LTP-3862JF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 자릿수 높이 - AlInGaP 황오렌지색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-3862JF는 듀얼 디지트, 17-세그먼트 영숫자 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 선명하고 가시성이 높은 숫자 및 제한된 알파벳 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 하며, 특히 황오렌지 파장 스펙트럼에서 빛을 방출하도록 설계되었습니다. 이 장치는 멀티플렉스 공통 애노드 디스플레이로 분류되며, 이는 시분할 멀티플렉싱 기술을 사용할 때 구동 회로를 단순화하기 위해 각 자릿수의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다.

이 디스플레이는 흰색 세그먼트 윤곽선이 있는 검정색 전면을 특징으로 하며, 이는 점등되지 않은 영역에서 반사되는 주변광을 최소화하여 대비와 가독성을 크게 향상시킵니다. 0.3인치(7.62mm) 자릿수 높이는 적당한 거리에서 선명하게 보기에 충분히 크면서도 공간이 제한된 패널 및 계기에 통합하기에 충분히 컴팩트한 균형을 제공합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 주변 온도(T_A) 25°C의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 주요 파라미터인 평균 발광 강도(I_V)는 순방향 전류(I_F) 1mA로 구동 시 최소 320 µcd, 전형값 800 µcd로 지정되며 최대값은 명시되지 않았습니다. 이는 실내 및 많은 조명이 밝은 환경에 적합한 밝은 출력을 나타냅니다. 세그먼트 간 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 밝기와 일관된 외관을 보장합니다.

스펙트럼 특성은 황오렌지 영역에 집중되어 있습니다. 피크 방출 파장(λ_p)은 전형적으로 611 nm이며, 우세 파장(λ_d)은 I_F=20mA에서 측정 시 전형적으로 605 nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 전형적으로 17 nm로, 방출되는 빛의 좁은 대역폭을 설명하며, 이는 AlInGaP 기술의 특징이며 채도 높고 순수한 색상에 기여합니다.

2.2 전기 및 열적 파라미터

절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 작동 한계를 정의합니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25 mA로 정격되며, 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수가 적용됩니다. 이 디레이팅은 열 관리에 중요하며, 최대 접합 온도를 초과하면 성능과 수명이 저하될 수 있습니다. 세그먼트당 피크 순방향 전류는 펄스 동작(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 더 높은 60 mA로, 멀티플렉스 응용에서 더 높은 피크 밝기를 달성하기 위한 짧은 과구동을 허용합니다.

세그먼트당 소비 전력은 70 mW로 제한됩니다. 세그먼트당 순방향 전압(V_F)은 I_F=20mA에서 2.0V(최소)에서 2.6V(최대)까지 범위입니다. 설계자는 원하는 밝기 수준을 달성하면서 최대 전류 정격을 초과하지 않도록 필요한 직렬 전류 제한 저항 값을 계산할 때 이 전압 강하를 고려해야 합니다. 역방향 전압 정격은 5V로 낮은 편이며, 우발적인 역바이어스를 피하기 위한 적절한 회로 설계의 필요성을 강조합니다. 역방향 전류(I_R)는 V_R=5V에서 최대 100 µA로 지정됩니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 표준 듀얼 디지트 17-세그먼트 LED 패키지 풋프린트를 따릅니다. 제공된 치수 도면은 전체 길이, 너비, 높이 및 20개 핀의 정확한 간격과 직경을 포함한 정확한 물리적 레이아웃을 지정합니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 핀아웃은 패키지 하단 가장자리를 따라 단일 행으로 배열됩니다. 장착 평면 및 권장 솔더 패드 형상도 일반적으로 표시되어 신뢰할 수 있는 기계적 부착 및 납땜을 위한 PCB 레이아웃을 안내합니다.

3.1 핀 연결 및 내부 회로

디스플레이는 20개의 핀을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 멀티플렉스 공통 애노드 구성을 보여줍니다. 핀 4는 디지트 1의 공통 애노드이고, 핀 10은 디지트 2의 공통 애노드입니다. 다른 모든 핀(1-3, 5-9, 11-13, 15-20)은 특정 세그먼트(세그먼트 명명 규칙에 따라 A부터 U, DP 등으로 레이블 지정됨)의 캐소드에 연결됩니다. 핀 14는 "연결 없음"(N/C)으로 표시됩니다. 이 핀아웃은 올바른 구동 회로를 설계하는 데 필수적이며, 이 회로는 원하는 문자를 형성하기 위해 적절한 세그먼트 캐소드 핀을 통해 전류를 싱크하면서 각 자릿수의 공통 애노드를 순차적으로 전원 공급해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

