LTD-4708JG LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 디지트 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-4708JG는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 듀얼 디지트, 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 개별적으로 어드레싱 가능한 LED 세그먼트를 사용하여 두 자리 숫자(0-9)를 시각적으로 표현하는 것입니다. 핵심 기술은 고효율 녹색광 방출로 알려진 불투명 GaAs 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 활용합니다. 이 장치는 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면판을 특징으로 합니다.

이 디스플레이는 공통 캐소드 타입으로 분류되며, 각 디지트의 LED 캐소드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 이 구성은 구동 회로에서 멀티플렉싱을 단순화하여 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 줄이면서 여러 디지트를 제어할 수 있게 합니다. 주요 장점으로는 연속적이고 균일한 세그먼트로 인한 우수한 문자 외관, 높은 밝기와 대비, 다양한 위치에서의 가시성을 위한 광시야각, LED 기술 고유의 고체 신뢰성이 포함됩니다. 패키지는 무연으로 RoHS 지침을 준수합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 세그먼트당 표준 테스트 전류 1mA에서 평균 광도는 최소 320 µcd에서 전형적인 값인 850 µcd까지의 범위를 가집니다. 이 파라미터는 인지되는 밝기를 정의합니다. 주 파장(λd)은 572 nm로 명시되어 있으며, 방출을 가시 스펙트럼의 녹색 영역에 확실히 위치시킵니다. 최대 방출 파장(λp)은 571 nm이며, 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로 상대적으로 순수하고 포화된 녹색을 나타냅니다. 유사한 광 영역 내 세그먼트 간 광도 매칭은 2:1 비율 이내로 보장되어 표시된 문자 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 비선택 세그먼트의 원치 않는 발광인 크로스토크는 ≤ 2.5%로 명시되어 있습니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 장치의 동작 경계와 조건을 정의합니다. 세그먼트당 순방향 전압(VF)은 순방향 전류(IF) 1mA에서 전형적으로 2.6V, 최대 2.6V입니다. 이 값은 전류 제한 회로 설계에 중요합니다. 절대 최대 정격은 엄격한 한계를 설정합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25 mA이며, 주변 온도 25°C 이상에서는 0.28 mA/°C로 선형적으로 감액됩니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 60 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5V이며, 역방향 전류(IR, VR=5V에서 최대 100 µA) 테스트 전용이며 연속 동작용이 아닙니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 70 mW입니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

이 디스플레이는 디지트 높이가 0.4인치(10.0 mm)입니다. 패키지 치수는 상세 도면에 제공됩니다. 주요 기계적 참고사항은 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.25 mm입니다; 핀 팁 이동 공차는 ±0.4 mm입니다; 권장 PCB 홀 직경은 1.0 mm입니다. 외관 사양도 정의되어 있으며, 세그먼트 상의 이물질을 ≤10 mils, 표면 잉크 오염을 ≤20 mils, 굽힘을 ≤1/100, 세그먼트 내 기포를 ≤10 mils로 제한합니다.

4. 핀 구성 및 내부 회로

이 장치는 10핀 구성을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 각 디지트(디지트 1 및 디지트 2)에 대해 하나씩, 두 개의 공통 캐소드 노드를 보여줍니다. 세그먼트 A부터 G 및 소수점(D.P.)까지의 애노드는 개별 핀으로 연결됩니다. 구체적인 핀 할당은 다음과 같습니다: 1 (애노드 C), 2 (애노드 D.P.), 3 (애노드 E), 4 (공통 캐소드 디지트 2), 5 (애노드 D), 6 (애노드 F), 7 (애노드 G), 8 (애노드 B), 9 (공통 캐소드 디지트 1), 10 (애노드 A). 이 배열은 외부 구동 회로 설계에 필수적입니다.

5. 절대 최대 정격 및 동작 조건

영구적 손상을 방지하기 위해 이러한 정격을 엄격히 준수해야 합니다. 이 장치는 주변 온도 범위 -35°C ~ +105°C 내에서 동작할 수 있으며 동일한 범위 내에서 보관될 수 있습니다. 조립 중 납땜을 위해서는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 260°C, 3초 조건이 명시되어 있습니다. 조립 중 최대 온도 정격을 초과하는 것은 피해야 합니다.

6. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기/광학적 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 곡선은 일반적으로 순방향 전류(IF)와 광도(IV) 사이의 관계를 보여주며, 밝기가 최대 정격까지 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 또한 순방향 전압(VF) 대 전류 및 주변 온도에 따른 광도 변화를 보여줄 수 있습니다. 이러한 곡선은 설계자가 효율성과 수명을 유지하면서 원하는 밝기에 대한 구동 전류를 최적화하고, 고온에서의 성능 감액을 이해하는 데 중요합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 소형, 밝고 신뢰할 수 있는 숫자 표시기가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 일반적인 용도로는 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 주파수 카운터), 산업용 제어 패널, 소비자 가전(전자레인지, 오븐, 세탁기), 자동차 계기판 표시(애프터마켓 액세서리용), 판매 시점 단말기가 있습니다. 높은 밝기와 광시야각으로 인해 주변광이 강한 환경에 적합합니다.

