LTD-4708JS LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 숫자 높이 - AlInGaP 옐로우 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-4708JS는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 듀얼 디지트, 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 제품의 주요 기능은 개별적으로 어드레싱 가능한 LED 세그먼트를 사용하여 두 자리 숫자(0-9)를 시각적으로 표현하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 활용하여 노란색 발광을 생성합니다. 이 재료 시스템은 황색-주황색-적색 스펙트럼에서 높은 효율과 우수한 색 순도로 알려져 있습니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 광도에 따라 분류되어 생산 로트 간 일관된 밝기 수준을 보장하며, 다중 유닛 애플리케이션에서 균일한 외관을 제공합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 세그먼트당 표준 테스트 전류 1 mA에서 평균 광도는 최소 200 μcd에서 일반값 650 μcd까지 범위를 가집니다. 피크 발광 파장(λp)은 일반적으로 588 nm이며, 주 파장(λd)은 587 nm로, 출력을 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 확실히 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로, 상대적으로 좁은 대역폭과 양호한 색 채도를 나타냅니다. 세그먼트 간 광도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 한 자리 숫자의 모든 세그먼트에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

2.2 전기적 및 열적 파라미터

전기적으로, 각 LED 세그먼트는 구동 전류 20 mA에서 2.05V에서 2.6V 범위의 순방향 전압(VF)을 가집니다. 절대 최대 정격은 동작 한계를 정의합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25 mA이며, 주변 온도가 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용되는 피크 순방향 전류는 60 mA입니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 70 mW입니다. 이 장치는 세그먼트당 최대 5V의 역방향 전압을 견딜 수 있으며, 이 전압에서 역방향 전류(IR)는 100 μA 미만입니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로 지정되어 산업 및 소비자 환경을 위한 견고성을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조 후 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다. LED는 일반적으로 광도 및 순방향 전압과 같은 주요 파라미터를 기반으로 테스트 및 그룹화(빈닝)되어 일관성을 보장합니다. 이 발췌문에서 특정 빈 코드 세부 사항은 제공되지 않지만, 이러한 시스템을 통해 설계자는 밝기가 밀접하게 일치하는 부품을 선택할 수 있어 어레이에서 숫자 또는 세그먼트 간에 눈에 띄는 변동을 방지하며, 이는 최종 제품의 미적 및 기능적 균일성에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 제공된 텍스트에서 특정 그래프는 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 곡선은 일반적으로 순방향 전류(IF)와 광도(IV), 순방향 전압(VF) 대 온도, 그리고 빛의 각도 분포(시야각 패턴) 간의 관계를 설명합니다. 이러한 곡선은 설계자가 LED의 비선형 동작을 이해하는 데 필수적입니다. 예를 들어, IV 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 더 높은 전류에서 포화될 수 있음을 보여줍니다. 온도 감액 곡선은 수명과 안정적인 성능을 보장하기 위한 열 관리 설계에 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 외형

패키지 도면(참조되지만 상세히 표시되지 않음)은 디스플레이의 물리적 치수를 제공합니다. 주요 사양은 0.4인치(10.0 mm) 숫자 높이입니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 표준 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계 및 디스플레이가 제품 인클로저 내에 올바르게 장착되도록 보장하는 데 중요합니다.

5.2 핀 구성 및 극성

이 장치는 10핀 구성을 가지고 있습니다. 듀플렉스 커먼 캐소드 아키텍처를 사용하며, 이는 두 개의 별도 커먼 캐소드 핀이 있음을 의미합니다—각 숫자당 하나씩(핀 4 및 9). 세그먼트 A부터 G 및 소수점(D.P.)에 대한 애노드는 개별 핀에 있습니다. 특정 핀아웃은 다음과 같습니다: 1(C), 2(D.P.), 3(E), 4(캐소드 디지트 2), 5(D), 6(F), 7(G), 8(B), 9(캐소드 디지트 1), 10(A). 회로 조립 중 역바이어스 손상을 방지하기 위해 캐소드 및 애노드 핀의 정확한 식별이 필수적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격에는 중요한 납땜 파라미터가 포함됩니다: 이 장치는 장착 평면 아래 1.6mm(1/16 인치)에서 측정 시 최대 3초 동안 최대 260°C의 납땜 온도를 견딜 수 있습니다. 이 지침은 웨이브 납땜 또는 핸드 납땜 공정을 위한 것입니다. 리플로우 납땜의 경우, 이 한계 아래의 피크 온도와 제어된 램프 속도를 가진 프로파일을 사용해야 합니다. 고온에 장시간 노출되면 내부 와이어 본드, LED 칩 또는 플라스틱 패키지가 손상될 수 있습니다.

7. 애플리케이션 권장 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 컴팩트하고 저전력 숫자 표시기가 필요한 광범위한 애플리케이션에 적합합니다. 일반적인 용도로는 계기판(예: 멀티미터, 주파수 카운터), 소비자 가전(전자레인지, 세탁기, 온도 조절기), 산업 제어 판독값 및 휴대용 전자 장치가 포함됩니다. 높은 밝기와 넓은 시야각으로 인해 어둡고 밝은 환경 모두에서 가독성이 뛰어납니다.

