LTS-3861JS LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 자릿수 높이 - AlInGaP 노란색 - 2.6V 순방향 전압 - 40mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3861JS는 선명하고 가시성이 높은 숫자 또는 제한된 영숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자릿수 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 제품의 주요 기능은 전기 신호를 숫자와 일부 문자를 나타내는 가시적인 세그먼트 광 패턴으로 변환하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 하며, 이 재료는 노란색 파장 영역에서 빛을 방출하도록 특별히 설계되었습니다. 이 재료 시스템은 기존의 표준 갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 오래된 기술에 비해 높은 효율성과 우수한 밝기로 알려져 있습니다. 이 장치는 회색 전면판과 흰색 세그먼트 표시를 특징으로 하며, 노란색 발광과 결합되어 특히 다양한 주변 조명 조건에서 높은 대비와 쉽게 읽을 수 있는 문자를 생성합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이는 다양한 산업 및 소비자 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 높은 밝기와 우수한 명암비는 밝은 환경에서도 가독성을 보장합니다. 넓은 시야각은 패널 미터 및 계측 장비에 중요한 다양한 위치에서 디스플레이를 선명하게 볼 수 있게 합니다. LED 기술의 고체 상태 신뢰성은 긴 작동 수명, 충격 및 진동에 대한 내성, 빠른 응답 시간을 의미합니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 또는 저전압 디지털 논리 회로와 호환되도록 합니다. 일반적인 목표 시장 및 애플리케이션에는 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 오실로스코프), 산업 제어 패널, 자동차 계기판 표시기, 소비자 가전 제품, 그리고 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 숫자 디스플레이가 필요한 모든 전자 장치가 포함됩니다.

2. 기술 매개변수 및 객관적 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

광도 성능은 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다. 평균 발광 강도(Iv)는 순방향 전류(If) 1mA에서 200~600 마이크로칸델라(µcd) 사이로 지정됩니다. 이 범위는 밝기에 대한 분류 또는 빈닝 과정을 나타냅니다. 일반적인 값은 이 범위의 중간에 있을 가능성이 높습니다. 최대 발광 파장(λp)은 588nm이고, 주 파장(λd)은 587nm이며, 둘 다 If=20mA에서 측정됩니다. 이 값들은 출력을 가시 스펙트럼의 순수 노란색 영역에 확실히 위치시킵니다. 15nm의 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 상대적으로 좁은 스펙트럼 대역폭을 나타내며, 인접한 녹색 또는 주황색 파장으로의 유의미한 확산 없이 포화된 순수 노란색을 생성합니다. 최대 2:1의 발광 강도 매칭 비율은 동일한 자릿수의 다른 세그먼트 간 허용 가능한 밝기 변동을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 매개변수

전기적 특성은 디스플레이와 구동 회로 간의 인터페이스를 정의합니다. 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 If=20mA에서 일반값 2.6V, 최대값 2.6V를 가집니다. 이는 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로를 설계하는 데 있어 중요한 매개변수입니다. 낮은 순방향 전압은 저전압 시스템 설계에 유리합니다. 세그먼트당 역전류(Ir)는 역전압(Vr) 5V에서 최대 100 µA이며, 이는 LED가 역바이어스될 때의 누설 전류를 나타내며, 멀티플렉싱 회로에 중요합니다. 절대 최대 정격은 하드 리미트를 제공합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류 25mA (25°C 이상에서 감액), 펄스 조건에서의 피크 순방향 전류 60mA, 세그먼트당 최대 소비 전력 40 mW. 이 정격을 초과하면 LED 칩의 즉각적 또는 점진적인 성능 저하를 초래할 수 있습니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 정격되어 있습니다. 이 넓은 범위는 실내외의 가혹한 환경에서 사용하기에 적합합니다. 저장 온도 범위는 동일합니다. 납땜 온도 정격은 조립에 매우 중요합니다: 이 장치는 패키지의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치) 지점에서 측정 시 최대 260°C의 온도를 최대 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 PCB 조립 중 내부 다이, 와이어 본드 또는 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 사용해야 하는 리플로우 납땜 프로파일을 정의합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "발광 강도에 대해 분류됨"이라고 명시적으로 언급합니다. 이는 제조 과정에서 수행되는 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다. 반도체 에피택셜 성장 및 칩 제조 공정의 고유한 변동성으로 인해 동일한 생산 배치의 LED는 약간 다른 광학적 출력을 가질 수 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 제조된 유닛은 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 20mA)에서 측정된 발광 강도를 기반으로 다른 "빈"으로 테스트 및 분류됩니다. 지정된 200~600 µcd 범위는 이 제품에 제공되는 빈들 간의 분포를 나타냅니다. 설계자는 특정 유닛의 실제 밝기가 이 사전 정의된 범위 내에 있을 것임을 인지해야 합니다. 엄격한 스펙트럼 사양(파장)은 색상 빈닝도 엄격하게 제어되어 모든 유닛에서 일관된 노란색 색조를 보장함을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 곡선은 심층 설계에 필수적일 것입니다. 일반적으로 다음이 포함됩니다:순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선): 이 비선형 곡선은 LED 양단에 인가된 전압과 결과 전류 간의 관계를 보여줍니다. 원하는 작동 전류를 달성하기 위한 적절한 직렬 저항 값을 결정하는 데 중요합니다.발광 강도 대 순방향 전류 (L-I 곡선): 이 그래프는 광 출력이 구동 전류 증가에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 높은 전류에서 포화됩니다.발광 강도 대 주변 온도: 이 곡선은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이 감액을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.스펙트럼 분포 곡선: 상대 강도 대 파장의 그래프로, 15nm의 좁은 반폭과 588nm에서의 피크를 시각적으로 확인합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 표준 단일 자릿수, 10핀, 사이드 뷰 DIP(듀얼 인라인 패키지) 형식을 사용합니다. 패키지 치수는 표준 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 0.3인치 자릿수 높이(7.62mm)는 발광 문자의 물리적 크기를 나타냅니다. 회색 전면과 흰색 세그먼트는 플라스틱 성형의 일부입니다. 핀 연결도는 매우 중요합니다: 이는 중복성 또는 핀당 낮은 전류 밀도를 위한 두 개의 공통 애노드 핀(1과 6)을 가진 공통 애노드 구성을 보여줍니다. 다른 핀들(2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10)은 각각 세그먼트 F, G, E, D, 소수점, C, B, A의 캐소드입니다. 내부 회로도는 자릿수의 모든 LED 세그먼트가 공통 양극 연결(애노드)을 공유하고, 각 세그먼트가 자체 음극 연결(캐소드)을 가짐을 확인시켜 줍니다. 이 구성은 일반적으로 점등될 세그먼트의 캐소드를 접지시키는 "싱크" 구동 IC에 의해 구동됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

