LTS-3403JS LED 디스플레이 데이터시트 - 0.8인치 자릿수 높이 - AlInGaP 노란색 - 2.6V 순방향 전압 - 40mW 전력 소산 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3403JS는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 단색 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 개별 LED 세그먼트의 선택적 점등을 통해 숫자(0-9)와 일부 제한된 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 하며, 이는 노란색 파장 영역에서 빛을 방출하도록 설계되었습니다. 이 특정 재료 선택은 효율성, 밝기 및 색 순도의 균형을 제공합니다. 이 장치는 공통 캐소드 타입으로 분류되며, 이는 LED 세그먼트의 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 함께 연결되어 싱크-전류 드라이버를 사용할 때 구동 회로를 단순화함을 의미합니다. 물리적 설계는 연한 회색 전면판과 흰색 세그먼트 윤곽선을 특징으로 하여 세그먼트가 점등될 때 대비와 가독성을 향상시킵니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 지정된 조건에서 장치의 동작 한계와 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 파라미터들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 신뢰할 수 있는 성능을 위해 이 한계에서 또는 그 근처에서의 동작은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:40 mW. 이는 단일 세그먼트가 손상 위험 없이 열과 빛으로 변환할 수 있는 최대 전기 전력량입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA. 이 전류는 1/10 듀티 사이클과 0.1 ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서만 허용됩니다. 짧고 고강도의 플래시에 사용됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 상승함에 따라 0.33 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소하며, 이 과정을 디레이팅이라고 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 역방향 바이어스 방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 환경 온도 범위 내에서 기능하도록 평가되었으며 저장될 수 있습니다.
• 솔더링 온도:웨이브 또는 리플로우 솔더링 중 구성 요소의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치)에서 측정 시 최대 260°C, 최대 3초 동안 견딜 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 지정된 테스트 조건에서 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 평균 발광 강도(I_V):세그먼트당 순방향 전류(I_F) 1 mA로 구동할 때 320 μcd(최소)에서 700 μcd(최대)까지 범위를 가지며, 일반적인 값이 암시됩니다. 이는 광 출력의 인지된 밝기를 측정한 것입니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):588 nm(일반적). 이는 광 출력 전력이 가장 큰 파장으로, 노란색을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm(일반적). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색(순수) 노란색을 의미합니다.
• 주 파장(λ_d):587 nm(일반적). 이는 인간의 눈이 인지하는 파장으로, 피크 파장과 매우 유사합니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F= 20 mA에서 2.05 V(최소)에서 2.6 V(최대)까지 범위를 가집니다. 이는 LED가 전도할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5 V가 인가될 때 100 μA(최대).
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m):2:1(최대). 이는 동일한 자릿수의 다른 세그먼트 간 또는 자릿수 간의 최대 허용 밝기 변동을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

측정 참고사항:발광 강도는 CIE(국제 조명 위원회)가 정의한 인간 눈의 명시(주간 적응) 스펙트럼 감도를 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도로 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 "빈닝"이라고 알려진 생산 후 분류 과정을 의미합니다. 제조 과정에서 AlInGaP 재료의 에피택셜 성장 및 처리의 미세한 변동으로 인해 순방향 전압(V_F) 및 발광 강도(I_V)와 같은 주요 파라미터에 차이가 발생할 수 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 제조된 유닛들은 이러한 측정값을 기반으로 특정 "빈" 또는 그룹으로 테스트 및 분류됩니다. LTS-3403JS의 경우, 주요 빈닝 기준은 지정된 최소(320 μcd) 및 최대(700 μcd) 값으로 증명되는 바와 같이 1 mA에서의 발광 강도입니다. 이는 설계자가 응용 분야에서 여러 디스플레이에 걸쳐 밀접하게 일치하는 밝기 수준이 필요한 경우 특정 강도 빈에서 부품을 선택할 수 있게 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 1 mA 및 20 mA와 같은 일반적인 구동 전류에서의 일반적인 V_F를 나타낼 것입니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 가지며, 매우 높은 전류에서 포화될 수 있습니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 이는 고휘도 또는 고온 응용 분야에서 열 관리에 중요한 요소입니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, ~588 nm에서 피크와 반폭을 보여 노란색 발광을 확인합니다.

이러한 곡선은 설계자가 표에 명시적으로 다루지 않은 다양한 동작 조건에서 디스플레이의 동작을 모델링하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

장치는 정의된 물리적 외곽선을 가집니다. 모든 치수는 치수 도면에 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25 mm(0.01 인치)의 표준 공차를 가진 밀리미터(mm) 단위로 제공됩니다. 주요 특징은 0.8인치 자릿수 높이로, 이는 20.32 mm에 해당하며 문자 크기를 정의합니다.

