LTC-5836JG LED 디스플레이 데이터시트 - 0.52인치 디지트 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-5836JG는 고성능 3자리 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 핵심 기술은 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장시킨 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 재료를 활용하여 녹색광을 방출하도록 설계되었습니다. 이 재료 시스템은 높은 효율과 우수한 색 순도로 잘 알려져 있습니다. 장치는 0.52인치(13.2mm)의 디지트 높이를 특징으로 하여 가시성을 확보합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면판을 사용하여 대비를 높이고 다양한 조명 조건에서 문자 가독성을 개선합니다. 다중 자리 디스플레이에서 구동 회로를 단순화하기 위한 표준 설계인 공통 애노드 구성 방식을 채택하고 있습니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 높은 발광 강도, 균일한 세그먼트 발광을 통한 우수한 문자 외관, 그리고 다양한 위치에서의 가독성을 보장하는 넓은 시야각을 포함합니다. 고체 구조는 다른 디스플레이 기술에 비해 높은 신뢰성과 긴 작동 수명을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 또는 에너지 절약형 장치에 적합하게 만듭니다. 이 제품은 일반적으로 산업 계측기, 소비자 가전(시계, 타이머, 가전제품 등), 시험 및 측정 장비, 그리고 신뢰할 수 있고 밝으며 읽기 쉬운 숫자 디스플레이가 필요한 모든 애플리케이션을 대상으로 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기적 및 광학적 특성은 LED 디스플레이의 작동 한계와 성능을 정의합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 시스템 통합에 매우 중요합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

핵심 광학 파라미터는 세그먼트당 평균 발광 강도입니다. 표준 시험 전류 10mA에서 전형적인 값은 577 마이크로칸델라(µcd)이며, 최소 지정 값은 200 µcd입니다. 이 높은 밝기 수준은 우수한 가시성을 보장합니다. 피크 방출 파장(λp)은 전형적으로 571 나노미터(nm)로, 가시 스펙트럼의 녹색 영역에 확실히 위치합니다. 스펙트럼 선 반치폭(Δλ)은 15nm로, 상대적으로 좁고 순수한 색상 방출을 나타냅니다. 주 파장(λd)은 572nm입니다. 세그먼트 간 발광 강도 매칭은 최대 비율 2:1로 지정되어, 일관된 외관을 위해 한 자리의 모든 세그먼트에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하는 것을 목표로 합니다.

2.2 전기적 파라미터

세그먼트당 순방향 전압(VF)은 드라이버 설계에 있어 중요한 파라미터입니다. 순방향 전류(IF) 20mA에서 전형적인 VF는 2.6볼트이며, 최대 2.6V, 최소 2.1V입니다. 이 전압 범위는 전류 제한 저항을 선택하거나 정전류 드라이버를 설계할 때 고려해야 합니다. 세그먼트당 역방향 전류(IR)는 매우 낮으며, 역방향 전압(VR) 5V에서 최대 100 마이크로암페어(µA)로, 우수한 다이오드 특성을 나타냅니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격들은 영구적 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 세그먼트당 최대 연속 전력 소산은 70mW입니다. 세그먼트당 피크 순방향 전류는 60mA이지만, 이는 열 발생을 관리하기 위해 펄스 조건(1kHz 주파수, 10% 듀티 사이클)에서만 허용됩니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25mA 기준으로 0.33mA/°C의 비율로 감액됩니다. 이 감액 곡선은 높은 주변 온도에서 작동하는 신뢰할 수 있는 시스템을 설계하는 데 필수적입니다. 작동 및 보관 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로 지정되어 광범위한 환경에 적합합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 발광 강도에 따라 분류됨을 나타냅니다. 이는 표준 시험 전류(아마도 10mA)에서 측정된 광 출력을 기반으로 유닛을 분류하는 빈닝 과정을 의미합니다. 빈은 최소 및 최대 강도 값으로 정의됩니다. 설계자는 이 부품을 주문할 때 특정 강도 빈에서 나온 디스플레이를 얻을 수 있으며, 이는 특히 단일 제품에 여러 디스플레이가 사용되는 경우 전체 디스플레이 밝기 일관성에 영향을 미친다는 점을 알아야 합니다. 데이터시트는 파장이나 순방향 전압에 대한 별도의 빈을 지정하지 않으며, 이 제품 라인에서는 이러한 파라미터에 대한 더 엄격한 제어 또는 변동이 적음을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 곡선은 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치에 대한 전형적인 특성 곡선은 설계에 필수적입니다. 이는 일반적으로 다음을 포함합니다:

• IV 곡선 (전류 대 전압):순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여주며, 작동점을 결정하고 구동 회로를 설계하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 준선형 방식으로, 밝기와 전력 소비/열 사이의 균형을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 고온 환경에서의 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 걸쳐 방출된 빛의 상대적 강도를 보여주는 그래프로, 피크 및 주 파장 값을 확인합니다.

