LTD-5250JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.52인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-5250JD는 듀얼 디지트 세븐 세그먼트 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치 및 계측기에 명확하고 가독성 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 사용하여 하이퍼 레드 발광을 생성합니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 발광 강도에 따라 분류되어 배치 응용에서 밝기 수준의 일관성을 보장합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 디스플레이는 산업, 소비자 및 계측기 응용에 적합하도록 하는 여러 주요 장점을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항으로 에너지 효율적이며, 높은 밝기와 우수한 명암비로 넓은 시야각에서 가시성을 보장합니다. 솔리드 스테이트 구조는 다른 디스플레이 기술에 비해 고유한 신뢰성과 긴 작동 수명을 제공합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트는 보기 좋고 전문적인 문자 외관에 기여합니다. 이러한 기능의 조합은 테스트 장비, 판매 시점 단말기, 산업 제어 패널, 시계 디스플레이, 신뢰할 수 있고 밝은 숫자 표시가 필요한 모든 장치와 같은 응용 분야를 타겟으로 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 주요 기술 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 주요 발광은 하이퍼 레드 스펙트럼입니다.

• 발광 강도(I_V):세그먼트당 평균 발광 강도는 최소 320 µcd, 전형적인 값 700 µcd로 지정되며, I_F= 1mA의 테스트 조건에서 명시된 최대값은 없습니다. 이 매개변수는 최종 응용에서 디스플레이의 밝기를 결정하는 데 중요합니다. 세그먼트 간 일치 비율은 최대 2:1로 지정되어 동일한 자릿수의 다른 세그먼트 간 허용 가능한 밝기 변동을 정의합니다.
• 파장 특성:이 장치는 피크 발광 파장(λ_p) 650 nm(나노미터)와 주 파장(λ_d) 639 nm을 특징으로 하며, 둘 다 I_F= 20mA에서 측정됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm입니다. 이러한 값은 깊고 포화된 빨간색인 "하이퍼 레드" 출력의 색상 포인트를 정확히 정의합니다.

2.2 전기적 매개변수

전기적 한계와 동작점을 이해하는 것은 안전하고 신뢰할 수 있는 회로 설계에 필수적입니다.

• 절대 최대 정격:이는 어떤 조건에서도 초과해서는 안 되는 스트레스 한계입니다. 주요 한계에는 세그먼트당 전력 소산(70 mW), 세그먼트당 피크 순방향 전류(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭에서 90 mA), 세그먼트당 연속 순방향 전류(25°C에서 25 mA, 0.33 mA/°C로 선형 감소)가 포함됩니다. 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5V입니다.
• 순방향 전압(V_F):20mA로 구동될 때 점등된 세그먼트 양단의 전압 강하는 전형적으로 2.6V이며, 범위는 2.1V에서 최대값까지입니다. 이 값은 전류 제한 저항 값과 전원 공급 요구 사항을 계산하는 데 필요합니다.
• 역방향 전류(I_R):5V의 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 누설 전류는 100 µA입니다.

2.3 열 및 환경 사양

장치의 성능은 정의된 환경 한계 내에서 지정됩니다.

• 작동 온도 범위:디스플레이는 주변 온도(T_a) -35°C에서 +85°C까지 연속 작동이 가능하도록 정격화되어 있습니다.
• 보관 온도 범위:비작동 조건에서 -35°C에서 +85°C까지 보관할 수 있습니다.
• 솔더링 온도:조립을 위해 허용 가능한 최대 솔더링 온도는 260°C이며, 최대 지속 시간은 3초입니다. 이는 부품의 착석 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정됩니다. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정에 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 따라 분류됨"을 나타냅니다. 이는 제조 후 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다.

