LTD-4608JG 0.4인치 듀얼 디지트 LED 디스플레이 데이터시트 - 디지트 높이 10.0mm - 녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-4608JG는 낮은 전력 소비로 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 컴팩트하고 고성능의 듀얼 디지트 세븐 세그먼트 디스플레이입니다. 이 장치의 주요 기능은 계기판, 테스트 장비, 소비자 가전 및 산업용 제어 장치와 같은 전자 장치에서 시각적인 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용한다는 점으로, 이전 기술에 비해 우수한 효율성과 색 순도를 제공합니다. 목표 시장은 휴대용 장치, 배터리 구동 장비 및 공간, 전력 효율성, 가독성이 중요한 제약 조건인 모든 애플리케이션을 작업하는 설계자 및 엔지니어를 포함합니다.

1.1 주요 특징 및 핵심 장점

• 0.4인치 (10.0mm) 디지트 높이:중간 거리 시야에 적합한 문자 크기를 제공하여 가시성과 부품 공간을 균형 있게 조정합니다.
• 연속적이고 균일한 세그먼트:표시된 숫자의 부드럽고 전문적인 외관을 보장하며, 발광에서 보이는 간격이나 불규칙성이 없습니다.
• 낮은 전력 요구 사항:에너지 효율성을 위해 설계되어 배터리로 작동하는 장치에 이상적입니다. 표준 광도 측정을 위해 일반적인 순방향 전류 1mA에서 작동합니다.
• 고휘도 및 고대비:AlInGaP 재료와 흰색 세그먼트가 있는 회색 면은 우수한 광도와 선명한 대비비를 생성하여 조명이 밝은 주변 환경에서도 가독성을 보장합니다.
• 넓은 시야각:넓은 시야각에 걸쳐 일관된 광 출력과 색상을 제공하여 다양한 각도에서 사용성을 향상시킵니다.
• 고체 상태 신뢰성:LED 기반 장치로서 기계식 또는 기타 디스플레이 기술에 비해 긴 작동 수명, 충격 저항성 및 빠른 스위칭 시간을 제공합니다.
• 광도 분류:단위는 광 출력에 따라 분류되어 다중 디지트 또는 다중 장치 애플리케이션에서 일관된 밝기 일치를 가능하게 합니다.

2. 기술 매개변수: 심층적 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 전기적 및 광학적 특성에 대한 상세한 분석을 제공하며, 설계 및 애플리케이션에 대한 그 중요성을 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

이는 장치에 영구적인 손상을 방지하기 위해 어떤 조건에서도 초과해서는 안 되는 스트레스 한계입니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭). 이 정격은 짧은 펄스 작동을 위한 것으로, 멀티플렉싱 또는 더 높은 순간 밝기 달성에 유용합니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25 mA (25°C에서). 이는 연속 작동을 위한 최대 DC 전류입니다. 데이터시트는 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수를 지정하며, 이는 열 부하를 관리하기 위해 주변 온도가 상승함에 따라 허용 연속 전류가 감소함을 의미합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 장치는 산업 등급 온도 환경에 적합하도록 정격화되었습니다.
• 솔더링 온도:260°C에서 3초간 (착면 아래 1/16인치, 약 1.6mm 지점에서 측정). 이는 조립 중 열 손상을 피하기 위한 리플로우 솔더링 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C에서)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 평균 광도 (Iv):순방향 전류 (IF) 1mA에서 320 ~ 850 µcd (최소 ~ 최대). 이 넓은 범위는 분류 과정을 나타냅니다; 설계자는 이 변동을 고려하거나 균일한 외관을 위해 분류된 부품을 선택해야 합니다. 일반적인 값은 이 범위의 중간 정도일 가능성이 높습니다.
• 피크 방출 파장 (λp):571 nm (일반적). 이는 방출된 빛의 강도가 가장 높은 파장으로, 가시 스펙트럼의 순수한 녹색 영역에 위치합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm (일반적). 이는 스펙트럼 순도를 측정합니다. 더 좁은 반폭은 더 단색에 가깝고 채도가 높은 녹색을 나타냅니다.
• 주 파장 (λd):572 nm (일반적). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 이 장치의 피크 파장과 밀접하게 일치합니다.
• 세그먼트당 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.05V ~ 2.6V (일반적). 이는 LED 세그먼트가 전도할 때 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 변동은 일반적인 반도체 제조 공차 때문입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 100 µA (최대). 이는 LED가 최대 정격에서 역방향 바이어스될 때의 작은 누설 전류입니다.
• 광도 일치 비율 (Iv-m):2:1 (최대). 이는 단일 장치 내에서 또는 동일한 분류 내 장치들 사이에서 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 사이의 최대 허용 비율을 지정하여 시각적 균일성을 보장합니다.

