LTP-15801KD 16세그먼트 알파벳 숫자 LED 디스플레이 데이터시트 - 1.5인치 디지트 높이 - 하이퍼 레드 (650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-15801KD는 단일 디지트, 16세그먼트 알파벳 숫자 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치 및 계측기를 위한 선명하고 가시성이 높은 숫자 및 제한된 알파벳 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 고효율 및 높은 휘도 강도로 알려진 하이퍼 레드 발광을 생성하기 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 이 장치는 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 세그먼트 표시가 있는 검정색 전면을 특징으로 합니다. 균일한 외관이 중요한 응용 분야를 위해 생산 배치 전반에 걸쳐 일관된 밝기를 보장하기 위해 휘도 강도를 기준으로 분류됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 주변 온도(Ta) 25°C 및 세그먼트당 순방향 전류(IF) 20mA의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 핵심 파라미터인 평균 휘도 강도(Iv)의 전형적인 값은 27.3 밀리칸델라(mcd)입니다. 이 값은 점등된 세그먼트의 인지된 밝기를 나타냅니다. 이 장치는 가시 스펙트럼의 진한 빨간색 부분에 해당하는 650 나노미터(nm)의 피크 방출 파장(λp)에서 빛을 방출합니다. 주 파장(λd)은 639 nm로 지정됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm로, 방출된 광대역의 스펙트럼 순도 또는 좁음을 나타냅니다. 2:1(최대)의 휘도 강도 매칭 비율이 지정되어 있으며, 이는 단일 유닛 내에서 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 간의 밝기 차이가 이 비율을 초과하지 않아야 함을 의미하여 시각적 균일성을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 특성은 신뢰할 수 있는 사용을 위한 작동 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 경계를 설정합니다: 세그먼트당 최대 전력 소산 70 mW, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클)에서 최대 피크 순방향 전류 90 mA, 25°C에서 세그먼트당 최대 연속 순방향 전류 25 mA(해당 온도 이상에서는 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소). 세그먼트당 최대 역방향 전압(VR)은 5V입니다. 정상 작동 조건(IF=20mA)에서 세그먼트당 전형적인 순방향 전압(VF)은 2.6V이며, 최대 5.2V입니다. 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA입니다. 이러한 파라미터는 전류 제한 회로를 설계하고 조기 고장을 일으킬 수 있는 조건에 LED가 노출되지 않도록 하는 데 중요합니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C 및 동일한 저장 온도 범위로 등급이 매겨져 있습니다. 이 넓은 범위는 소비자 및 산업 환경 모두에서 사용하기에 적합합니다. 중요한 처리 사양은 구성 요소의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치) 지점에서 측정된 최대 3초 동안의 최대 납땜 온도 260°C입니다. 이 리플로우 납땜 프로파일을 준수하는 것은 LED 칩, 내부 본드 및 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하는 데 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "휘도 강도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조된 유닛을 표준 테스트 전류에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류(빈닝)하는 생산 빈닝 공정을 의미합니다. 이 문서에서 특정 빈 코드는 자세히 설명되지 않았지만, 이러한 시스템은 설계자가 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 조달할 수 있도록 보장합니다. 이는 다중 디지트 디스플레이 또는 여러 유닛이 나란히 사용되는 제품에서 특히 중요하며, 개별 디지트 또는 장치 간에 눈에 띄는 강도 차이를 방지합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 LED 구성 요소에 표준인 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 제공된 텍스트에 특정 그래프가 재현되지는 않았지만, 이러한 곡선은 일반적으로 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF)의 관계, 휘도 강도(Iv)와 순방향 전류(IF)의 관계, 그리고 휘도 강도의 주변 온도에 따른 변화를 보여줍니다. 이러한 곡선은 설계자에게 매우 귀중합니다. VF-IF 곡선은 적절한 구동 전압과 직렬 저항을 선택하는 데 도움이 됩니다. Iv-IF 곡선은 전류에 따라 밝기가 어떻게 증가하는지 보여주지만, 수익 체감점과 증가된 열을 강조하기도 합니다. Iv-Ta 곡선은 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 LED의 음의 온도 계수를 보여주며, 열 관리 결정에 정보를 제공합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 외형

패키지는 스루홀 타입(DIP) 디스플레이입니다. 모든 주요 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 특징은 표시된 문자의 물리적 크기를 정의하는 1.5인치(38 mm) 디지트 높이입니다. 도면은 세그먼트 레이아웃(A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M)과 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 장치 전체 풋프린트를 상세히 설명합니다.