7.2 설계 지침

이 디스플레이를 통합할 때 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.전류 제한:세그먼트당 순방향 전류를 설정하기 위해 각 애노드 또는 캐소드 라인에 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 일반적으로 필요한 밝기와 전력 예산에 따라 1-20 mA 사이입니다. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF 공식을 사용하여 계산할 수 있으며, 여기서 VF는 전형적인 순방향 전압입니다.멀티플렉싱:듀얼 디지트 공통 캐소드 디스플레이의 경우 멀티플렉싱 구동 방식이 가장 효율적입니다. 이는 한 번에 하나의 디지트 공통 캐소드를 순차적으로 활성화(트랜지스터 스위치를 통해)하면서 해당 디지트의 원하는 세그먼트에 대한 올바른 애노드 패턴을 적용하는 것을 포함합니다. 리프레시 레이트는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).PCB 레이아웃:안정적인 납땜을 위해 권장 홀 크기 1.0 mm를 따르십시오. 세그먼트 전류에 대한 적절한 트레이스 폭을 확보하십시오.시야각:최종 사용자에게 최적의 가시성을 보장하기 위해 지정된 시야각을 고려하여 디스플레이를 배치하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기를 얻습니다. 불투명 GaAs 기판의 사용은 내부 광 산란을 줄여 대비를 향상시킵니다. 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면은 전체 검정색 또는 전체 회색 전면에 비해 대비를 향상시키는 설계 선택입니다. 전용 세븐 세그먼트 패키지이기 때문에, 개별 LED를 사용하여 숫자를 형성하는 것보다 더 통합되고 기계적으로 견고한 솔루션을 제공하여 조립 시간을 절약하고 일관된 세그먼트 정렬을 보장합니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 공통 캐소드 구성의 목적은 무엇입니까?

A: 여러 디지트를 멀티플렉싱하기 위한 회로 설계를 단순화합니다. 디지트당 14개 이상의 세그먼트 각각에 대해 별도의 접지 연결이 필요하지 않고, 디지트당 하나만 필요하므로 필요한 구동 라인 수를 크게 줄입니다.

Q: 전류 제한 저항 값을 어떻게 계산합니까?

A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (공급 전압 - LED 순방향 전압) / 원하는 순방향 전류. 5V 공급, VF 2.6V, 원하는 IF 10mA의 경우: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 옴. 항상 가장 가까운 표준 값을 사용하고 전력 정격을 확인하십시오.

Q: 전류 제한 없이 정전압 소스로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압에는 공차가 있으며 온도에 따라 감소합니다. VF를 초과하는 전압 소스에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르며 세그먼트를 파괴할 수 있습니다. 직렬 저항 또는 정전류 구동기가 필수적입니다.

Q: "광도 분류"는 무엇을 의미합니까?

A: 장치가 측정된 광 출력을 기준으로 빈 또는 분류되었음을 나타냅니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 대해 일관된 밝기 수준의 부품을 선택할 수 있으며, 균일성이 중요한 다중 디지트 디스플레이에 중요합니다.

10. 실용적인 설계 사례 연구

마이크로컨트롤러를 사용하여 간단한 두 자리 카운터를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러는 전류 제한 저항을 통해 세그먼트 애노드(A-G 및 DP)에 연결된 8개의 I/O 핀을 가질 것입니다. 두 개의 추가 I/O 핀은 두 공통 캐소드 핀(디지트 1 및 디지트 2)에 연결된 NPN 트랜지스터(또는 유사한 스위치)를 제어할 것입니다. 펌웨어는 멀티플렉싱 루틴을 구현합니다: 디지트 1용 트랜지스터를 켜고, 애노드 포트에 첫 번째 디지트 값에 대한 세그먼트 패턴을 출력하고, 짧은 간격(예: 5ms)을 기다린 다음, 디지트 1의 트랜지스터를 끕니다. 다음으로, 디지트 2용 트랜지스터를 켜고, 두 번째 디지트에 대한 세그먼트 패턴을 출력하고, 기다린 다음 끕니다. 이 사이클이 지속적으로 반복됩니다. 타이밍은 세그먼트당 피크 전류가 초과되지 않고 평균 전류가 원하는 밝기를 충족하도록 해야 합니다.

11. 동작 원리

이 장치는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 동작합니다. 다이오드의 턴온 전압(이 AlInGaP 재료의 경우 약 2.05-2.6V)을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP LED에서 이 재결합은 녹색광(약 572 nm)에 해당하는 파장의 광자 형태로 주로 에너지를 방출합니다. 알루미늄, 인듐, 갈륨, 포스파이드의 특정 합금 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 색상을 결정합니다. 세븐 세그먼트 구조는 기판 위에 여러 개의 이러한 LED 칩을 패터닝하고 본딩 와이어로 외부 핀에 연결하여 형성됩니다.

12. 기술 동향

세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 표시를 위한 견고하고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있지만, 더 넓은 디스플레이 기술 환경은 진화하고 있습니다. 내장 구동 IC(예: TM1637 호환 모듈)와 같이 간단한 직렬 프로토콜(I2C, SPI)을 통해 통신하여 마이크로컨트롤러 자원 부담을 줄이는 고집적화로의 일반적인 추세가 있습니다. 재료 측면에서 AlInGaP는 빨강, 주황, 호박색, 녹색에 대해 매우 효율적이지만, InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술은 고휘도 파랑, 녹색, 백색 LED를 지배합니다. 영숫자 또는 그래픽 기능이 필요한 애플리케이션의 경우 도트 매트릭스 LED 디스플레이 또는 OLED가 점점 더 일반화되고 있습니다. 그러나 가혹한 환경에서 간단하고 밝고 저전력 숫자 표시기의 경우 LTD-4708JG와 같은 개별 세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 신뢰성, 단순성 및 성능의 무적 조합을 계속 제공합니다.