LTC-2623JF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - AlInGaP 황오렌지색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-2623JF는 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 4자리 7세그먼트 디스플레이 모듈입니다. 이 디스플레이의 주요 기능은 전자 장치에서 시각적인 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 이 디스플레이의 핵심 기술은 LED 칩에 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 사용하는 것으로, 이 칩은 불투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 장착됩니다. 이 특정 재료 선택은 높은 효율과 밝기로 특징적인 황오렌지색 발광 색상을 구현하는 데 중요합니다. 디스플레이는 회색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하며, 이 조합은 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 극대화하도록 설계되었습니다. 발광 강도에 따라 분류되어 생산 배치에서 선택 일관성을 보장합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치는 다양한 전문 및 산업용 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 또는 에너지 효율을 중시하는 장치에 상당한 이점입니다. 우수한 문자 외관, 높은 밝기 및 높은 대비는 표시된 숫자가 거리에서나 주변광 아래에서도 쉽게 읽을 수 있도록 보장합니다. 넓은 시야각은 장치의 사용성을 확장하여 다양한 위치에서 선명도 손실 없이 읽을 수 있게 합니다. LED 기술에 내재된 고체 상태 신뢰성은 기계식 또는 기타 디스플레이 유형에 비해 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 내성을 의미합니다. 이 디스플레이의 주요 타겟 시장에는 신뢰할 수 있고 선명하며 효율적인 숫자 표시가 필요한 계기판, 시험 및 측정 장비, 산업 제어 시스템, 의료 기기 및 소비자 가전이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 객관적 해석

데이터시트는 LTC-2623JF 디스플레이의 작동 범위와 성능을 정의하는 포괄적인 전기 및 광학 파라미터 세트를 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 세그먼트당 소비 전력:70 mW. 이는 연속 DC 작동 시 개별 LED 세그먼트가 안전하게 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부에 열 손상의 위험이 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA. 이 정격은 1/10 듀티 사이클과 0.1 ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서 적용됩니다. 이는 멀티플렉싱 방식에 유용한 순간적인 밝기 피크를 달성하기 위해 더 높은 전류의 짧은 기간을 허용합니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이는 실온에서 연속 작동을 위한 최대 권장 전류입니다. 데이터시트는 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수를 명시하며, 이는 과열을 방지하기 위해 주변 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류를 줄여야 함을 의미합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 이 값보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 항복이 발생하여 LED가 손상될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 온도 범위 내에서 작동 및 저장되도록 정격이 지정되었습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안(장착 평면 아래 1.6mm에서 측정). 이는 PCB 조립 중 리플로우 솔더링 공정을 위한 중요한 파라미터입니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이는 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 성능 파라미터로, 정상 작동 조건에서 예상되는 동작을 제공합니다.

• 평균 발광 강도(I_V):I_F=1mA에서 320 ~ 800 μcd. 이 파라미터는 광 출력을 측정합니다. 넓은 범위는 빈닝 과정을 나타냅니다. 장치는 실제 측정된 강도에 따라 분류됩니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):I_F=20mA에서 611 nm(일반적). 이는 광 출력 전력이 가장 큰 파장입니다. 이 AlInGaP 장치의 경우 가시 스펙트럼의 황오렌지색 영역에 해당합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):17 nm(일반적). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색(순수한 색상) 출력을 의미합니다.
• 주 파장(λ_d):605 nm(일반적). 이는 인간의 눈이 인지하는 광원의 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장으로, 피크 파장과 밀접한 관련이 있습니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 2.05V ~ 2.6V. 이는 작동 시 LED 양단의 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 중요합니다. 이 범위는 일반적인 제조 변동을 고려한 것입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 100 μA(최대). 이는 LED가 최대 정격 내에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m):2:1(최대). 이는 단일 장치 내에서 가장 밝은 세그먼트 또는 자릿수와 가장 어두운 것 사이의 최대 허용 비율을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

디스플레이의 물리적 구조와 치수는 최종 제품에의 기계적 통합에 중요합니다.

