LTD-6740KD-06J LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 디지트 높이 - AlInGaP 하이퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비전력 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-6740KD-06J는 듀얼 디지트 7세그먼트 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치에서 선명하고 가독성 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 하이퍼 레드 빛을 생성합니다. 불투명한 GaAs 기판 위에 성장된 이 재료 시스템은 적색 스펙트럼 영역에서 높은 효율과 밝기로 알려져 있습니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 마킹이 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 사용자 인터페이스에 이상적인 높은 대비 외관을 제공합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 디스플레이는 여러 사용자 중심 및 성능 지향적 특징으로 설계되었습니다:

• 디지트 높이:0.56인치(14.22 mm), 우수한 가시성을 제공합니다.
• 세그먼트 균일성:각 세그먼트 전체에 걸친 연속적이고 균일한 발광은 일관된 문자 외관을 보장합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항으로, 배터리 구동 또는 에너지 절약형 애플리케이션에 적합합니다.
• 광학 성능:높은 밝기와 높은 대비비는 다양한 주변 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 디스플레이를 축외 위치에서도 읽을 수 있습니다.
• 신뢰성:고체 구조는 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항성을 제공합니다.
• 빈닝:장치는 광도에 따라 분류(빈닝)되어 다중 디지트 애플리케이션에서 일관된 밝기 매칭을 가능하게 합니다.
• 환경 규정 준수:패키지는 무연으로, RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다.

1.2 목표 애플리케이션 및 시장

이 디스플레이는 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 적용 분야에는 사무 자동화 장비(예: 계산기, 탁상 시계), 통신 장치, 계기판, 가전제품 및 선명한 숫자 표시가 필요한 소비자 가전이 포함됩니다. 이는 표준 작동 조건에서 높은 신뢰성이 요구되는 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

이 섹션은 장치의 전기적 및 광학적 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 소비전력:최대 70 mW. 이 한계는 열 관리에 매우 중요합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이 정격은 짧은 고전류 펄스를 위한 것이며, 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA에서 시작하여 0.28 mA/°C의 속도로 선형적으로 감액됩니다. 이는 과열을 방지하기 위해 주변 온도(Ta)가 증가함에 따라 허용 가능한 연속 전류가 감소함을 의미합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. 이를 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 이 장치는 산업용 온도 범위로 정격화되었습니다.
• 납땜 온도:260°C에서 5초, 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 측정.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 작동 매개변수로, 정상 조건에서 장치의 성능을 정의합니다.

• 평균 광도(Iv):순방향 전류(IF) 1 mA에서 320 ucd(최소), 700 ucd(일반). 이는 밝기의 주요 측정 기준입니다.
• 피크 발광 파장(λp):IF=20mA에서 650 nm(일반), 스펙트럼의 하이퍼 레드 영역에 위치합니다.
• 주 파장(λd):639 nm(일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 파장입니다.
• 칩당 순방향 전압(VF):IF=20mA에서 2.1V(최소), 2.6V(일반). 이 매개변수는 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(IR):VR=5V에서 100 µA(최대). 이는 누설 전류 사양입니다.
• 광도 매칭 비율:동일한 광역 내 세그먼트에 대해 2:1(최대). 이는 세그먼트 간의 시각적 일관성을 보장합니다.
• 크로스토크:≤ 2.50%. 이는 인접 세그먼트 간의 의도하지 않은 빛 누출량을 지정합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류된다"고 표시합니다. 이는 제조된 LED가 표준 테스트 전류(1mA)에서 측정된 광 출력(Iv)에 따라 분류되는 빈닝 프로세스를 의미합니다. 특정 강도 범위 내에 속하는 장치는 빈으로 그룹화됩니다. 이를 통해 설계자는 조립 시 모든 디지트와 세그먼트에서 균일한 밝기를 보장하고, 불규칙하거나 고르지 않은 디스플레이 외관을 방지하기 위해 동일한 빈에서 부품을 선택할 수 있습니다. 특정 빈 코드는 모듈에 "Z"로 표시됩니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 PDF 발췌문이 "일반적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 언급하지만, 특정 그래프는 텍스트에 포함되어 있지 않습니다. 일반적으로 LED 디스플레이에 대한 이러한 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 비선형 관계입니다. 원하는 밝기에 대한 작동점을 결정하는 데 도움이 됩니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성을 설명하며, 드라이버 설계에 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 빛 출력이 어떻게 감소하는지 보여주어 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 650 nm를 중심으로 한 AlInGaP LED의 좁은 대역폭 특성을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

디스플레이는 표준 듀얼 디지트 7세그먼트 스루홀 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 다르게 지정되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 핀 길이가 지정되어 있습니다(문서에 명시된 개정 사항 적용). 권장 PCB 홀 직경은 1.30 mm입니다.
• 핀 끝 이동, 이물질, 세그먼트 내 기포, 반사판 굽힘 및 표면 잉크 오염에 대한 공차가 제공되어 시각적 및 기계적 품질을 정의합니다.

