LTD-5723AJF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 자릿수 높이 - 황색-주황색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-5723AJF는 고성능 2자리 7-세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 명확하고 밝은 숫자 및 제한된 영숫자 정보를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 하며, 이는 황색-주황색 스펙트럼에서 빛을 방출하도록 특별히 설계되었습니다. 이 재료 선택은 장치의 높은 밝기와 효율성의 핵심입니다. 디스플레이는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트 색상을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 광도에 따라 분류되어 생산 배치 전반에 걸쳐 일관된 밝기 수준을 보장합니다. 이 장치는 공통 캐소드 타입으로 설계되어 다중 자리 디스플레이에서 구동 회로를 단순화하는 표준 구성입니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 이 디스플레이의 기능성의 중심입니다. 평균 광도(Iv)는 순방향 전류(IF) 1mA에서 최소 320 µcd부터 전형적으로 900 µcd까지 지정됩니다. 이 파라미터는 방출되는 가시광의 양을 나타내며 디스플레이 가시성을 결정하는 데 중요합니다. 주 파장(λd)은 605 nm이며, IF=20mA에서 피크 방출 파장(λp)은 611 nm로, 출력을 가시 스펙트럼의 황색-주황색 영역에 확실히 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반치폭(Δλ)은 17 nm로, 방출된 색상의 순도 또는 좁음을 설명합니다. 더 작은 값은 더 단색광에 가까운 광원을 나타냅니다. 세그먼트 간 광도 매칭은 2:1 비율 이내로 보장되어 문자의 모든 점등 세그먼트에서 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 사양은 신뢰할 수 있는 사용을 위한 작동 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 하드 리미트를 설정합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류 25 mA (25°C에서 0.33 mA/°C로 선형 디레이팅), 펄스 조건에서 피크 순방향 전류 60 mA, 세그먼트당 최대 역방향 전압 5 V. 세그먼트당 전형적인 순방향 전압(VF)은 IF=20mA에서 2.6 V이며, 최소 2.05 V입니다. 이 순방향 전압은 전류 제한 회로 설계를 위한 중요한 파라미터입니다. 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA로, LED가 역바이어스될 때의 누설 수준을 나타냅니다. 세그먼트당 소비 전력은 70 mW로 제한되어 열 설계에 영향을 미칩니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C 및 동일한 저장 온도 범위로 등급이 매겨졌습니다. 이 넓은 범위는 산업 제어부터 자동차 내장재까지 까다로운 환경의 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 납땜 온도 사양은 조립에 매우 중요합니다: 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm) 지점에서 260°C를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이 리플로우 프로파일을 준수하는 것은 표면 실장 조립 공정 중 내부 반도체 칩과 와이어 본드에 손상을 방지하는 데 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 제조 후 빈닝 또는 선별 공정이 시행됨을 나타냅니다. LED는 표준 테스트 전류(데이터시트에 따라 1mA 또는 20mA일 가능성 있음)에서 측정된 광 출력을 기준으로 테스트 및 그룹화(빈닝)됩니다. 이는 고객이 일관되고 예측 가능한 밝기 수준의 디스플레이를 받을 수 있도록 보장합니다. 이 발췌문에서 구체적인 빈 코드 구조는 자세히 설명되지 않았지만, 이러한 시스템은 일반적으로 알파벳 숫자 코드를 사용하여 사전 정의된 광도, 순방향 전압, 때로는 파장의 범위를 나타냅니다. 설계자는 애플리케이션의 밝기 균일성 요구 사항에 적합한 등급을 선택하기 위해 제조업체의 전체 빈닝 문서를 참조해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 심층 설계 분석에 필수적인 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 텍스트에 구체적인 그래프는 제공되지 않았지만, 이러한 장치의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형이며, 열 효과로 인해 매우 높은 전류에서 효율(와트당 루멘)이 감소하는 경우가 많습니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이것은 다이오드의 I-V 특성을 보여주며, 올바른 직렬 저항 선택 또는 정전류 드라이버 설계에 중요합니다.
• 광도 대 주변 온도:이 곡선은 접합 온도가 상승함에 따라 밝기가 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이 디레이팅을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 611 nm에서의 피크와 17 nm의 반치폭을 보여주어 색상 특성을 확인시켜 줍니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 밝기, 효율 및 수명의 균형을 맞추기 위해 구동 조건을 최적화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 상세한 패키지 치수 도면(텍스트로 완전히 렌더링되지 않음)과 함께 제공됩니다. 이러한 패키지에 대해 추론되고 표준인 주요 기계적 특징은 다음과 같습니다: 문자 크기를 정의하는 0.56인치(14.22 mm) 자릿수 높이. 패키지는 단일 하우징 내에 나란히 배치된 듀얼-디지트 구성입니다. 표준 DIP(듀얼 인라인 패키지) 또는 유사한 풋프린트로 배열된 18개의 전기 연결 핀이 특징입니다. 부품 설명의 "Rt. Hand Decimal" 메모는 각 자릿수에 오른쪽 소수점이 포함됨을 시사합니다. 회색 얼굴과 흰색 세그먼트 색상은 대비를 향상시키기 위한 패키지 디자인的一部分입니다. 정밀한 치수, 리드 간격 및 전체 패키지 외곽선은 치수 도면에 포함되어 있으며, 달리 명시되지 않는 한 ±0.25mm의 공차를 가집니다.