3.1 패키지 치수

LTC-2623JF는 스루홀 PCB 장착에 적합한 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수 특징은 0.28인치(7.0 mm) 자릿수 높이입니다. 제공된 도면의 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25 mm의 표준 공차를 가진 밀리미터 단위입니다. 설계자는 장착 구멍의 정확한 배치와 디스플레이 본체의 클리어런스를 위해 정확한 치수 도면을 참조해야 합니다.

3.2 핀 연결 및 극성 식별

이 장치는 16핀 구성을 가지고 있습니다. 멀티플렉스 공통 애노드 아키텍처를 사용합니다. 이는 각 자릿수에 대한 LED의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있고(예: 핀 1은 자릿수 1의 공통 애노드, 핀 14는 자릿수 2의 공통 애노드 등), 각 세그먼트(A-G, DP 및 콜론 세그먼트 L1-L3)의 캐소드는 자릿수 간에 공유됨을 의미합니다. 이 설계는 필요한 드라이버 핀 수를 32개(4자릿수 * 8세그먼트)에서 16개로 크게 줄여 효율적인 멀티플렉싱을 가능하게 합니다. 핀아웃 테이블은 각 핀의 기능을 명확히 식별하며, 여러 개의연결 없음(NC) 핀과 물리적 핀이 없는 한 위치(핀 10)를 포함합니다. 공통 애노드 핀과 세그먼트 캐소드 핀의 정확한 식별은 적절한 회로 설계와 소프트웨어 제어에 필수적입니다.

3.3 내부 회로도

내부 회로도는 멀티플렉스 공통 애노드 아키텍처를 시각적으로 나타냅니다. 네 개의 공통 애노드 노드(자릿수당 하나)와 각 세그먼트 및 콜론 캐소드가 네 자릿수 모두에 걸쳐 해당 LED에 어떻게 연결되는지를 보여줍니다. 이 도면은 디스플레이를 올바르게 구동하는 데 필요한 전기적 토폴로지를 이해하는 데 매우 유용하며, 특정 자릿수의 특정 세그먼트를 점등하려면 해당 공통 애노드 핀을 하이(또는 전류원을 통해 Vcc에 연결)로 구동해야 하고, 원하는 세그먼트 캐소드 핀을 로우(접지로 싱크)로 구동해야 함을 확인시켜 줍니다.

4. 솔더링 및 조립 지침

조립 중 적절한 처리는 신뢰성에 중요합니다.

4.1 리플로우 솔더링 파라미터

데이터시트는 솔더링을 위한 최대 허용 열 프로파일을 명시적으로 명시합니다: 피크 온도 260°C, 최대 지속 시간 3초(장착 평면 아래 1.6mm, 일반적으로 PCB 표면에서 측정). 이 파라미터는 리플로우 오븐 프로파일링 중에 엄격히 준수되어야 합니다. 이 한계를 초과하면 내부 와이어 본드가 손상되거나 LED 에폭시 렌즈가 열화되거나 패키지가 박리될 수 있습니다.

4.2 주의사항 및 저장 조건

• ESD(정전기 방전):명시적으로 언급되지는 않았지만, LED는 반도체 소자이므로 ESD에 민감할 수 있습니다. 표준 ESD 처리 절차(접지된 손목 스트랩, 방진 매트, 도전성 포장재 사용)를 권장합니다.
• 세척:솔더링 후 세척이 필요한 경우 플라스틱 패키지 및 에폭시 렌즈와 호환되는 방법 및 용매를 사용하십시오. 미세 균열을 유발할 수 있는 초음파 세척은 피하십시오.
• 저장:장치는 지정된 온도 범위인 -35°C ~ +85°C 내에 저장되어야 하며, 습기 흡수와 단자 산화를 방지하기 위해 저습도, 방진 환경이 바람직합니다.