5.2 핀 구성 및 내부 회로

LTS-3403JS는 18핀 패키지에 장착됩니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 4, 6, 12, 17은 공통 애노드입니다. 세그먼트 캐소드는 특정 핀에 할당됩니다: A(2), B(15), C(13), D(11), E(5), F(3), G(14). 추가로, 왼쪽(L.D.P, 핀 7) 및 오른쪽(R.D.P, 핀 10) 소수점을 모두 갖추고 있습니다. 핀 1, 8, 9, 16, 18은 "No Pin"(사용되지 않거나 기계적으로만 존재할 가능성이 있음)으로 표시됩니다. 내부 회로도는 주요 자릿수 세그먼트에 대해 공통 캐소드 구성을 보여주며, 이는 모든 세그먼트 캐소드가 분리되어 있고 애노드가 공통임을 의미합니다. 소수점은 개별적으로 접근 가능합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

절대 최대 정격은 주요 솔더링 파라미터를 제공합니다: 장치는 솔더링 과정 중 최대 260°C의 온도를 최대 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 적외선 리플로우 프로파일에 일반적입니다. 내부 와이어 본드, LED 칩 또는 플라스틱 패키지 손상을 방지하기 위해 이 열 한계를 초과하지 않는 것이 중요합니다. 설계자는 PCB 풋프린트 설계를 위해 표준 JEDEC 또는 IPC 지침을 따라야 하며, 적절한 패드 크기와 간격을 보장하여 좋은 솔더 접합 형성을 용이하게 하고 브리징을 피해야 합니다. 장치는 사용 전까지 원래의 습기 차단 백에 보관하여 습기 흡수를 방지해야 하며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다.

7. 응용 권장사항

7.1 일반적인 응용 시나리오

LTS-3403JS는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 디스플레이가 필요한 다양한 응용 분야에 적합합니다. 이는 다음을 포함합니다:

• 테스트 및 측정 장비:멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 지시기, 타이머 디스플레이.
• 소비자 가전:오디오 장비(증폭기, 리시버), 주방 가전.
• 자동차 애프터마켓:게이지 및 판독 장치(환경 사양이 충족되는 경우).
• 저전력 휴대용 장치:우수한 저전류 성능(세그먼트당 1mA까지)이 배터리 수명에 상당한 이점이 되는 경우.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 각 공통 애노드에 대해 직렬 전류 제한 저항이 필수적이거나, 특히 V_F가 변할 수 있으므로 최대 연속 전류를 초과하지 않도록 정전류 드라이버를 사용해야 합니다.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 디스플레이의 경우, 핀 수와 전력을 줄이기 위해 멀티플렉싱(자릿수 간에 전력을 빠르게 순환)이 일반적입니다. LTS-3403JS의 공통 캐소드 설계는 이에 매우 적합합니다. 피크 전류 정격(60mA)은 멀티플렉싱 중 인지된 밝기를 달성하기 위해 더 높은 펄스 전류를 허용합니다.
• 시야각:"넓은 시야각" 기능은 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 유리합니다.
• 열 관리:저전력이지만, 고주변 온도 환경에서 또는 더 높은 전류로 구동할 때는 연속 전류에 대한 디레이팅 곡선에 주의를 기울여야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

데이터시트를 기반으로 한 LTS-3403JS의 주요 차별화된 장점은 다음과 같습니다:

• 재료(AlInGaP):GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다.
• 저전류 동작:세그먼트당 1 mA와 같은 낮은 전류에서도 우수한 성능을 위한 특성화 및 테스트는 다른 디스플레이가 어둡거나 불안정할 수 있는 초저전력 응용 분야에서 두드러지게 만듭니다.
• 세그먼트 매칭:장치는 세그먼트 매칭을 위해 테스트되어 자릿수의 모든 세그먼트에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하며, 이는 전문적인 외관에 중요합니다.
• 고대비 패키지:흰색 세그먼트가 있는 연한 회색 전면은 전원이 공급되지 않을 때도 높은 대비를 제공하여 전반적인 가독성을 향상시킵니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 디스플레이를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 일반적인 순방향 전압은 2.05-2.6V입니다. 전류 제한 저항 없이 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED를 파괴할 것입니다. 공급 전압(예: 5V), LED V_F, 및 원하는 I_F.

Q: "피크 파장"과 "주 파장"의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 방출된 빛 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 빛의 색과 일치하는 단일 파장입니다. 이 노란색 LED와 같은 단색 광원의 경우, 그들은 매우 가깝습니다(587nm 대 588nm).

Q: 최대 연속 전류는 25mA이지만, V_F에 대한 테스트 조건은 20mA입니다. 설계에는 어느 것을 사용해야 하나요?

A: 20mA는 표준 테스트 조건이자 좋은 밝기를 위한 일반적인 동작점입니다. 20mA로 설계할 수 있습니다. 25mA 정격은 절대 최대값입니다. 열 고려 없이 이 한계 근처에서 설계하는 것은 장기적인 신뢰성을 위해 권장되지 않습니다.

Q: 왼쪽과 오른쪽 소수점을 어떻게 사용하나요?