7.2 설계 고려 사항

전류 제한:원하는 밝기를 설정하고 최대 연속 순방향 전류를 초과하는 것을 방지하기 위해 각 세그먼트 애노드 또는 커먼 캐소드 라인에 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값은 공급 전압(Vcc), LED 순방향 전압(VF ~2.6V 최대) 및 원하는 순방향 전류(예: 10-20 mA)를 기반으로 계산됩니다.
멀티플렉싱:커먼 캐소드 아키텍처는 멀티플렉싱 구동 회로에 이상적입니다. 한 캐소드(디지트)를 고주파(일반적으로 >100Hz)로 순차적으로 활성화하면서 애노드에 적절한 세그먼트 데이터를 공급함으로써, 정적 구동에 비해 적은 수의 I/O 핀으로 두 자리 숫자를 제어할 수 있습니다. 이는 또한 평균 전력 소비를 줄입니다.
시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 기계적 설계 중에 디스플레이의 최적 시야 원뿔을 사용자의 예상 시선과 일치시키도록 고려해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaAsP 또는 GaP LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 입력 전류에 대해 더 큰 밝기를 제공합니다. 생성된 노란색은 더 채도가 높고 순수합니다. 싱글 디지트 디스플레이와 비교하여, 이 듀얼 디지트 유닛은 PCB 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다. 광도에 대한 분류(빈닝)는 비빈닝 부품과의 주요 차별화 요소로, 설계자에게 전문가급 제품에 필수적인 예측 가능한 성능을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전압으로 세그먼트를 15 mA로 구동하려면 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?
A: 옴의 법칙 사용: R = (Vcc - VF) / IF. 일반적인 VF를 2.3V로 가정하면, R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω입니다. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 VF(2.6V)를 항상 사용하십시오: R = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω. 표준 150 Ω 또는 180 Ω 저항이 적절하며, 저항의 실제 전력 소산을 확인하십시오.
Q: 이 디스플레이를 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있습니까?
A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 필요한 전류(세그먼트당 최대 25 mA, 한 자리 숫자의 여러 세그먼트의 경우 훨씬 더 많을 수 있음)를 소싱하거나 싱크할 수 없습니다. 적절한 전류를 제공하고 멀티플렉싱을 구현하기 위해 트랜지스터 드라이버(커먼 캐소드 스위칭용) 및/또는 전용 LED 드라이버 IC를 사용해야 합니다.
Q: "피크 순방향 전류" 정격의 목적은 무엇입니까?
A: 이 정격은 DC 정격보다 높은 짧은 전류 펄스를 허용하며, 이는 멀티플렉싱 회로에서 각 숫자의 짧은 ON 시간 동안 더 높은 피크 밝기를 달성하는 데 사용될 수 있습니다. 시간에 따른 평균 전류는 여전히 연속 정격 한계 내에 있어야 합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

간단한 두 자리 카운터를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 회로는 카운트 시퀀스를 생성하는 마이크로컨트롤러를 포함할 것입니다. 두 개의 NPN 트랜지스터(또는 듀얼 트랜지스터 어레이)는 별도의 마이크로컨트롤러 GPIO(오픈 드레인 또는 오픈 컬렉터 모드로 설정됨)에 의해 제어되는 커먼 캐소드 핀(디지트 1 및 2)을 통해 전류를 싱크하는 데 사용됩니다. 일곱 개의 세그먼트 애노드(A-G)는 개별 전류 제한 저항(예: 150Ω)을 통해 다른 GPIO에 연결됩니다. 펌웨어는 멀티플렉싱을 구현합니다: 디지트 1용 트랜지스터를 켜고, 첫 번째 숫자 값에 필요한 세그먼트를 켜기 위해 GPIO를 설정하고, 몇 밀리초 동안 기다린 다음, 디지트 1을 끄고, 디지트 2를 켜고, 두 번째 숫자 값에 대한 세그먼트를 설정하고 반복합니다. 이 사이클은 두 숫자가 지속적으로 켜져 있는 것 같은 인식을 생성합니다.

11. 동작 원리 소개

이 장치는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리에 따라 작동합니다. 다이오드의 문턱값(AlInGaP의 경우 약 2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다—이 경우 AlInGaP로, 노란색 스펙트럼에서 발광하도록 설계되었습니다. 일곱 개의 세그먼트(및 소수점) 각각은 하나 이상의 이러한 작은 LED 칩을 포함합니다. 커먼 캐소드 구성은 한 자리 숫자의 모든 LED의 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 연결되어 있음을 의미하며, 단일 스위치로 전체 숫자를 활성화하거나 비활성화할 수 있습니다.

12. 기술 동향 및 맥락

AlInGaP 기술은 적색, 주황색 및 황색광을 위한 초기 LED 재료에 비해 상당한 발전을 나타냅니다. 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 이 데이터시트는 개별 부품에 대한 것이지만, 디스플레이 기술의 동향은 내장 드라이버 및 직렬 인터페이스(I2C, SPI)를 갖춘 다중 디지트 모듈과 같은 더 높은 통합도를 향해 가고 있습니다. 더욱이, 노란색 표시등의 경우, 형광체 변환 백색 LED 또는 더 넓은 스펙트럼을 커버하는 직접 발광 InGaN 기반 LED가 때때로 사용됩니다. 그러나 순수하고 효율적인 노란색광과 간단한 직접 구동이 필요한 애플리케이션의 경우, AlInGaP는 여전히 관련성이 있고 신뢰할 수 있는 선택입니다. 여기서 논의된 멀티플렉싱, 전류 제한 및 열 관리의 원리는 기본적이며 다양한 LED 기반 디스플레이 기술에 적용됩니다.