3. 분류 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도 분류"되었다고 표시합니다. 이는 생산 후 분류(바이닝) 과정을 의미합니다.

• 광도 분류:Iv 범위(1mA에서 320-850 µcd)에서 보여지듯이, LED는 측정된 광 출력에 따라 그룹으로 분류됩니다. 이를 통해 제조업체는 보장된 최소 밝기를 가진 부품을 제공하거나 더 엄격한 강도 범위 내의 부품을 프리미엄으로 판매할 수 있습니다. 설계자는 필요한 분류를 지정하거나 자재 명세서에서 밝기 변동을 준비해야 합니다.
• 파장/색상 분류:여러 코드로 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, λp(571nm)와 λd(572nm)에 대한 엄격한 일반 사양은 통제된 제조 공정을 시사합니다. 중요한 색상 애플리케이션의 경우, 특정 파장 분류의 부품을 사용할 수 있을 수 있습니다.
• 순방향 전압 분류:VF 범위(2.05-2.6V)는 자연적인 분포를 나타냅니다. 전원 공급 설계가 매우 민감한 애플리케이션의 경우, 특정 전압 분류에서 부품을 선택하는 것이 유리할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):이 그래프는 빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 선형이지만, 열 효과로 인해 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다. Iv에 대한 1mA 테스트 포인트는 효율적이고 선형인 영역에서의 작동을 나타냅니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:지수 관계를 보여주며, 정전류 드라이버 설계에 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 빛 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 고온 환경에서의 주요 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:빛 강도 대 파장의 그래프로, 약 571nm에서 피크와 좁은 반폭을 보여 순수한 녹색을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 도면

이 장치는 표준 10핀 듀얼 인라인 패키지(DIP)를 가지고 있습니다. 데이터시트의 주요 치수 참고 사항: 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 지정되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25mm(0.01")입니다. 도면은 전체 길이, 너비, 높이, 디지트 간격, 세그먼트 치수 및 핀 간격(표준 0.1" / 2.54mm 피치일 가능성 높음)을 상세히 설명할 것입니다.

5.2 핀 연결 및 극성 식별

이 장치는 멀티플렉싱을 위해커먼 애노드구성을 사용합니다. 내부 회로도는 두 개의 커먼 애노드(각 디지트당 하나)와 각 세그먼트(A-G 및 DP)에 대한 개별 캐소드를 보여줍니다.

핀아웃:

1: 캐소드 C

2: 캐소드 D.P. (소수점)

3: 캐소드 E

4: 커먼 애노드 (디지트 2)

5: 캐소드 D

6: 캐소드 F

7: 캐소드 G

8: 캐소드 B

9: 커먼 애노드 (디지트 1)

10: 캐소드 A

극성은 "커먼 애노드" 지정으로 명확하게 표시됩니다. 물리적 패키지에는 방향을 위해 핀 1 근처에 노치 또는 점이 있을 가능성이 높습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

• 리플로우 솔더링 매개변수:절대 최대 정격에 따라, 권장 솔더링 프로파일은 패키지 본체 아래 1.6mm 지점에서 측정하여 260°C에서 3초입니다. 이는 표준 무연 리플로우 조건입니다.
• 주의 사항:
  • 삽입 시 핀에 기계적 스트레스를 피하십시오.
  • 최대 패키지 온도를 초과하지 않도록 솔더링 아이언 팁 온도를 제어하십시오.
  • 필요한 경우 적절한 플럭스 및 세정 절차를 사용하십시오.
• 저장 조건:지정된 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내에서 건조하고 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 고습도 또는 부식성 가스에 노출되지 않도록 하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