6. 핀 연결 및 내부 회로

핀 연결 테이블이 제공됩니다. 핀 1-12 및 15-18은 Digit 1 및 Digit 2의 특정 세그먼트(A-G 및 DP)에 대한 애노드이고, 핀 13과 14는 각각 Digit 2 및 Digit 1의 공통 캐소드인 18핀 구성을 상세히 설명합니다. 이 공통 캐소드 아키텍처는 단일 자릿수에 대한 모든 LED 세그먼트가 공통 접지(캐소드) 연결을 공유함을 의미합니다. 참조되었지만 표시되지 않은 내부 회로도는 14개의 세그먼트(자릿수당 7개, 소수점 추가)가 이러한 애노드 및 캐소드 핀에 어떻게 연결되는지 설명할 것입니다. 이 구조는 멀티플렉싱을 가능하게 하며, 공통 캐소드를 스위칭하여 자릿수를 한 번에 하나씩 빠르게 점등함으로써 필요한 드라이버 핀의 총 수를 줄입니다.

7. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 조립 지침은 납땜 온도 사양입니다: 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 지점에서 260°C, 3초. 이는 많은 무연 납땜 공정에 대한 표준 리플로우 프로파일입니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 리플로우 프로파일:엔지니어는 구성 요소 본체에서 이 온도/시간을 초과하지 않도록 오븐 프로파일을 확인하여 에폭시 패키지 및 내부 다이에 대한 손상을 방지해야 합니다.
• ESD 보호:명시되지는 않았지만, AlInGaP LED는 반도체 장치이므로 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치로 취급해야 합니다.
• 세척:납땜 후 세척이 필요한 경우 디스플레이의 에폭시 재료와 호환되는 방법을 사용하십시오.
• 저장:습기 흡수 및 열화를 방지하기 위해 지정된 범위 -35°C ~ +85°C의 건조한 정전기 방지 환경에 보관하십시오.

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 명확한 중간 크기의 숫자 표시가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다: 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 오실로스코프), 산업용 제어판, 판매 시점 단말기, 자동차 계기판 디스플레이(비중요 정보용), 소비자 가전(전자레인지, 오븐, 오디오 장비) 및 의료 기기. 황색-주황색은 순수한 빨간색이나 녹색에 비해 높은 가시성과 낮은 인지된 눈부심 때문에, 특히 가변 조명 조건에서 종종 선택됩니다.

8.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:각 애노드 라인에 대해 정전류 드라이버 또는 적절한 전류 제한 저항을 사용하십시오. 공급 전압(Vcc), 전형적인 순방향 전압(Vf ~2.6V) 및 원하는 순방향 전류(예: 좋은 밝기를 위한 10-20 mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.
• 멀티플렉싱:이와 같은 다중 자릿수 디스플레이의 경우 멀티플렉싱 구동 방식이 효율적입니다. 이는 트랜지스터 스위치를 통해 각 자릿수의 공통 캐소드를 순차적으로 활성화하면서 해당 자릿수의 세그먼트 데이터를 애노드 라인에 표시하는 것을 포함합니다. 리프레시 속도는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(>60 Hz).
• 시야각:데이터시트는 "넓은 시야각"을 주장하지만, 최적의 배치를 위해 기본 사용자의 시선을 디스플레이 표면에 상대적으로 고려하십시오.
• 밝기 제어:밝기는 순방향 전류를 (한도 내에서) 변경하거나 구동 전류에 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 조정할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTD-5723AJF의 주요 차별화 요소는 기존의 표준 GaAsP(갈륨 비소 인화물) LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP 기술에 뿌리를 두고 있습니다:

• 더 높은 밝기와 효율:AlInGaP 재료 시스템은 적색, 주황색 및 황색 스펙트럼에서 전기 에너지를 빛으로 변환하는 데 훨씬 더 효율적이어서 동일한 구동 전류에서 더 높은 광도를 제공합니다.
• 더 나은 온도 안정성:AlInGaP LED는 일반적으로 기존 기술에 비해 온도 변화에 따른 광 출력 및 파장 변동이 적습니다.
• 색채 채도:17 nm의 스펙트럼 반치폭은 상대적으로 순수한 색상을 나타내며, 이는 더 넓은 스펙트럼 방출체보다 시각적으로 더 매력적이고 뚜렷할 수 있습니다.
• 대비:회색 얼굴과 흰색 세그먼트의 조합은 세그먼트가 꺼졌을 때 대비를 극대화하도록 설계되어, 검은색 얼굴이나 다른 색상의 세그먼트를 가진 디스플레이에 비해 전반적인 가독성을 향상시킵니다.

10. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: "광도 매칭 비율" 2:1의 목적은 무엇입니까?

