LTS-3861JF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치(7.62mm) 숫자 높이 - AlInGaP 황오렌지색 - 순방향 전압 2.6V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3861JF는 단일 숫자, 7세그먼트 및 우측 소수점 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 선명하고 가시성이 높은 숫자 및 제한된 영숫자 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 스펙트럼의 황오렌지 영역에서 고효율 빛을 생성하는 것으로 알려진 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 반도체 재료를 LED 칩에 사용합니다. 이 장치는 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 합니다. 공통 애노드 구성으로 설계되어 많은 마이크로컨트롤러 기반 애플리케이션에서 구동 회로를 단순화합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 AlInGaP 구조와 설계에서 비롯됩니다. 높은 밝기와 우수한 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가시성이 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 넓은 시야각은 오프축 위치에서도 디스플레이가 가독성을 유지하도록 보장합니다. 낮은 전력 요구 사항과 고체 상태 신뢰성은 소비자 및 산업용 전자 제품에서 장기 사용에 이상적입니다. 주요 목표 시장에는 단순하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 계기판, 판매 시점 장비, 가전 제품, 산업 제어 장치 및 통신 장치가 포함됩니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 전기적 및 광학적 특성에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

발광 강도는 분류되어 있으며, 순방향 전류 1mA에서의 전형적인 값은 600 마이크로칸델라(ucd)입니다. 이 매개변수는 CIE 명시적 눈 반응 곡선과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정되며, 이 값이 인간의 밝기 인식과 상관관계가 있도록 보장합니다. 주 파장은 605 나노미터(nm)로, 출력을 확실히 황오렌지 색상 범위에 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭은 17 nm로, 최소의 스펙트럼 확산을 가진 비교적 순수하고 포화된 색상을 나타냅니다. 세그먼트 간 발광 강도 일치 비율은 2:1로 지정되어 숫자 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 매개변수

LED 칩당 순방향 전압은 20mA에서 전형적으로 2.60 볼트입니다. 설계자는 생산 로트 간 일관된 밝기를 보장하기 위해 전류 제한 회로를 설계할 때 순방향 전압 범위(2.05V ~ 2.60V)를 고려해야 합니다. 역전류는 5V 역바이어스에서 최대 100 마이크로암페어로 지정됩니다. 이 역전압 조건은 테스트 목적으로만 사용된다는 점을 매우 중요하게 유의해야 합니다; 이 장치는 역바이어스 하에서 연속 작동하도록 설계되지 않았습니다. 절대 최대 정격은 작동 한계를 정의합니다: 세그먼트당 70mW 전력 소산, 펄스 조건(1/10 듀티, 0.1ms 펄스)에서 90mA의 피크 순방향 전류, 그리고 25°C에서 25mA의 연속 순방향 전류로, 그 온도 이상에서는 선형적으로 0.33 mA/°C씩 감액됩니다.

2.3 열 및 환경 정격

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 정격되며, 저장 온도 범위도 동일합니다. 이 넓은 범위는 상당한 온도 변화가 있는 환경에서의 배치를 지원합니다. 납땜 온도 정격은 조립에 매우 중요합니다: 납땜 중 구성품 본체 온도는 최대 정격을 초과해서는 안 되며, 좌석 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)의 리드에 대해 5초 동안 260°C의 지침이 있습니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

데이터시트는 장치가 발광 강도에 따라 분류된다고 나타냅니다. 이는 장치가 표준 테스트 전류(일반적으로 1mA 또는 20mA)에서 측정된 광 출력을 기반으로 테스트되고 다른 빈으로 분류됨을 의미합니다. 이를 통해 설계자는 주어진 애플리케이션에 대해 일관된 밝기를 가진 부품을 선택할 수 있습니다. 이 발췌문에서 특정 빈 코드는 상세히 설명되지 않았지만, 2:1 강도 일치 비율 사양은 단일 장치 내 세그먼트가 합리적으로 균일한 밝기를 가질 것임을 보장합니다. 여러 디스플레이에 걸쳐 엄격한 밝기 균일성이 필요한 경우 설계자는 제조업체에 상세한 빈닝 정보를 문의해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 전형적인 성능 곡선이 참조되어 있습니다. 이러한 그래프는 25°C에서의 단일 지점 사양을 넘어서는 장치 동작을 이해하는 데 필수적입니다. 일반적으로 다음을 포함합니다:

• IV 곡선 (전류 대 전압):순방향 전압과 순방향 전류 간의 관계를 보여줍니다. 이 곡선은 비선형이며 올바른 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 설계하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 설명합니다. 이는 전력 소산과 수명을 고려하면서 원하는 밝기 수준에 대한 최적의 구동 전류를 결정하는 데 도움이 됩니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 높은 주변 온도 또는 높은 구동 전류에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 611nm에서의 피크와 스펙트럼 폭을 보여줍니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 실제 비이상적인 조건에서의 성능을 예측할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

디스플레이의 숫자 높이는 0.3인치(7.62 mm)입니다. 패키지 치수 도면은 PCB 풋프린트 설계 및 외장 피팅에 대한 중요한 기계적 데이터를 제공합니다. 주요 공차는 다음과 같습니다: 대부분의 치수에 대해 ±0.25mm 및 핀 팁 이동 공차 ±0.4 mm. 핀에 대한 권장 PCB 구멍 직경은 1.40 mm입니다. 데이터시트에는 이물질, 세그먼트 내 기포, 반사판 굽힘 및 표면 잉크 오염에 대한 허용 수준에 관한 품질 관리 노트도 포함되어 있습니다.