핵심 조립 지침은 납땜 온도 사양입니다: 착석 평면 아래 1.6mm에서 최대 260°C, 3초. 이는 표준 무연 리플로우 납땜 프로파일(예: IPC/JEDEC J-STD-020)로 해석됩니다. 프로파일은 에폭시 수지, LED 칩 또는 내부 와이어 본드에 손상을 방지하기 위해 부품 본체가 이 온도/시간 제한을 초과하지 않도록 해야 합니다. 수동 납땜의 경우 온도 조절 납땜 인두를 사용하고 접촉 시간을 최소화해야 합니다. LED 칩은 정전기에 민감하므로 취급 및 조립 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장은 지정된 -35°C ~ +85°C 범위 내의 건조한 주변 환경에서, 보관 기간이 연장되는 경우 습기 민감 장치(MSD) 백에 보관하는 것이 좋습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTS-3861JS입니다. "LTS" 접두사는 라이트온(Lite-On) 디스플레이 제품을 나타내는 것으로 보이며, "3861"은 특정 시리즈/모델을, "JS"는 색상(노란색) 및 패키지 스타일을 나타낼 수 있습니다. 데이터시트는 대량 패키징 세부 사항(튜브, 트레이 또는 릴)을 지정하지 않지만, 이러한 디스플레이는 일반적으로 자동 삽입을 위한 정전기 방지 튜브 또는 탄약 팩, 또는 테이프 앤 릴 자동 배치를 위한 릴로 공급됩니다. 패키징의 라벨에는 일반적으로 부품 번호, 수량, 날짜 코드 및 해당되는 경우 발광 강도 빈 코드가 포함됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