5. 애플리케이션 제안

5.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

LTC-2623JF는 밝고 신뢰할 수 있는 다중 자릿수 숫자 표시가 필요한 모든 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 디지털 멀티미터 및 클램프 미터, 주파수 카운터, 공정 타이머 및 카운터, 온도 컨트롤러, 체중계, 의료 모니터링 장비(예: 혈압 모니터), 자동차 진단 도구 및 산업 제어 패널 판독 장치가 있습니다.

5.2 설계 고려사항

• 전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 작동 전류를 설정하기 위해 각 공통 애노드 또는 세그먼트 캐소드 경로(구동 토폴로지에 따라 다름)와 직렬로 전류 제한 저항(또는 정전류 드라이버 회로)을 사용해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F(2.6V)를 사용하십시오.
• 멀티플렉싱 구동 회로:16핀으로만 4자릿수를 제어하기 위해 멀티플렉싱 기술이 사용됩니다. 마이크로컨트롤러는 한 번에 한 자릿수의 공통 애노드를 순차적으로 활성화하면서 해당 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 출력합니다. 이는 높은 주파수(일반적으로 >100Hz)에서 발생하여 모든 자릿수가 동시에 켜져 있는 것 같은 착시를 만듭니다. 드라이버는 한 자릿수 분량의 점등된 세그먼트에 대한 피크 전류를 공급할 수 있어야 합니다.
• 시야각 및 장착:의도된 사용자의 시청 위치를 고려하십시오. 넓은 시야각은 유리하지만, 최적의 밝기를 위해 디스플레이는 시청 방향에 정사각형으로 장착되어야 합니다.
• 열 관리:소비 전력은 낮지만, 높은 주변 온도 환경에서나 더 높은 전류로 구동할 때는 디스플레이 주변에 적절한 환기를 보장하여 디레이팅된 전류 한계 내에 머물도록 하십시오.

6. 기술 비교 및 차별화

LTC-2623JF는 주로 AlInGaP 기술 사용과 특정 성능 특성을 통해 차별화됩니다.

• 표준 GaAsP 또는 GaP LED 대비:AlInGaP 기술은 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기를 제공합니다. 또한 더 나은 온도 안정성과 더 긴 수명을 제공합니다.
• 더 크거나 작은 자릿수 디스플레이 대비:0.28인치 자릿수 높이는 가독성과 컴팩트함 사이의 균형을 제공하며, 휴대용 장치용 작은 0.2인치 디스플레이와 패널 장착용 큰 0.5인치 또는 1인치 디스플레이 사이에 적합합니다.
• 단색 대 다중 색상 디스플레이 대비:이것은 단색 황오렌지색 디스플레이입니다. 상태 표시(예: 경고용 빨간색, 정상용 녹색)가 필요한 애플리케이션의 경우 다중 색상 또는 이중 색상 디스플레이가 더 적합합니다.
• 공통 캐소드 구성 대비:공통 애노드 선택은 종종 구동 회로에 의해 결정됩니다. 오픈 드레인/싱크 기능을 가진 마이크로컨트롤러가 더 일반적이어서, MCU가 세그먼트 전류를 직접 싱크할 수 있도록 하는 공통 애노드 디스플레이가 빈번한 선택이 됩니다.

7. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 발광 강도(320-800 μcd)에 범위가 있는 이유는 무엇입니까?

A: 이는 장치가 발광 강도 빈으로 판매됨을 나타냅니다. 제조업체는 실제 출력에 따라 LED를 테스트하고 분류합니다. 생산 런에서 더 균일한 디스플레이를 위해 더 좁은 빈을 지정할 수 있습니다.

Q: 5V 전원으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, V_F가 2.4V이고 I_F=20mA로 세그먼트를 5V 전원으로 구동하려면: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴입니다. 표준 120 또는 150 옴 저항이 적절할 것입니다.

Q: "멀티플렉스 공통 애노드"가 내 소프트웨어에 무엇을 의미합니까?