5.1 핀아웃 및 회로도

이 장치는 10핀 단일 행 구성을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 주어진 숫자에 대한 모든 LED의 애노드가 함께 연결되는 공통 애노드 설계를 보여줍니다. 핀 연결 테이블은 올바른 배선에 필수적입니다:
핀 1: 공통 애노드
핀 2: 캐소드 F (세그먼트)
핀 3: 캐소드 G (세그먼트)
핀 4: 캐소드 E (세그먼트)
핀 5: 캐소드 D (세그먼트)
핀 6: 공통 애노드 (내부적으로 핀 1에 연결됨)
핀 7: 캐소드 D.P. (소수점)
핀 8: 캐소드 C (세그먼트)
핀 9: 캐소드 B (세그먼트)
핀 10: 캐소드 A (세그먼트)
이중 애노드 핀(1 및 6)은 전류 분배에 도움이 되며 PCB에서 함께 연결될 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 및 수동 납땜

자동 납땜 공정의 경우, 조건은 좌석 평면 아래 1.6mm에서 측정하여 5초 동안 260°C로 지정됩니다. 수동 납땜의 경우, 350°C ±30°C의 더 높은 인두 온도가 허용되지만 접촉 시간은 5초 이내로 제한해야 합니다. 이러한 시간-온도 프로파일을 초과하면 내부 에폭시, LED 칩 또는 와이어 본드가 손상될 수 있습니다.

6.2 저장 및 취급

발췌문에서 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치는 LED 장치에 적용됩니다. 습기 흡수 및 기타 열화를 방지하기 위해 지정된 저장 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내의 제어된 환경에서 정전기 방지 포장에 보관해야 합니다.

7. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

7.1 전형적인 애플리케이션 회로

공통 애노드 디스플레이이기 때문에, 애노드는 일반적으로 전류 제한 저항을 통해 양의 공급 전압(Vcc)에 연결되거나, 바람직하게는 정전류 소스 또는 전류 소스로 구성된 마이크로컨트롤러 핀(능력 범위 내에서)에 의해 구동됩니다. 캐소드 핀은 세그먼트를 켜기 위해 접지(싱크 전류)에 연결됩니다. 이는 공통 캐소드 디스플레이와 반대입니다. 여러 숫자를 멀티플렉싱하는 것은 I/O 핀을 절약하는 일반적인 기술로, 해당 캐소드 패턴이 제시되는 동안 애노드를 빠르게 전환합니다.

7.2 중요한 설계 경고

"주의" 섹션은 몇 가지 중요한 사항을 강조합니다:
1. 전류 제한은 필수입니다:LED는 전류 구동 장치입니다. 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 항상 직렬 저항 또는 능동 정전류 회로가 필요합니다.
2. 순방향 전압 변화를 고려하십시오:회로는 전체 VF 범위(2.05V-2.60V)에 걸쳐 의도된 구동 전류를 제공하도록 설계되어야 합니다.
3. 역바이어스를 피하십시오:구동 회로는 전원 주기 동안 역전압 스파이크를 방지하기 위해 보호 장치(병렬 다이오드 등)를 포함해야 합니다.
4. 열 관리:구동 전류는 높은 주변 온도에 대해 감액되어야 합니다. 과도한 전류 또는 높은 작동 온도는 가속된 광 출력 열화 및 조기 고장으로 이어집니다.
5. 애플리케이션 범위:이 장치는 표준 전자 장비용으로 고안되었습니다. 안전이 중요한 애플리케이션(항공, 의료 등)의 경우 특정 상담 및 자격이 필요합니다.

8. 신뢰성 및 테스트

이 장치는 군사(MIL-STD), 일본(JIS) 및 내부 표준을 기반으로 한 포괄적인 신뢰성 테스트를 거칩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
- 작동 수명 테스트 (RTOL):최대 정격 전류에서 1000시간.
- 환경 스트레스 테스트:고온/고습 저장, 고/저온 저장, 온도 사이클링 및 열 충격.
- 공정 견고성 테스트:납땜 저항 및 납땜성 테스트.
이러한 테스트는 제조, 저장 및 장기 작동의 엄격함을 견딜 수 있는 장치의 능력을 검증합니다.