전형적인 성능 곡선은 다양한 조건에서 주요 파라미터 간의 관계를 그래픽으로 설명합니다. 특정 곡선이 참조되지만 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 비선형 곡선은 V_F가 I_F와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 최대 전류 정격을 초과하지 않으면서 원하는 밝기 수준을 달성하는 데 필요한 작동점 및 전류 제한 저항 값을 결정하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 곡선은 구동 전류의 함수로서 상대적인 빛 출력을 보여줍니다. 일반적으로 준선형적이며, 이는 매우 높은 전류에서 효율성(와트당 루멘)이 감소할 수 있음을 의미합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이 곡선은 접합 온도가 상승함에 따라 빛 출력의 디레이팅을 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우, 발광 강도는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소하므로, 고온 환경을 위한 설계에 이를 고려해야 합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 611 nm 근처의 특징적인 피크와 좁은 반폭을 보여줍니다.

5. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 LED 칩과 에폭시 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위한 중요한 납땜 파라미터를 지정합니다. 허용 가능한 최대 납땜 온도는 부품의 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 측정된 260°C로 정의됩니다. 이 온도에서의 노출 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 이 파라미터는 일반적인 적외선 또는 대류 리플로우 납땜 프로파일과 일치합니다. 내부 와이어 본드를 손상시키거나, 에폭시 재료를 열화시키거나, 조기 고장으로 이어질 수 있는 열 응력을 유발하지 않도록 이 지침을 따르는 것이 필수적입니다. 적절한 보관 조건(일반적으로 습기 흡수 및 정전기 방전 손상을 방지하기 위한 건조한 정전기 방지 환경)도 암시됩니다.

6. 응용 제안 및 설계 고려사항

6.1 전형적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 컴팩트하고 저전력 숫자 표시가 필요한 응용에 매우 적합합니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

• 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 주파수 카운터).
• 소비자 가전(오디오 앰프, 시계 라디오, 가전 디스플레이).
• 산업용 제어 패널(공정 지시기, 타이머 디스플레이).
• 자동차 애프터마켓 장치(전압 모니터, 간단한 게이지).

황오렌지색은 다른 일부 색상에 비해 다양한 조명 조건에서 우수한 가시성과 낮은 눈 피로를 제공합니다.

6.2 설계 및 구동 회로 고려사항

LTP-3862JF를 사용한 설계는 몇 가지 주요 영역에 주의를 기울여야 합니다:

1. 전류 제한:작동 전류를 설정하기 위해 각 세그먼트 캐소드 또는 디지트 애노드(구동 토폴로지에 따라 다름)에 외부 저항이 필수적입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F- V_{구동기_포화}) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
2. 멀티플렉싱 구동기:20개의 핀만으로 34개의 세그먼트(자릿수당 17개 x 2)를 제어하기 위해 멀티플렉스 구동 방식이 사용됩니다. 이는 충분한 전류를 소싱/싱크할 수 있고 올바른 멀티플렉싱 타이밍을 제공할 수 있는 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 구동기 IC가 필요합니다. 구동기는 가시적인 깜빡임(일반적으로 >60 Hz)을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 주파수로 디지트 1과 디지트 2를 활성화하는 사이를 순환해야 합니다.
3. 열 관리:특히 더 높은 전류로 구동되거나 높은 주변 온도에서 세그먼트당 평균 소비 전력이 70 mW 정격을 초과하지 않도록 하십시오. 적절한 PCB 구리 면적 또는 환기가 필요할 수 있습니다.
4. 시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 최적의 시야 원뿔을 사용자의 일반적인 시선과 일치시키기 위해 전면 패널의 장착 위치를 고려해야 합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTP-3862JF의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 재료 시스템 및 특정 패키지 설계에서 비롯됩니다.

• 기존 GaAsP 또는 GaP LED 대비:AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다. AlInGaP의 황오렌지색은 또한 이전 기술에 비해 더 채도 높고 순수합니다.
• 표준 적색 LED 대비:황오렌지색 방출은 많은 환경에서 우수한 시력과 가독성을 제공하며 특정 미적 또는 기능적 요구 사항에 선호될 수 있습니다.
• 더 크거나 작은 디스플레이 대비:0.3인치 자릿수 높이는 더 작고 밀도 높은 디스플레이와 더 크고 장거리 시청 디스플레이 사이에 위치시킵니다. 이는 벤치탑 및 휴대용 계측기에 일반적인 크기입니다.
• 공통 캐소드 구성 대비:공통 애노드 구성은 일반적인 설정인 전류 싱크(액티브 로우 구동기)로 구성된 마이크로컨트롤러 포트와 인터페이스할 때 종종 선호됩니다.

8. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 멀티플렉싱 없이 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 핀 사용 측면에서 비효율적입니다. 두 자릿수의 모든 세그먼트 캐소드를 독립적으로 연결해야 하며 훨씬 더 많은 I/O 라인이 필요합니다. 멀티플렉싱이 표준이자 권장 방법입니다.

Q: "발광 강도 매칭 비율" 사양의 목적은 무엇입니까?

A: 동일한 디스플레이에서 가장 어두운 세그먼트와 가장 밝은 세그먼트 간의 밝기 차이가 2:1 비율을 초과하지 않음을 보장합니다. 이는 시각적 균일성을 보장하여 일부 세그먼트가 다른 세그먼트보다 눈에 띄게 어둡게 보이는 것을 방지합니다.

Q: 피크 순방향 전류는 60mA이지만 연속 전류는 25mA에 불과합니다. 60mA를 연속적으로 사용할 수 있습니까?

A: 절대 안 됩니다. 60mA 정격은 낮은 듀티 사이클(10%)에서 매우 짧은 펄스(0.1ms)용입니다. 연속 전류 정격을 초과하면 과도한 가열을 유발하여 급격한 발광 열화 및 잠재적 파괴적 고장으로 이어질 수 있습니다.

Q: 멀티플렉스 설계에 필요한 전류 제한 저항을 어떻게 계산합니까?

A: 1/2 듀티 사이클(두 자릿수용)의 멀티플렉스 설계에서 효과적인 평균 전류 I_{F_평균}을 달성하려면 일반적으로 활성 시간 슬롯 동안의 피크 전류를 2 * I_{F_평균}로 설정합니다. 그런 다음 피크 전류와 공급 전압을 사용하여 저항을 계산합니다. 예를 들어, 세그먼트당 목표 평균 10mA의 경우 계산에서 20mA의 피크를 사용합니다: R = (V_CC- V_F) / 0.020A.

9. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 간단한 두 자릿수 전압계 표시 설계.

아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러가 전압(0-99V를 0-5V로 스케일링)을 측정합니다. 펌웨어는 디지털 값을 두 개의 십진수 자릿수로 변환합니다. 멀티플렉싱 루틴을 사용하여 마이크로컨트롤러는 다음을 수행합니다:

1. 디지트 1의 공통 애노드를 활성화합니다(핀을 하이로 설정하거나 트랜지스터를 통해 V_CC에 연결).
2. "십의 자리" 숫자를 표시하기 위해 세그먼트 캐소드 라인에 적절한 패턴을 설정합니다(접지로 전류를 싱크).
3. 짧은 시간(예: 5ms) 동안 이 상태를 유지합니다.
4. 디지트 1을 비활성화하고 디지트 2의 공통 애노드를 활성화합니다.
5. "일의 자리" 숫자(및 선택적으로 소수점, 핀 5)에 대한 세그먼트 패턴을 설정합니다.
6. 5ms 동안 유지한 다음 사이클을 반복합니다. 총 10ms 기간은 100 Hz 재생 빈도를 제공하여 깜빡임을 제거합니다.

전류 제한 저항은 각 세그먼트 캐소드 라인과 직렬로 배치됩니다. 일관된 밝기를 보장하기 위해 전원 공급 장치는 안정화되어야 합니다.

10. 작동 원리 소개

LTP-3862JF는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 작동합니다. 활성 재료는 AlInGaP입니다. 접합의 내재 전위(약 2.0-2.6V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정하며, 이 경우 황오렌지 범위(605-611 nm)에 있습니다. 디스플레이의 각 세그먼트는 하나 이상의 이러한 작은 LED 칩을 포함합니다. 검정색 전면은 잡광을 흡수하는 반면, 흰색 세그먼트 윤곽선은 방출된 빛이 세그먼트 영역 전체에 고르게 확산되도록 돕습니다.

11. 기술 동향 및 맥락

유기 발광 다이오드(OLED) 및 고해상도 도트 매트릭스 LCD와 같은 새로운 디스플레이 기술이 소비자 가전에서 널리 보급되고 있지만, LTP-3862JF와 같은 개별 LED 세그먼트 디스플레이는 특정 산업, 자동차 및 계측 분야에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 그들의 장점은 극도의 신뢰성, 넓은 작동 온도 범위, 높은 밝기, 간단한 숫자 표시에 대한 낮은 비용 및 쉬운 인터페이스를 포함합니다. 이 세그먼트 내의 동향은 더 높은 효율의 재료(다른 색상을 위한 개선된 AlInGaP 및 InGaN과 같은), 더 낮은 작동 전압 및 잠재적으로 패키지 내 통합 구동 회로를 향하고 있습니다. 그러나 기본 설계 및 멀티플렉싱 원리는 안정적이고 널리 이해되어 엔지니어링 설계 라이브러리에서 이러한 구성 요소의 장수명을 보장합니다.