• 발광 강도 빈닝:LED는 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 20mA)에서 측정된 발광 출력을 기반으로 테스트 및 그룹화(빈닝)됩니다. 동일한 빈 내의 장치는 매우 유사한 밝기를 가지며, 단일 제품에서 여러 디스플레이가 사용될 때 시각적 균일성을 보장합니다. 2:1 발광 강도 일치 비율은 단일 장치 내의 성능 보증입니다.
• 파장 빈닝:제공된 내용에 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, AlInGaP LED는 종종 주 파장 또는 피크 파장에 따라 빈닝되어 일관된 색상 출력을 보장합니다. 지정된 639 nm 주 파장은 이 제품의 목표 또는 공칭 값을 나타낼 가능성이 높습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트에 제공되지 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:이 그래프는 순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F) 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 비선형이며, 특성 "무릎" 전압(전형적인 2.6V 주변)을 가지고 있으며, 그 이상에서는 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가합니다. 이 곡선은 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 이는 일반적으로 넓은 범위에서 선형이지만 매우 높은 전류에서 포화될 수 있습니다. 이는 효율성과 열을 고려하면서 원하는 밝기를 달성하기 위한 동작 전류를 선택하는 데 도움이 됩니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이 곡선은 주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 설명합니다. AlInGaP LED는 일부 다른 재료보다 열 소광이 적지만 출력은 여전히 일반적으로 감소합니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:650 nm의 피크 파장을 중심으로 정의된 20 nm의 반폭을 가진 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 상대적 강도를 보여주는 그래프입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

물리적 구조는 장치가 제품에 어떻게 통합되는지를 정의합니다.

5.1 치수 및 외형도

패키지 도면이 참조됩니다. 주요 사양은 0.52인치(13.2 mm) 자릿수 높이입니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위입니다. 정확한 풋프린트와 전체 치수는 PCB 레이아웃을 위해 참조된 도면에서 가져옵니다.

5.2 핀 연결 및 극성

이 장치는 18핀 구성이며커먼 애노드회로 토폴로지를 사용합니다. 이는 자릿수의 모든 세그먼트의 애노드(양극 단자)가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 각 세그먼트 캐소드(음극 단자)는 별도의 핀으로 나오며, 두 자릿수(자릿수 1과 자릿수 2) 각각에 대해 별도의 커먼 애노드 핀이 있습니다. 핀아웃 테이블은 각 자릿수에 대해 어떤 핀이 각 세그먼트(A-G 및 소수점)를 제어하는지 지정하는 완전한 맵을 제공합니다. 핀 1의 정확한 식별은 적절한 방향 설정에 필수적입니다.

5.3 내부 회로도

참조된 다이어그램은 커먼 애노드 구조를 시각적으로 나타내며, 두 개의 독립적인 커먼 애노드 노드(자릿수당 하나)와 각 자릿수의 일곱 세그먼트 및 소수점에 대한 개별 캐소드를 보여줍니다. 이는 멀티플렉싱 또는 직접 구동을 위한 전기적 아키텍처를 명확히 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 처리는 신뢰성을 보장하고 제조 중 손상을 방지합니다.

• 리플로우 솔더링 매개변수:최대 정격을 엄격히 준수하십시오: 패키지 아래 지정된 지점에서 측정한 최대 3초 동안 260°C 피크 온도. 열 응력을 최소화하기 위해 적절한 상승 및 냉각 속도로 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용해야 합니다.
• 주의 사항:핀에 기계적 스트레스를 피하십시오. 사용 전 장치가 건조하고 정전기 방지 환경에 보관되었는지 확인하십시오. 광학적 선명도에 영향을 미치거나 부식을 일으킬 수 있는 플럭스 잔여물을 PCB에서 청소하십시오.
• 보관 조건:저습도 환경에서 지정된 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내에 보관하십시오. 장기 보관에는 원래의 습기 차단 백을 권장합니다.