A: 그들은 독립적인 LED입니다. 핀 7(L.D.P)은 왼쪽 소수점의 캐소드이고, 핀 10(R.D.P)은 오른쪽 소수점을 위한 것입니다. 하나를 점등하려면 그 캐소드 핀을 접지(저항을 통해)에 연결하고 공통 애노드 중 하나(핀 4, 6, 12, 17)에 전압을 공급해야 합니다.

10. 실용 설계 예시

시나리오:5V 전원으로 구동되는 단일 자릿수 전압계 판독 장치 설계, 적절한 밝기를 위해 세그먼트 전류 10 mA를 목표로 함.

1. 회로 구성:공통 캐소드 구성을 사용합니다. 모든 세그먼트 캐소드(A-G, DP)를 전류 제한 저항을 통해 마이크로컨트롤러의 개별 I/O 핀에 연결합니다. 네 개의 공통 애노드(핀 4, 6, 12, 17)를 모두 함께 5V 공급 레일에 연결합니다.
2. 저항 계산:최악의 경우 V_F가 10mA에서 2.6V라고 가정합니다. 저항 값 R = (V_공급- V_F) / I_F= (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 옴. 표준 220 또는 270 옴 저항이 적합할 것입니다. 저항의 전력 소산 P = I²R = (0.01)²* 240 = 0.024W이므로, 표준 1/4W 저항이면 충분합니다.
3. 마이크로컨트롤러 인터페이스:숫자(예: '7')를 표시하기 위해, 마이크로컨트롤러는 세그먼트 A, B, C에 연결된 핀을 논리 LOW(싱크 전류)로 설정하고 다른 핀은 HIGH로 유지합니다. 이는 5V(애노드)에서 LED와 저항을 거쳐 마이크로컨트롤러의 접지로 회로를 완성하여 세그먼트 A, B, C를 점등합니다.
4. 멀티플렉싱 확장:4자릿수 디스플레이의 경우, 네 개의 LTS-3403JS 유닛이 필요합니다. 모든 해당 세그먼트 캐소드를 함께 연결합니다(모든 'A' 핀을 함께 등). 각 디스플레이의 공통 애노드는 트랜지스터 스위치에 의해 개별적으로 제어됩니다. 마이크로컨트롤러는 한 번에 하나의 자릿수 애노드를 활성화하면서 해당 자릿수의 세그먼트 패턴을 출력하는 것을 빠르게 순환합니다. 시각 지속성으로 인해 모든 자릿수가 동시에 켜져 있는 것처럼 보입니다.

11. 동작 원리

LTS-3403JS는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 동작합니다. 활성 재료는 AlInGaP입니다. 접합의 문턱값(약 2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 광자의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우, 약 587-588 nm의 노란색 빛입니다. 자릿수의 각 세그먼트는 자체 p-n 접합을 가진 별도의 LED입니다. 공통 캐소드 구성은 주요 자릿수에 대한 이 모든 접합의 n측(캐소드)이 내부적으로 연결되어 있고, p측(애노드)은 개별 세그먼트 제어를 위해 분리되어 있음을 의미합니다.

LTS-3403JS와 같은 개별 7세그먼트 LED 디스플레이는 단순성, 높은 밝기 및 견고성으로 인해 특정 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 더 넓은 디스플레이 기술 동향은 변화했습니다. 복잡한 영숫자 또는 그래픽 정보의 경우, 도트 매트릭스 LED 디스플레이, OLED 및 LCD가 유연성으로 인해 현재 주류를 이루고 있습니다. 그러나 고휘도, 저전력, 단순 숫자 표시기의 틈새 시장에서는 AlInGaP, 특히 더 새로운 AllnGaP-on-GaP(투명 기판) 기술이 오래된 재료에 비해 여전히 우수한 효율성과 밝기를 제공합니다. 이러한 개별 디스플레이의 동향은 더 높은 효율성(mA당 더 많은 빛), 더 낮은 동작 전압, 그리고 잠재적으로 다색 또는 RGB 가능 단일 패키지 쪽으로 향하고 있지만, 이와 같은 단색 디스플레이는 비용 민감성과 신뢰성이 중요한 응용 분야에서 그 특정 장점이 최우선인 경우 지속될 것입니다.

While discrete seven-segment LED displays like the LTS-3403JS remain relevant for specific applications due to their simplicity, high brightness, and robustness, broader display technology trends have shifted. For complex alphanumeric or graphical information, dot-matrix LED displays, OLEDs, and LCDs are now predominant due to their flexibility. However, in the niche of high-brightness, low-power, simple numeric indicators, AlInGaP and especially newer AllnGaP-on-GaP (transparent substrate) technologies continue to offer superior efficiency and brightness compared to older materials. The trend in such discrete displays is towards higher efficiency (more light per mA), lower operating voltages, and potentially multi-color or RGB-capable single packages, although monochromatic displays like this one will persist for cost-sensitive and reliability-critical applications where their specific advantages are paramount.