A: 이는 동일한 조건에서 문자의 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않음을 보장합니다. 이는 시각적 균일성을 보장하여 일부 세그먼트가 다른 세그먼트보다 눈에 띄게 어둡게 보이는 것을 방지하며, 이는 가독성에 매우 중요합니다.

Q: 5V 전원으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 각 애노드와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압과 VF 2.6V로 전형적인 IF 20mA를 달성하려면 저항 값은 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴이 됩니다. 저항의 소비 전력도 항상 확인하십시오.

Q: "공통 캐소드"가 내 회로 설계에 무엇을 의미합니까?

A: 이는 한 자릿수에 대한 LED의 모든 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 단일 핀(Digit 1의 경우 핀 14, Digit 2의 경우 핀 13)에 함께 연결됨을 의미합니다. 자릿수를 점등하려면 원하는 세그먼트 애노드에 양의 전압을 가하면서 해당 자릿수의 공통 캐소드 핀을 접지(0V)에 연결합니다. 이렇게 하면 멀티플렉싱이 단순화됩니다.

Q: "피크 순방향 전류" 정격 60mA를 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 매우 짧은 펄스 조건(0.1ms 펄스 폭, 1/10 듀티 사이클)에서 LED가 처리할 수 있는 최대 순간 전류입니다. 연속 작동용이 아닙니다. 연속 순방향 전류(25 mA)를 초과하면 급격한 열화 또는 고장을 일으킬 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

마이크로컨트롤러를 사용한 간단한 2자리 카운터 설계를 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러의 I/O 핀은 전류 제한 저항을 통해 12개의 애노드 라인(두 자릿수에 대한 세그먼트 A-G 및 DP)에 연결됩니다. 두 개의 추가 마이크로컨트롤러 핀은 NPN 트랜지스터를 제어하며, 이 트랜지스터의 컬렉터는 공통 캐소드 핀(13 & 14)에 연결되고 이미터는 접지에 연결됩니다. 소프트웨어는 멀티플렉싱 루틴을 구현합니다: 두 캐소드 트랜지스터를 끄고, "Digit 1"에 대한 세그먼트를 표시하도록 I/O 핀을 설정한 다음, Digit 1의 캐소드에 대한 트랜지스터를 잠시 켭니다. 그런 다음 Digit 2에 대해 이 과정을 반복합니다. 이 사이클은 높은 주파수로 지속적으로 실행됩니다. 세그먼트당 평균 전류는 피크 전류와 듀티 사이클에 의해 결정됩니다(예: 자릿수당 50% 듀티 사이클로 20mA 피크는 평균 10mA를 제공함). 이 접근 방식은 구성 요소 수와 전력 소비를 최소화합니다.

12. 원리 소개

작동 원리는 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 결정 구조가 활성 영역을 형성합니다. 다이오드의 턴-온 전압(약 2.0-2.2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. AlInGaP에서는 이 에너지의 상당 부분이 재료의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장을 가진 광자(빛)로 방출되며, 이는 약 605-611 nm(황색-주황색)로 설계되었습니다. 불투명한 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 반사하는 데 도움이 되어 외부 광 추출 효율을 향상시킵니다. 7-세그먼트 디스플레이의 각 세그먼트에는 이러한 작은 AlInGaP LED 칩이 하나 이상 포함되어 있습니다.

13. 발전 동향

이 특정 장치는 성숙한 기술을 나타내지만, 디스플레이 LED의 더 넓은 분야는 계속 발전하고 있습니다. 이러한 표시기 및 세그먼트 디스플레이와 관련된 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 연구는 내부 양자 효율(전자당 더 많은 광자 생성)과 광 추출 효율(칩에서 탈출하는 더 많은 광자)을 향상시켜 더 낮은 전력에서 더 밝은 디스플레이로 이끌고 있습니다.
• 소형화:세그먼트 디스플레이에서도 더 작은 픽셀 피치와 더 높은 해상도를 위한 끊임없는 추진이 있으며, 동일한 공간에 더 많은 정보를 표시할 수 있게 합니다.
• 통합:LED 드라이버 IC를 디스플레이 패키지 또는 모듈에 직접 통합하는 추세가 있으며, 최종 사용자의 회로 설계를 단순화합니다.
• 새로운 재료:AlInGaP가 적색-주황색-황색 스펙트럼을 지배하지만, InGaN(청색/녹색/백색용)과 같은 다른 재료 시스템도 발전하고 있습니다. 소형 디스플레이에서 풀 컬러 기능을 향한 추세입니다.
• 유연한 기판:LED 칩을 유연한 회로에 배치하는 연구는 새로운 디스플레이 형태 인자로 이어질 수 있지만, 이는 기존 세그먼트 디스플레이보다 도트 매트릭스와 더 관련이 있습니다.

LTD-5723AJF는 검증된 AlInGaP 기술로, 색상, 밝기 및 크기의 특정 특성이 필요한 애플리케이션에 대해 신뢰할 수 있고 고성능의 솔루션을 제공합니다.