엔지니어는 비표준 작동 조건에서의 성능을 예측하기 위해 이러한 곡선을 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 표준 LED 디스플레이 패키지로 제공됩니다. 패키지 치수는 일반 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 핀 연결 다이어그램은 PCB 레이아웃에 매우 중요합니다. LTC-5836JG는 30개의 핀을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 세 자리 각각에 대해 공통 애노드 구성을 보여주며, 각 세그먼트(A-G) 및 소수점(D.P.)에 대해 개별 캐소드를 가지고 있습니다. 핀아웃 테이블은 각 핀을 그 기능(예: 핀 3은 디지트 1의 공통 애노드, 핀 16은 디지트 3의 캐소드 B)에 대해 세심하게 매핑합니다. 이 테이블을 올바르게 해석하는 것은 PCB 설계 중 배선 오류를 피하기 위해 필수적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 단일 납땜 조건을 지정합니다: 장치는 260°C의 납땜 인두 온도에 3초 동안 노출될 수 있으며, 인두 팁은 패키지의 착석 평면에서 최소 1/16인치(약 1.59mm) 아래에 위치해야 합니다. 이는 수동 납땜 또는 수리를 위한 지침입니다. 현대적인 조립에는 웨이브 납땜 또는 리플로우 납땜 프로파일이 더 일반적입니다. 여기에 지정되지는 않았지만, 피크 온도 약 245-260°C의 전형적인 무연 리플로우 프로파일이 적용될 가능성이 있지만, 패키지의 열 질량을 고려해야 합니다. 공정 적격성 평가를 수행하는 것이 항상 권장됩니다. 보관 온도 범위는 -35°C ~ +85°C이며, 리플로우 납땜을 위해 사용될 장치는 "팝콘" 현상 손상을 방지하기 위해 습기 민감 패키징에 보관해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTC-5836JG입니다. "JG" 접미사는 녹색 색상 및 특정 패키지 또는 성능 변형을 나타낼 가능성이 높습니다. 데이터시트는 대량 패키징(예: 튜브, 트레이 또는 릴) 또는 패키지당 수량에 대해 자세히 설명하지 않습니다. 생산을 위해서는 이 정보를 공급업체 또는 유통업체로부터 얻어야 합니다. 패키징의 라벨에는 일반적으로 부품 번호, 로트 코드 및 강도 빈 정보가 포함될 수 있습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 선명한 다중 자리 숫자 표시가 필요한 모든 장치에 이상적입니다. 일반적인 애플리케이션으로는 디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 공정 제어 표시기, 저울, 의료 기기, 자동차 계기판 디스플레이(비중요 정보용), 산업용 타이머 및 오븐이나 전자레인지와 같은 소비자 가전이 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 구동 회로:각 세그먼트 캐소드에 대해 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오. 각 자리의 공통 애노드는 멀티플렉싱을 가능하게 하기 위해(예: 트랜지스터에 의해) 스위칭되어야 하며, 이는 마이크로컨트롤러에서 필요한 I/O 핀 수를 줄입니다.
• 전류 계산:원하는 밝기와 IV 곡선을 기반으로, 공식 R = (Vcc - VF) / IF를 사용하여 적절한 직렬 저항 값을 계산하십시오. 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 순방향 전압(설계 마진을 위해 2.6V 사용), IF는 원하는 순방향 전류(연속 25mA를 초과하지 않음)입니다.
• 멀티플렉싱:여러 자리를 멀티플렉싱할 때, 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 리프레시 레이트가 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60Hz). 멀티플렉싱된 켜짐 시간 동안 세그먼트당 피크 전류는 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다.
• 열 관리:최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동하는 경우 적절한 환기를 보장하십시오. 순방향 전류 감액 곡선을 고려하십시오.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 중 적절한 ESD 처리 절차를 구현하십시오.

9. 기술 비교

적색 갈륨 비소 인화물(GaAsP) LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, LTC-5836JG의 AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력에서 유사한 밝기를 제공합니다. 녹색은 적색보다 장시간 시청에 더 편안하게 인식되는 경우가 많습니다. 도트 매트릭스 또는 그래픽 OLED와 비교할 때, 이 7세그먼트 디스플레이는 더 간단하고 숫자 전용 애플리케이션에 더 비용 효율적이며, 일반적으로 더 높은 밝기와 더 긴 수명을 제공하지만, 영숫자 또는 그래픽 기능은 부족합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: "공통 애노드" 구성의 목적은 무엇입니까?

A: 공통 애노드 디스플레이에서는 한 자리의 모든 LED의 애노드가 단일 핀에 함께 연결됩니다. 이를 통해 마이크로컨트롤러는 이 공통 애노드에 전압을 공급함으로써(스위치를 통해) 어떤 자리가 활성화될지 제어할 수 있으며, 개별 세그먼트 캐소드는 특정 세그먼트를 켜거나 끄도록 제어됩니다. 이는 필요한 마이크로컨트롤러 핀 수를 크게 줄입니다.