5.2 핀 연결 및 회로도

장치는 18핀 구성을 가지고 있습니다. 이는커먼 캐소드유형으로, 각 디지트에 대한 모든 LED의 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 내부 회로도는 각 디지트에 대해 하나씩, 두 개의 독립적인 7세그먼트 세트와 소수점을 보여줍니다. 핀아웃 테이블은 각 핀의 기능을 명확히 정의합니다(예: 핀 1: 디지트 1의 애노드 E, 핀 14: 디지트 1의 커먼 캐소드). 이 테이블의 올바른 해석은 적절한 PCB 레이아웃 및 멀티플렉싱 드라이버 회로 설계에 필수적입니다.

5.3 극성 및 마킹

모듈에는 부품 번호(LTD-6740KD-06J), YYWW 형식의 날짜 코드, 제조국 및 빈 코드(Z)가 표시되어 있습니다. 조립 중 올바른 방향은 매우 중요하며 패키지 도면의 핀-1 식별자에서 결정할 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 납땜 프로파일

데이터시트는 열 손상을 방지하기 위한 특정 납땜 조건을 제공합니다:

• 자동 납땜:260°C에서 5초, 장착 평면 아래 1.6 mm(1/16인치)에서 측정.
• 수동 납땜:350°C ±30°C에서 최대 5초.

이러한 시간 및 온도 한계를 준수하는 것이 중요합니다. 과도한 열 또는 장시간 노출은 플라스틱 패키지, 내부 와이어 본드 또는 LED 반도체 재료 자체를 손상시킬 수 있습니다.

6.2 보관 및 취급

보관 온도 범위(-35°C ~ +105°C) 이상으로 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 이러한 장치를 취급할 때는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 건조하고 정전기 방지 환경에 보관해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

포장 사양은 계층적입니다:

• 튜브당 단위:20개의 디스플레이가 하나의 튜브에 포장됩니다.
• 내부 카톤당 튜브:30개의 튜브로, 내부 카톤당 600개 단위가 됩니다.
• 외부 카톤당 튜브:120개의 튜브로, 외부 카톤당 2400개 단위가 됩니다.

주문을 위한 기본 부품 번호는LTD-6740KD-06J입니다. 접미사 "-06J"는 오른쪽 소수점 배치, 색상(회색 전면/흰색 세그먼트) 및 가능한 강도 빈과 같은 특정 옵션을 나타낼 가능성이 높습니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