7. 응용 제안

7.1 전형적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 두 개의 밝고 읽기 쉬운 자릿수가 필요한 모든 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 디지털 멀티미터 및 테스트 장비, 주파수 카운터, 타이머 및 시계 디스플레이, 스코어보드, 간단한 제어 패널 표시(예: 온도, 속도), 판매 시점 단말기 디스플레이 및 가전제품이 있습니다.

7.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:커먼 애노드 장치로서, 일반적으로 커먼 애노드를 양극 공급 전압(전류 제한 저항 또는 조정된 전류원을 통해)에 연결하고 개별 캐소드 핀을 통해 접지로 전류를 싱크시키는 방식으로 구동되며, 일반적으로 트랜지스터 또는 드라이버 IC를 통해 이루어집니다. 두 자릿수를 멀티플렉싱하는 것은 두 커먼 애노드 핀을 토글함으로써 간단합니다.
• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 각 세그먼트 캐소드(또는 멀티플렉싱 설정의 커먼 애노드)에 동작 전류를 설정하기 위해 필수적입니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산됩니다. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하여 전류가 한계를 초과하지 않도록 하십시오.
• 시야각 및 명암비:넓은 시야각과 높은 명암비로 사용자가 디스플레이 정면에 있지 않을 수 있는 패널에 적합합니다. 회색 전면판/흰색 세그먼트는 어둡고 밝게 조명된 환경 모두에서 가독성을 향상시킵니다.
• 열 관리:장치에 전력 소산 정격이 있지만, 특히 높은 전류로 구동되거나 높은 주변 온도에서 장기간 발광 출력과 신뢰성을 유지하기 위해 외함에 적절한 환기를 보장하는 것이 좋은 관행입니다.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 세븐 세그먼트 디스플레이 기술과 비교하여 LTD-5250JD의 AlInGaP 사용은 특정 장점을 제공합니다:

• 표준 GaAsP 또는 GaP 레드 LED 대비:AlInGaP 기술은 일반적으로 더 높은 발광 효율(mA당 더 많은 광 출력), 더 나은 온도 안정성, 더 포화되고 깊은 빨간색(하이퍼 레드 대 표준 레드)을 제공합니다.
• LCD 디스플레이 대비:LED는 자체 발광체로, 백라이트 없이도 어둠 속에서 명확하게 보입니다. 또한 훨씬 빠른 응답 시간과 더 넓은 작동 온도 범위를 가집니다. 그러나 일반적으로 반사형 LCD보다 더 많은 전력을 소비합니다.
• VFD(진공 형광 디스플레이) 대비:LED는 솔리드 스테이트로, 더 견고하며, 더 낮은 작동 전압을 가지며, 필라멘트나 고전압 구동 회로가 필요하지 않습니다. VFD는 다른 미적 감각과 매우 넓은 시야각을 제공할 수 있지만 일반적으로 구동이 더 복잡합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 2:1 "발광 강도 일치 비율"의 목적은 무엇입니까?
A: 이 사양은 단일 디스플레이 유닛 내에서 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않음을 보장합니다. 이는 표시된 숫자의 시각적 균일성을 보장하여 일부 세그먼트가 다른 세그먼트보다 눈에 띄게 어둡게 나타나는 것을 방지합니다.

Q: 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?
A: 아니요, 직접 연결할 수 없습니다. 마이크로컨트롤러 핀은 충분한 전류(일반적으로 세그먼트당 20-25mA 필요)를 공급하거나 싱크할 수 없으며 손상될 수 있습니다. 외부 트랜지스터(예: 캐소드 측의 NPN 트랜지스터 또는 애노드 측의 PNP 트랜지스터) 또는 전용 LED 드라이버 IC를 사용해야 합니다. 또한 전류 제한 저항은 항상 필요합니다.