5.2 핀아웃 및 극성 식별

이 장치는 17핀 구성입니다. 핀 1은 공통 애노드로 식별됩니다. 이는 중요한 극성 식별자입니다. 다른 모든 핀(2~17)은 개별 세그먼트 또는 소수점의 캐소드입니다. 내부 회로도는 공통 애노드 구성을 확인시켜 주며, 이는 모든 LED 세그먼트 애노드가 내부적으로 공통 핀(핀 1)에 연결되어 있음을 의미합니다. 세그먼트를 점등하려면 공통 애노드 핀을 양전압(전류 제한 저항을 통해)에 연결하고 해당 캐소드 핀을 접지(논리 로우)로 당겨야 합니다. 핀 연결 테이블은 각 캐소드 핀 번호를 해당 세그먼트(예: 핀 2 = G1, 핀 3 = E 등)에 명시적으로 매핑합니다. 오른쪽 소수점도 패키지에 통합되어 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

주요 조립 지침은 납땜 공정과 관련이 있습니다. 절대 최대 정격에서 언급된 바와 같이, 이 구성 요소는 최대 3초 동안 최대 납땜(리플로우) 온도 260°C를 견딜 수 있습니다. 이는 무연 솔더를 사용하는 웨이브 또는 리플로우 납땜 공정의 표준 프로파일입니다. 플라스틱 하우징의 뒤틀림, 변색 또는 균열을 방지하고 내부 와이어 본드 및 반도체 다이를 열 응력으로부터 보호하기 위해 조립 중 시간과 온도를 제어하는 것이 필수적입니다. 인두를 사용한 수동 납땜도 빠르고 제어된 열로 수행하여 국부적인 과열을 피해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

특정 부품 번호는 LTP-15801KD입니다. "LTP" 접두사는 제품군(LED 디스플레이)을 나타내고, "15801"은 1.5인치 크기와 16세그먼트 타입을 나타낼 수 있으며, "KD"는 색상(하이퍼 레드) 및 아마도 공통 애노드 구성을 나타내는 접미사일 수 있습니다. 데이터시트는 대량 포장(예: 튜브, 트레이 또는 릴) 또는 최소 주문 수량에 대한 세부 정보를 제공하지 않습니다. 생산을 위해서는 제조업체 또는 유통업체의 포장 사양을 참조해야 합니다.

8. 응용 제안

8.1 전형적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 단일의 가시성이 매우 높은 디지트 또는 문자가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 용도로는 전압, 전류 또는 온도 판독값을 위한 패널 미터, 디지털 시계 또는 타이머, 산업용 제어 패널, 테스트 및 측정 장비, 그리고 단일 파라미터가 표시되는 전자레인지 또는 오디오 앰프와 같은 소비자 가전이 있습니다.

8.2 설계 고려사항

구동 회로:공통 애노드 디스플레이는 전류 싱크 구동기가 필요합니다. 각 세그먼트 캐소드는 활성화 시 필요한 전류(예: 20mA)를 싱크할 수 있는 구동기에 연결되어야 합니다. 공통 애노드는 일반적으로 전류 제한 저항을 통해 양극 공급 전압에 연결됩니다. 또는 온도에 따른 더 나은 밝기 균일성과 안정성을 위해 정전류 구동기 IC를 사용할 수 있습니다.
멀티플렉싱:이것은 단일 디지트 디스플레이이지만, 여러 디지트가 사용되는 경우 원리가 적용됩니다. 모든 디지트의 세그먼트를 병렬로 연결하고 각 디지트의 공통 애노드를 고주파로 순차적으로 구동할 수 있습니다. 이렇게 하면 필요한 구동기 핀 수를 크게 줄일 수 있습니다.
전류 제한:순방향 전류를 설정하기 위해 공통 애노드와 직렬로 외부 저항이 필수적입니다. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF로 계산되며, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED의 순방향 전압(안전을 위해 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다.
시야각:데이터시트는 "넓은 시야각"을 주장하며, 이는 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 유리합니다.

9. 기술 비교

LTP-15801KD의 주요 차별점은 하이퍼 레드 발광을 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기술을 사용한다는 점입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP LED는 상당히 높은 광 효율을 제공하며, 이는 동일한 양의 전류에 대해 더 많은 빛(더 높은 mcd)을 생성한다는 것을 의미합니다. 또한 일반적으로 더 나은 온도 안정성과 더 긴 작동 수명을 가집니다. 더 간단한 7세그먼트 디스플레이와 달리 16세그먼트 설계는 더 완전한 알파벳 숫자 문자 세트(A-Z, 0-9 및 일부 기호)의 표현을 허용하여 순수 숫자 디스플레이에 비해 다양성을 증가시킵니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 피크 파장(650nm)과 주 파장(639nm)의 차이는 무엇인가요?
A: 피크 파장은 방출 스펙트럼이 최대 강도를 갖는 파장입니다. 주 파장은 LED의 실제 광대역 출력과 동일한 인지된 색상을 생성할 단색광의 단일 파장입니다. 적색 LED의 경우 주 파장은 종종 피크 파장보다 약간 짧습니다.