9. 비교 및 차별화

LTS-3861JF의 주요 차별화 요소는 황오렌지색 발광을 위한 AlInGaP 기술 사용에 있습니다. GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다. 회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 완전 확산 패키지에 비해 우수한 대비를 제공합니다. 0.3인치 숫자 크기는 더 작고 가독성이 낮은 디스플레이와 더 크고 고전력 디스플레이 사이의 특정 틈새 시장을 목표로 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 공통 애노드와 공통 캐소드의 차이점은 무엇입니까?
A: 공통 애노드 디스플레이에서는 모든 LED 애노드가 Vcc에 함께 연결되고, 세그먼트는 싱크 전류(캐소드를 낮게 만듦)에 의해 켜집니다. 공통 캐소드에서는 모든 캐소드가 접지에 연결되고, 세그먼트는 소스 전류(애노드를 높게 구동)에 의해 켜집니다. 구동 회로는 유형과 일치해야 합니다.

Q: 전류 제한 저항 값을 어떻게 계산합니까?
A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급 - VF_LED) / I_원하는. VF 범위의 낮은 끝에서 충분한 전류를 보장하기 위해 데이터시트의 최대 VF(2.60V)를 사용하십시오. 5V 공급 및 20mA 원하는 전류의 경우: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴. 항상 저항 전력 정격을 확인하십시오: P = I^2 * R.

Q: 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?
A: MCU의 핀 전류 소싱/싱킹 능력에 따라 다릅니다. 많은 MCU는 소싱할 수 있는 것보다 더 많은 전류를 싱크할 수 있습니다. 공통 애노드 디스플레이(싱크 전류)의 경우, 세그먼트 전류(예: 10-20mA)가 핀당 및 전체 패키지 한계에 대한 MCU의 싱크 전류 사양 내에 있는 경우 직접 구동할 수 있습니다. 드라이버 IC(예: TPIC6B595 싱크 드라이버가 있는 74HC595 시프트 레지스터 또는 전용 LED 드라이버)는 멀티플렉싱 및 더 높은 전류 제공을 위해 종종 사용됩니다.

11. 실용적인 애플리케이션 예시

시나리오: 간단한 디지털 타이머 디스플레이 설계.
4개의 LTS-3861JF 숫자가 분과 초(MM:SS)를 표시하는 데 사용됩니다. 제한된 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러가 선택됩니다.구현:멀티플렉싱을 사용하십시오. 4개 숫자의 모든 해당 세그먼트 캐소드(A, B, C, D, E, F, G, DP)를 함께 연결하십시오. 이 8개의 라인은 출력(싱크 전류)으로 구성된 8개의 마이크로컨트롤러 핀에 연결됩니다. 각 숫자의 공통 애노드 핀은 총 숫자 전류(최대 8 세그먼트 * 20mA = 160mA)를 처리할 수 있는 작은 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)를 통해 별도의 마이크로컨트롤러 핀에 연결됩니다. 마이크로컨트롤러는 캐소드 라인에서 해당 숫자의 세그먼트 패턴을 출력하는 동안 하나의 트랜지스터를 켜는(하나의 숫자를 활성화하는) 과정을 빠르게 순환합니다. 100Hz 이상의 새로 고침 빈도는 가시적인 깜빡임을 방지합니다. 전류 제한 저항은 캐소드 라인 또는 애노드 경로 중 하나에 배치됩니다.

12. 기술 원리

AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)는 III-V 화합물 반도체입니다. 순방향 바이어스가 가해지면 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 Al, In, Ga 및 P의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 황오렌지색 빛(~605nm)의 경우 특정 조성이 사용됩니다. AlInGaP는 GaAs 기판 위에서 성장됩니다. 빨간색-노란색 색상에 대한 다른 재료 시스템에 비해 높은 내부 양자 효율과 고온에서의 우수한 성능으로 알려져 있습니다.

13. 산업 동향

이산 LED 디스플레이의 동향은 더 높은 효율, 더 넓은 색 영역 및 표면 실장 기술(SMT)과의 통합을 향하고 있습니다. AlInGaP는 고성능 앰버 및 빨간색 색상에서 여전히 지배적이지만, AllnGaN 기반 장치는 녹색 및 노란색 스펙트럼으로 더욱 진출하고 있습니다. 또한 대형 디스플레이를 위한 더 미세한 피치, 직접 보기 LED 모듈로의 일반적인 산업 전환이 있어 일부 애플리케이션에서 이산 세그먼트 숫자에 대한 수요가 감소하고 있습니다. 그러나 산업 및 소비자 장치에서 단순하고 저렴하며 매우 신뢰할 수 있는 숫자 표시의 경우, LTS-3861JF와 같은 세그먼트 LED 디스플레이는 단순성, 내구성 및 쉬운 인터페이스로 인해 견고하고 실용적인 솔루션으로 남아 있습니다.