• 포장 사양:일반적으로, 이러한 디스플레이는 핀과 렌즈를 손상 및 정전기 방전(ESD)으로부터 보호하기 위해 정전기 방지 튜브 또는 트레이로 공급됩니다.
• 모델 번호 규칙:부품 번호 LTD-4608JG는 내부 코딩 시스템을 따를 가능성이 높으며, 여기서 "LTD"는 제품군(LED 디스플레이)을, "4608"은 크기 및 유형(0.4" 2-디지트)을, "JG"는 색상(녹색) 및 설명에 언급된 바와 같이 오른쪽 소수점과 같은 기타 변형을 지정합니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 디지털 멀티미터 및 클램프 미터
• 벤치 전원 공급 장치 및 전자 부하
• 공정 제어 표시기
• 피트니스 장비 디스플레이
• 자동차 애프터마켓 게이지(실내용)
• 소비자 가전 타이머 및 카운터

8.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:각 캐소드 라인에 대해 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오. 두 디지트를 멀티플렉싱하려면, 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 주파수(일반적으로 >60Hz)로 커먼 애노드(핀 4 및 9)를 순차적으로 스위칭하십시오.
• 전류 계산:원하는 밝기와 VF 곡선을 기반으로 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압과 2.3V의 VF에서 1mA에서 일반적인 밝기를 달성하려면, 전류 제한 저항은 R = (V_공급 - VF) / I_F = (5 - 2.3) / 0.001 = 2700 Ω이 됩니다.
• 마이크로컨트롤러 인터페이스:세그먼트당 전류가 MCU의 싱크 능력 내에 있는 경우, 캐소드는 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(싱크 전류)에 의해 직접 구동되거나, 더 높은 전류의 경우 트랜지스터/MOSFET 어레이를 통해 구동될 수 있습니다.
• 시야각:디스플레이를 주요 사용자 시선에 수직으로 장착하여 넓은 시야각을 활용하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED 또는 적색 GaAsP LED와 같은 이전 기술과 비교하여, AlInGaP 기반 LTD-4608JG는 다음을 제공합니다:

• 더 높은 효율성 및 밝기:밀리암페어당 더 많은 빛 출력.
• 우수한 색상 채도:더 좁은 스펙트럼 반폭으로 인해 더 순수하고 시각적으로 뚜렷한 녹색을 생성합니다.
• 더 나은 온도 안정성:AlInGaP는 일반적으로 일부 오래된 재료보다 온도 범위에 걸쳐 성능을 더 잘 유지합니다.
• 현대적인 백색 LED 백라이트 LCD와 비교하여, 이 장치는 직사광선에서 더 높은 대비, 간단한 숫자 표시를 위한 더 낮은 전력 소비 및 인터페이스의 극도의 단순성(직접 구동 대 LCD 컨트롤러)을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q1: "광도 일치 비율" 2:1의 목적은 무엇입니까?

A1: 이 비율은 시각적 일관성을 보장합니다. 이는 하나의 디스플레이 장치 내에서 어떤 세그먼트도 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 다른 숫자(예: 어두운 세그먼트가 있는 "8"이 "0"처럼 보일 수 있음)로 오인될 수 있는 고르지 않게 켜진 숫자를 방지합니다.

Q2: 3.3V 마이크로컨트롤러 시스템으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 하지만 신중한 설계가 필요합니다. 일반적인 VF는 2.05-2.6V입니다. 3.3V 공급 전압에서 전류 제한 저항을 위한 전압 여유는 매우 작습니다(3.3 - 2.6 = 0.7V). 저항 값을 정확하게 계산해야 합니다(예: 1mA의 경우: R = 0.7V / 0.001A = 700Ω). MCU 핀이 필요한 전류를 싱크할 수 있는지 확인하십시오. 정전류 드라이버 IC는 저전압 공급에 대해 종종 더 신뢰할 수 있는 솔루션입니다.

Q3: 왜 두 가지 다른 전류 정격(연속 25mA 및 피크 60mA)이 있습니까?

A3: 25mA 연속 정격은 DC 작동을 위한 것으로, 평균 열 소산에 의해 제한됩니다. 60mA 피크 정격은 멀티플렉싱 시스템에서 더 높은 순간 밝기를 허용합니다. 멀티플렉싱에서 각 디지트는 시간의 일부(듀티 사이클) 동안만 전원이 공급됩니다. "켜짐" 시간 동안의 더 높은 피크 전류는 더 밝게 인지되는 평균 밝기를 생성하는 반면, 더 낮은 평균 전류는 장치를 열적 한계 내에 유지합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례 연구

사례: 간단한 2-디지트 전압계 표시 설계

한 설계자가 0.0V에서 9.9V까지 표시하기 위한 컴팩트한 전압계를 만들고 있습니다. 그들은 작은 크기, 낮은 전력 및 선명한 녹색 디스플레이를 위해 LTD-4608JG를 선택합니다. 시스템은 전압을 측정하기 위해 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러를 사용합니다.