Q: 최대 연속 전류는 25mA인데 피크 펄스 전류는 90mA인 이유는 무엇인가요?
A: 연속 전류는 장치의 열 소산 능력에 의해 제한됩니다. 25mA에서 전력 소산(VF * IF)은 70mW 한도 내에 있습니다. 펄스 전류(1/10 듀티 사이클에서 90mA)는 시간당 평균 전력이 낮아 과열을 방지하기 때문에 더 높은 순간 밝기(휘도 강도가 전류에 거의 비례하기 때문에)를 허용합니다. LED 접합은 펄스 사이에 냉각할 시간이 있습니다.

Q: 이 디스플레이를 마이크로컨트롤러에 어떻게 연결하나요?
A: 핀 수와 전류 제한으로 인해 17핀을 표준 MCU에 직접 연결할 수 없습니다. 외부 구동 회로를 사용해야 합니다. 일반적인 접근 방식은 전용 정전류 싱크 LED 구동기 IC(MAX7219 또는 유사 제품) 또는 MCU의 GPIO 핀으로 제어되는 트랜지스터 어레이 뱅크(ULN2003과 같은)를 사용하는 것입니다. 구동기는 캐소드에 대한 전류 싱크를 처리하는 반면, 공통 애노드는 저항을 통해 전원이 공급됩니다.

11. 실제 사용 사례

단일 디지트 DC 전압계 설계:실제 응용은 0-9.9V 전압계를 구축하는 것입니다. LTP-15801KD는 십의 자리 숫자(0-9)를 표시할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러(예: Arduino 또는 PIC)에 의해 구동됩니다. MCU는 ADC를 통해 아날로그 전압을 읽고, 스케일링하고, 올바른 숫자를 형성하기 위해 점등할 세그먼트를 결정합니다. 16세그먼트는 숫자의 선명한 렌더링을 허용합니다. 위에서 설명한 구동 회로는 MCU의 저전류 디지털 출력을 LED의 더 높은 전류 요구 사항에 인터페이스합니다. 하이퍼 레드 색상은 우수한 가시성을 제공합니다. 전류 제한 저항을 디스플레이 가까이에 배치하고 아날로그 판독에 영향을 미치는 노이즈를 피하기 위해 깨끗한 전원 공급 라인을 보장하기 위해 PCB 레이아웃에서 주의해야 합니다.

12. 동작 원리 소개

LED는 반도체 다이오드입니다. 애노드와 캐소드 양단에 특성 순방향 전압(VF)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 반도체 재료의 전자가 활성 영역(접합)에서 p형 재료의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 적색/주황색/황색 빛에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 이 16세그먼트 디스플레이에서는 여러 개의 개별 AlInGaP LED 칩이 패키지 내에 장착되어 각각 문자의 한 세그먼트를 형성합니다. 단순화된 구동을 위해 공통 애노드 구성으로 전기적으로 연결됩니다.

13. 기술 동향

LTP-15801KD와 같은 스루홀 디스플레이는 프로토타이핑, 취미 프로젝트 및 특정 산업 응용 분야에 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 표면 실장 장치(SMD) 패키지 쪽으로 이동하고 있습니다. SMD LED는 더 작은 풋프린트, 더 낮은 프로파일을 제공하며 자동화된 피크 앤 플레이스 조립에 더 적합하여 제조 비용을 줄입니다. 알파벳 숫자 디스플레이의 경우, 도트 매트릭스 패널(격자에 많은 더 작은 LED 사용)은 그래픽 표시와 더 넓은 문자 세트에 더 큰 유연성을 제공하기 때문에 더 보편화되었습니다. 더욱이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이는 이제 소비자 전자제품에서 일반적이며, 우수한 대비, 시야각 및 얇음을 제공하지만, 기술과 응용 분야에서 이산 LED 세그먼트 디스플레이와 크게 다릅니다. AlInGaP 재료 시스템 자체는 오래된 LED 재료에 비해 더 높은 효율과 신뢰성을 제공하는 발전을 나타냅니다.