어 백색광을 생성합니다. 미래에는 디스플레이, 드라이버 및 인터페이스 로직을 하나의 컴팩트한 유닛으로 결합한 하이브리드 또는 맞춤형 다중 디지트 모듈이 더 많이 등장할 수 있습니다.