• 회로 설계:마이크로컨트롤러의 포트 핀은 220Ω 전류 제한 저항(5V에서 세그먼트당 약 3mA로 계산)을 통해 세그먼트 캐소드(A-G, DP)에 연결됩니다. 다른 두 개의 GPIO 핀은 커먼 애노드(디지트 1 및 디지트 2)를 5V 공급 전압으로 스위칭하는 PNP 트랜지스터(또는 P-채널 MOSFET)를 구동합니다.
• 소프트웨어:펌웨어는 ADC를 읽고, 값을 두 개의 BCD 디지트로 변환하며, 각 디지트(0-9)에 대해 어떤 세그먼트를 점등할지 결정하기 위해 룩업 테이블을 사용합니다. 그런 다음 멀티플렉싱합니다: 디지트 1에 대한 트랜지스터를 켜고, 첫 번째 디지트에 대한 캐소드 패턴을 설정하고, 5ms 대기하고, 디지트 1을 끄고, 디지트 2에 대한 트랜지스터를 켜고, 두 번째 디지트에 대한 캐소드 패턴을 설정하고, 5ms 대기하고, 반복합니다. 이 100Hz 새로 고침 빈도는 보이는 깜빡임을 제거합니다.
• 결과:마이크로컨트롤러 자원과 전력을 최소한으로 소비하는 선명하고 안정적인 2-디지트 표시.

12. 작동 원리 소개

LTD-4608JG는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 작동합니다. 접합의 내재 전위(AlInGaP의 경우 약 2V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역에서 재결합합니다. AlInGaP LED에서 이 재결합은 주로 스펙트럼의 녹색 부분(~571nm)에 해당하는 파장을 가진 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드의 특정 합금 구성은 밴드갭 에너지를 결정하고 따라서 방출되는 빛의 색상을 결정합니다. 불투명한 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 반사하는 데 도움이 되어 상부 표면에서의 전체적인 빛 추출 효율을 향상시킵니다. 일곱 개의 세그먼트는 숫자의 패턴으로 배선된 개별 LED 칩으로, 이러한 세그먼트의 조합을 선택적으로 활성화하여 0부터 9까지의 숫자(및 일부 문자)를 형성할 수 있습니다.

13. 기술 동향 및 발전

세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 표시를 위한 강력하고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있지만, 더 넓은 디스플레이 기술 분야는 진화하고 있습니다. 이 제품의 영역과 관련된 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:AlInGaP의 추가 개선 및 다른 색상을 위한 InGaN과 같은 재료 개발을 포함한 반도체 재료에 대한 지속적인 연구는 와트당 루멘 효율성을 더 높여 더 낮은 전류에서 더 밝은 디스플레이를 가능하게 합니다.
• 소형화:더 작은 픽셀 피치와 더 높은 밀도를 위한 지속적인 추진이 있지만, 표준 세븐 세그먼트 디스플레이의 경우 0.4" 크기는 많은 애플리케이션에 대해 잘 확립된 스위트 스팟을 나타냅니다.
• 통합:일부 현대 디스플레이는 드라이버 IC 및 심지어 마이크로컨트롤러 인터페이스(I2C 또는 SPI와 같은)를 패키지에 직접 통합하여 외부 회로 설계를 단순화합니다. LTD-4608JG는 대량 생산, 비용 민감한 설계에 대해 최대 유연성과 낮은 비용을 제공하는 전통적인 개별 접근 방식을 나타냅니다.
• 대체 기술과의 경쟁:OLED(유기 발광 다이오드) 디스플레이는 우수한 대비 및 시야각을 제공하며 작고 맞춤형 모양의 디스플레이에 대해 더 저렴해지고 있습니다. 그러나 간단하고 고휘도, 저전력 숫자 표시기의 경우, LTD-4608JG와 같은 전통적인 LED 세그먼트 디스플레이는 수명, 견고성 및 햇빛 가독성에서 상당한 이점을 유지합니다.