일반적인 애플리케이션 회로: 공통 애노드 구성은 오픈 드레인 또는 오픈 컬렉터 출력을 가진 마이크로컨트롤러 또는 전용 구동 IC로 구동하는 것이 가장 좋습니다. 전류 제한 저항은 각 캐소드 핀(또는 각 구동 출력)과 직렬로 연결되어야 합니다. 저항 값은 R = (Vcc - Vf) / If 공식을 사용하여 계산되며, 여기서 Vcc는 공급 전압, Vf는 LED의 순방향 전압(설계 마진을 위해 2.6V 사용), If는 원하는 순방향 전류(예: 최대 밝기를 위한 10-20 mA)입니다. 여러 자릿수를 멀티플렉싱할 때는 공통 애노드를 순차적으로(스캔) 전환하면서 각 자릿수에 대해 적절한 캐소드를 구동합니다.설계 고려 사항: 1)전류 제한: 항상 직렬 저항 또는 정전류 구동기를 사용하십시오. 2)열 관리: 소비 전력은 낮지만, 높은 주변 온도 또는 높은 연속 전류에서 작동할 경우 적절한 환기를 보장하십시오. 3)시야각: 지정된 넓은 시야각을 고려하여 의도된 사용자의 시선에 맞춰 디스플레이를 장착하십시오. 4)밝기 제어: 밝기는 순방향 전류를 (정격 내에서) 변경하거나 구동기에 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 조정할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTS-3861JS의 주요 차별화 요소는 노란색 발광을 위한 AlInGaP 재료 사용입니다. 기존의 GaP:Y(노란색 도핑 갈륨 포스파이드) 기술과 비교하여 AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기 또는 더 낮은 전력에서 유사한 밝기를 제공합니다. 또한 우수한 색 순도와 채도를 제공합니다. 노란색을 만들기 위해 컬러 필터 뒤에 사용되는 여과된 또는 형광체 변환 백색 LED와 비교하여 AlInGaP 직접 발광 노란색은 더 효율적이며 온도 및 전류 변동에 걸쳐 더 안정적인 색상점을 가집니다. 0.3인치 자릿수 높이는 표준 크기로, 가독성과 보드 공간 소비 사이의 좋은 균형을 제공하며, 더 작은 0.2인치와 더 큰 0.5인치 또는 0.56인치 디스플레이 사이에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 5V 공급 전압에 대해 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?A: 목표 전류 20mA와 Vf 2.6V의 경우, R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴입니다. 표준 120Ω 또는 150Ω 저항이 적합합니다.Q: 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있습니까?A: 공통 애노드에 대한 전류를 MCU 핀에서 공급하는 것은 권장되지 않습니다. 총 자릿수 전류(예: 8 세그먼트 * 20mA = 160mA)가 핀 정격을 초과하기 때문입니다. MCU를 사용하여 트랜지스터 또는 구동 IC를 제어하십시오. 세그먼트당 캐소드 전류를 MCU 핀을 통해 싱크하는 것은 핀의 전류 싱크 정격(예: 25mA)이 세그먼트당 초과되지 않는 경우 가능할 수 있습니다.Q: 왜 두 개의 공통 애노드 핀(1과 6)이 있습니까?A: 중복성과 총 애노드 전류 분배를 위해서입니다. 모든 세그먼트가 점등되면 총 전류가 공통 애노드로 흐릅니다. 두 개의 핀을 가지면 핀당 전류 밀도를 줄이고 신뢰성을 향상시키며 백업 연결을 제공합니다. 이들은 PCB에서 함께 연결되어야 합니다.Q: 발광 강도 매칭 비율 2:1은 무엇을 의미합니까?A: 이는 동일한 테스트 조건에서 자릿수 내 가장 밝은 세그먼트가 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미하여 시각적 균일성을 보장합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 간단한 디지털 전압계 표시 장치 설계: 설계자가 3자릿수 DC 전압계 디스플레이를 만들고 있습니다. 그들은 세 개의 LTS-3861JS 디스플레이를 선택합니다. 마이크로컨트롤러의 ADC가 전압을 읽고 값을 변환하여 디스플레이를 구동합니다. 전용 7세그먼트 구동 IC(MAX7219 또는 멀티플렉싱 시프트 레지스터와 같은)가 MCU의 적은 수의 I/O 핀과 24개의 세그먼트 라인(3자릿수 * 8 세그먼트) 및 3개의 공통 애노드 라인 사이의 인터페이스로 사용됩니다. 구동 IC는 멀티플렉싱 스캔을 처리하여 각 자릿수를 높은 주파수로 순차적으로 새로 고쳐 깜빡임을 방지합니다. 설계자는 구동기의 출력 전압과 원하는 밝기를 기반으로 직렬 저항을 계산합니다. PCB 레이아웃은 디스플레이를 한 줄로 배치하고, 크로스토크를 피하기 위해 신중한 배선을 합니다. 회색 전면과 노란색 세그먼트는 클래식하고 높은 대비의 계기 모양을 제공합니다. 넓은 작동 온도 범위는 작업장 환경에서의 기능성을 보장합니다.

12. 작동 원리 소개

기본 작동 원리는 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP 칩은 불투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 에피택셜 성장된 알루미늄, 인듐, 갈륨, 포스파이드 화합물의 층으로 구성됩니다. 접합의 내재 전위(약 2V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 그들은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 빛의 파장(색상)을 결정하며, 이 경우 노란색(~587-588 nm)입니다. 불투명한 GaAs 기판은 아래쪽으로 방출되는 모든 빛을 흡수하여 세그먼트를 흐리게 할 수 있는 내부 반사를 방지함으로써 대비를 향상시킵니다.

13. 기술 동향 및 맥락

AlInGaP 기술은 빨강, 주황, 호박색, 노란색에 대한 가시광 LED 효율성에서 중요한 발전을 나타냅니다. 이는 성능이 중요한 애플리케이션에서 기존의 GaAsP 및 GaP 기술을 크게 대체했습니다. 디스플레이 기술의 동향은 더 높은 통합과 소형화를 향하고 있습니다. LTS-3861JS와 같은 개별 7세그먼트 디스플레이는 많은 애플리케이션에 여전히 중요하지만, 그래픽과 텍스트 표시에 더 큰 유연성을 제공하는 도트 매트릭스 LED 디스플레이 및 OLED의 사용이 증가하고 있습니다. 그러나 단순하고 밝으며 저렴하고 매우 신뢰할 수 있는 숫자 표시 장치의 경우, 특히 AlInGaP와 같은 효율적인 재료를 사용하는 이와 같은 전용 7세그먼트 LED는 그 단순성, 견고성 및 우수한 가독성으로 인해 전자 설계에서 강력하고 지속적인 역할을 계속하고 있습니다.