A: 소프트웨어는 디스플레이 갱신 루틴을 구현해야 합니다. 루프에서 다음을 수행합니다: 1) 모든 자릿수 애노드 구동을 끕니다. 2) 자릿수 1에 대한 세그먼트 패턴(캐소드 데이터)을 출력합니다. 3) 자릿수 1의 애노드 구동을 켭니다. 4) 짧은 시간(예: 2-5ms) 대기합니다. 5) 자릿수 2, 자릿수 3, 자릿수 4에 대해 1-4단계를 반복한 다음 자릿수 1로 돌아갑니다.

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

A: 아닙니다. 60mA 정격은 낮은 듀티 사이클(10%)에서 매우 짧은 펄스(0.1ms 폭)용입니다. 60mA를 연속적으로 사용하면 70mW 소비 전력 정격을 훨씬 초과하여 LED 세그먼트를 빠르게 파괴할 것입니다.

8. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 4자리 디지털 전압계 판독 장치 설계

설계자가 벤치탑 전원 공급 장치를 제작 중이며 선명한 전압 판독 장치가 필요합니다. 밝기와 가독성을 위해 LTC-2623JF를 선택합니다. 마이크로컨트롤러에는 디스플레이의 핀 수와 완벽하게 일치하는 16개의 사용 가능한 I/O 핀이 있습니다. 설계자는 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G, DP)에 대한 전류를 싱크하기 위해 출력으로 구성된 8핀을 사용합니다. 다른 4핀은 4개의 공통 애노드에 전류를 공급하기 위해 오픈 드레인 출력으로 구성됩니다(각각 누적 세그먼트 전류를 처리하기 위한 작은 트랜지스터를 통해). 나머지 4핀은 사용되지 않는 NC 핀입니다. 디스플레이를 멀티플렉싱하고 ADC에서 값을 읽어 7세그먼트 패턴으로 변환하는 소프트웨어가 작성됩니다. 전류 제한 저항은 공통 애노드 라인(또는 선택한 토폴로지에 따라 세그먼트 라인)에 배치됩니다. 회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 전원 공급 장치의 금속 패널에 대해 우수한 대비를 제공합니다.

9. 원리 소개

LTC-2623JF의 작동 원리는 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 전압(이 AlInGaP 재료의 경우 약 2.0-2.6V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 반도체의 활성 영역에서 재결합할 때, 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 적색에서 황녹색 스펙트럼의 빛에 해당하는 밴드갭을 가지며, 이 장치의 정확한 조성은 황오렌지색 발광(605-611 nm)을 위해 조정되었습니다. 7세그먼트 형식은 여러 개의 개별 LED 칩(또는 칩 섹션)을 고전적인 "8" 패턴으로 배열하여 생성되며, 각 세그먼트는 전기적으로 분리되어 독립적으로 또는 멀티플렉싱 방식을 통해 제어될 수 있습니다.

10. 발전 동향

LTC-2623JF와 같은 디스플레이의 진화는 광전자 공학의 더 넓은 동향을 따릅니다. 지속적인 추진력은더 높은 효율으로, 전기 입력 와트당 더 많은 빛(루멘)을 생산하는 것이며, 이는 배터리 수명과 에너지 절약에 중요합니다.개선된 색 재현성과 채도또한 개발 영역이지만, 단색 숫자 디스플레이에는 덜 중요합니다. 영숫자 또는 다중 색상 애플리케이션의 경우 동향은더 높은 픽셀 밀도(동일한 영역에 더 많은 세그먼트 또는 도트 매트릭스 요소)와다중 색상 또는 완전한 RGB 기능을 단일 패키지에 통합하는 쪽입니다. 또 다른 중요한 동향은 스루홀 패키지(이 DIP와 같은)에서표면 실장 장치(SMD)패키지로의 이동으로, 더 작고 가벼우며 더 자동화된 조립을 가능하게 합니다. 더 나아가,구동 전자 장치(정전류 드라이버, 멀티플렉서, 심지어 간단한 컨트롤러와 같은)를 디스플레이 모듈과 직접 통합하는 것이 증가하고 있어, 최종 엔지니어의 설계 작업을 단순화하고 메인 PCB의 부품 수를 줄입니다.