Q: 5V 공급 전압으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 각 세그먼트와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, VF가 2.6V이고 Vcc가 5V일 때 순방향 전류 20mA를 달성하려면 저항 값은 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120Ω이 됩니다. 표준 120Ω 저항이 적합할 것입니다.

Q: "발광 강도로 분류됨"이 제 설계에 어떤 의미가 있습니까?

A: 이는 디스플레이가 밝기에 따라 테스트되고 그룹(빈)으로 분류됨을 의미합니다. 제품의 모든 유닛에 걸쳐 절대적인 밝기 일관성이 중요한 경우, 공급업체로부터 동일한 강도 빈의 장치를 지정하고 구매해야 합니다.

Q: 세 자리를 어떻게 멀티플렉싱합니까?

A: 모든 해당 세그먼트 캐소드를 함께 연결합니다(예: 디지트 1, 2, 3의 모든 "A" 세그먼트 캐소드를 드라이버를 통해 하나의 마이크로컨트롤러 핀에 연결). 그런 다음 디지트 1, 디지트 2, 디지트 3의 공통 애노드를 순차적으로 활성화(전원 공급)하면서 각 자리에 대한 올바른 세그먼트 패턴을 출력합니다. 이 사이클이 빠르게 반복됩니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 마이크로컨트롤러를 사용한 디지털 타이머 설계.한 설계자가 카운트다운 타이머를 만들고 있습니다. 그들은 LTC-5836JG를 사용하여 분과 초(MM:SS)를 표시합니다. 그들은 7개의 세그먼트 라인(A-G)과 콜론/소수점 라인을 전류 제한 저항(밝기와 전력의 균형을 위해 세그먼트당 15mA로 계산)을 통해 마이크로컨트롤러의 출력 핀에 연결합니다. 세 개의 공통 애노드 핀(분의 한 자리와 초의 두 자리 각각에 대해 하나씩)은 로우 사이드 스위치 역할을 하는 NPN 트랜지스터를 통해 마이크로컨트롤러에 연결됩니다. 마이크로컨트롤러 펌웨어는 1kHz에서 타이머 인터럽트를 실행합니다. 인터럽트 서비스 루틴에서, 모든 자리 트랜지스터를 끄고, 표시될 다음 자리에 대한 세그먼트 패턴을 업데이트하고, 해당 자리 트랜지스터를 켠 다음 다음 자리로 이동합니다. 이 멀티플렉싱 방식은 3자리 디스플레이를 제어하기 위해 단 7+3=10개의 마이크로컨트롤러 I/O 핀만 사용하여 효율적인 자원 사용을 보여줍니다.

12. 기술 원리 소개

LTC-5836JG는 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 기술을 기반으로 합니다. 이는 직접 밴드갭 III-V 화합물 반도체입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 Al, In, Ga, P의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출된 빛의 파장(색상)에 직접 대응합니다. 녹색 방출을 위해 밴드갭은 약 2.2~2.3 전자볼트(eV)로 설계됩니다. GaAs 기판의 사용은 AlInGaP 에피택셜 층을 성장시키기 위한 적절한 결정 템플릿을 제공합니다. 회색 전면과 흰색 세그먼트는 플라스틱 패키지의 일부로, 작은 LED 칩에서 나오는 빛 출력을 균일하고 인식 가능한 세그먼트로 형성하는 확산판 및 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 발전 동향

LED 디스플레이 기술의 동향은 더 높은 효율, 더 큰 통합 및 더 다재다능한 폼 팩터를 향해 나아가고 있습니다. LTC-5836JG와 같은 개별 7세그먼트 디스플레이는 비용에 민감하고 숫자 전용 애플리케이션에 여전히 관련성이 있지만, 몇 가지 주목할 만한 동향이 있습니다. 첫째, 청색/녹색/백색용 갈륨 나이트라이드(GaN)와 같은 더 효율적인 재료로의 이동 및 적색/주황색/노란색/녹색용 AlInGaP의 지속적인 개선입니다. 둘째, 시스템 설계를 단순화하기 위해 드라이버 IC를 디스플레이 모듈에 직접 통합하는 것("지능형 디스플레이")입니다. 셋째, 자동화 조립을 위한 스루홀 타입보다 표면 실장 장치(SMD) 패키지의 성장입니다. 마지막으로, 얇은 패키지에서 완전한 그래픽 기능을 제공하는 유기 발광 다이오드(OLED) 및 액정 디스플레이(LCD)와 같은 대체 기술로부터의 경쟁 압력입니다. AlInGaP 7세그먼트 디스플레이는 단순성, 견고성, 높은 밝기 및 낮은 비용이 결정적인 장점인 안정적인 틈새 시장을 차지하고 있습니다.