커먼 캐소드 디스플레이로서, 일반적으로 멀티플렉싱 기술을 사용하여 구동됩니다. 마이크로컨트롤러 또는 전용 드라이버 IC는 각 디지트의 커먼 캐소드(싱크 전류)를 순차적으로 활성화하면서 해당 디지트에 대한 적절한 세그먼트 애노드 데이터(소스 전류)를 제공합니다. 이 방법은 정적 구동에 비해 필요한 I/O 핀 수를 줄입니다. 외부 전류 제한 저항은 순방향 전류(IF)를 원하는 값(일반적으로 필요한 밝기와 전력 예산에 따라 5-20 mA 사이)으로 설정하기 위해 각 세그먼트 애노드(또는 조절된 전류원)에 필수적입니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 직렬 저항을 사용하십시오. 저항 값을 R = (Vcc - VF) / IF로 계산하십시오. 여기서 VF는 데이터시트에서 가져옵니다(예: 2.6V 일반).
• 멀티플렉싱 주파수:가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 재생률을 사용하십시오. 일반적으로 디지트당 60 Hz 이상입니다.
• 멀티플렉싱의 피크 전류:듀티 사이클(DC)로 멀티플렉싱할 때, 순간 세그먼트 전류는 평균보다 높을 수 있습니다. 피크 전류가 피크 순방향 전류에 대한 절대 최대 정격(지정된 조건에서 90 mA)을 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:PCB 및 전체 설계가 열 방산을 허용하는지 확인하십시오. 특히 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동할 경우 더욱 중요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTD-6740KD-06J의 주요 차별화 요소는AlInGaP 하이퍼 레드기술과 특정 기계적/광학적 사양을 사용한다는 점입니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP 적색 LED와 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율과 밝기를 제공합니다. 다른 색상 또는 기술과 비교할 때, 650 nm 하이퍼 레드 파장은 독특하고 포화된 적색을 제공합니다. 0.56인치 디지트 높이, 회색 전면/흰색 세그먼트 조합 및 커먼 캐소드 구성은 특정 가독성 및 인터페이스 설계 요구 사항에 맞춰져 있습니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q1: 피크 파장(650 nm)과 주 파장(639 nm)의 차이는 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 스펙트럼에서 최대 전력 출력 지점입니다. 주 파장은 LED의 출력과 동일한 색상 인식을 생성할 단일 파장입니다. 이 적색 LED와 같은 단색 광원의 경우, 인간 눈의 민감도 곡선 모양으로 인해 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q2: 이 디스플레이를 5V 공급 전압으로 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 하지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, VF가 2.6V이고 5V 공급 전압을 사용하여 일반적인 IF 20 mA를 달성하려면: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴입니다. 표준 120Ω 저항이 적합할 것입니다.

Q3: "광도 매칭 비율 ≤ 2:1"은 무엇을 의미합니까?

A3: 이는 장치 내 가장 밝은 세그먼트가 동일한 정의된 "광역" 내 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 시각적 균일성을 보장합니다.

Q4: 연속 순방향 전류에 대한 감액 곡선이 있는 이유는 무엇입니까?

A4: 온도가 증가함에 따라 LED의 열 방산 능력이 감소합니다. 접합 온도가 안전 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 허용 가능한 최대 연속 전류를 줄여야 합니다. 0.28 mA/°C의 감액 계수는 이 감소에 대한 지침을 제공합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 간단한 디지털 전압계 표시 장치 설계

설계자가 ADC가 있는 마이크로컨트롤러를 사용하여 2자리 DC 전압계를 제작하고 있습니다. LTD-6740KD-06J는 가독성 때문에 선택되었습니다. 마이크로컨트롤러는 멀티플렉싱 루틴을 실행할 것입니다. 두 개의 I/O 핀이 커먼 캐소드(디지트 1 및 2)에 대한 싱크 전류를 위해 오픈 드레인 출력으로 구성됩니다. 다른 8개의 I/O 핀(7세그먼트 + 1소수점)은 150Ω 저항을 통해 세그먼트 애노드로 소스 전류를 제공하도록 구성됩니다. 소프트웨어는 각 디지트를 100 Hz 속도로 스캔하고, 측정된 전압을 BCD 형식으로 변환하고, 테이블에서 해당 7세그먼트 패턴을 조회하여 애노드에 출력합니다. 회색 전면은 조명이 잘 된 실험실 환경에서 좋은 대비를 제공합니다.

12. 작동 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. p-n 접합에 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역(이 경우 AlInGaP 층)에서 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 적색/주황색 빛에 해당하는 밴드갭을 가지고 있습니다. 7세그먼트 디스플레이에서는 여러 개의 개별 LED 칩이 세그먼트 패턴으로 장착되고 핀아웃 다이어그램에 따라 전기적으로 상호 연결됩니다.

13. 기술 동향

이와 같은 기존의 스루홀 7세그먼트 디스플레이는 많은 애플리케이션에 여전히 관련이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 자동화 조립, 더 높은 밀도 및 더 낮은 프로파일을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지 쪽으로 이동하고 있습니다. 또한 드라이버 회로가 디스플레이 모듈과 결합되는 통합 쪽으로의 동향도 있습니다. 더 나아가, 숫자 표시의 경우 도트 매트릭스 또는 완전 통합 영숫자 디스플레이는 더 큰 유연성을 제공합니다. 그러나 개별 7세그먼트 LED의 단순성, 견고성, 높은 밝기 및 우수한 가독성은 계기, 산업 제어 및 고전적이고 가독성이 높은 숫자 디스플레이가 선호되는 애플리케이션에서의 지속적인 사용을 보장합니다.