Q: 두 자릿수를 독립적으로 어떻게 제어합니까?
A> 이 장치는 자릿수 1(핀 14)과 자릿수 2(핀 13)에 대해 별도의 커먼 애노드 핀을 가지고 있습니다. 각 자릿수에 서로 다른 숫자를 동시에 표시하려면 멀티플렉싱해야 합니다. 이는 공유 캐소드 라인에 해당 세그먼트 데이터를 제공하면서 어떤 자릿수의 애노드에 전원이 공급되는지를 빠르게 전환(예: 100Hz 이상)하는 것을 포함합니다. 시각의 잔상 효과로 인해 두 자릿수가 모두 계속 켜져 있는 것처럼 보입니다.

Q: "하이퍼 레드"는 표준 레드와 비교하여 무엇을 의미합니까?
A> 하이퍼 레드는 일반적으로 620nm에서 645nm 사이의 주 파장을 가진 LED를 지칭하며, 종종 630nm 이하인 더 밝고 분홍빛이 도는 표준 레드 LED에 비해 더 깊고 오렌지빛이 도는 빨간색을 생성합니다. 이는 빨간색 스펙트럼 내의 특정 색상 포인트입니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 두 자릿수를 가진 간단한 디지털 타이머 설계.
목표는 00에서 99까지 분을 표시하는 카운트다운 타이머를 구축하는 것입니다. 마이크로컨트롤러(예: Arduino 또는 PIC)는 제한된 I/O 핀을 가지고 있습니다. LTD-5250JD를 멀티플렉싱 구성으로 사용하는 것이 효율적입니다. 두 개의 NPN 트랜지스터(또는 듀얼 트랜지스터 하나)를 사용하여 마이크로컨트롤러 제어 하에 두 커먼 애노드 핀(핀 13 및 14)에 +5V 공급을 스위칭합니다. 여덟 개의 세그먼트 캐소드(7 세그먼트 + 소수점, DP는 사용되지 않을 수 있음)는 여덟 개의 전류 제한 저항(~15-20mA 구동용으로 계산)을 통해 마이크로컨트롤러에 연결되며, 핀 수를 더 줄이기 위해 단일 8-채널 싱크 드라이버 IC(예: 74HC595 시프트 레지스터 또는 ULN2003 어레이)를 통해 연결될 수 있습니다. 펌웨어는 카운터를 유지하고, 십의 자리와 일의 자리 숫자를 7-세그먼트 패턴으로 변환하며, 해당 세그먼트 패턴을 출력하면서 자릿수 1과 자릿수 2를 번갈아 활성화하여 안정적인 두 자릿수 디스플레이를 생성합니다.

11. 기술 원리 소개

LTD-5250JD는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 기술을 기반으로 합니다. 이 재료는 비투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 에피택셜 성장된 직접 밴드갭 반도체입니다. p-n 접합 양단에 재료의 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장(색상)은 하이퍼 레드 영역(~639-650 nm)에 있습니다. 회색 전면판은 대비를 향상시키는 필터 역할을 하며, 세그먼트는 흰색 표시 뒤에 패턴화된 LED 칩에 의해 형성됩니다. 커먼 애노드 구성은 다중 자릿수 디스플레이에 대한 구동 전자 장치를 단순화하는 표준 설계입니다.

12. 기술 동향

세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 표시를 위한 강력하고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 계속 발전하고 있습니다. 구동 전자 장치가 디스플레이 모듈 내에 점점 더 내장되는 고집적화로의 일반적인 이동이 있습니다. AlInGaP 및 관련 재료(파란색/녹색용 InGaN 등)의 효율성은 계속 개선되어 더 낮은 전류에서 더 밝은 디스플레이를 허용하거나 더 작은 칩의 사용을 가능하게 합니다. 표면 실장 장치(SMD) 패키지는 자동화 조립을 위해 점점 더 보편화되고 있지만, 이와 같은 스루홀 디스플레이는 견고성과 손 솔더링의 용이성으로 인해 프로토타이핑, 수리 및 특정 산업 응용 분야에서 지속되고 있습니다. 또한 유기 발광 다이오드(OLED) 및 플렉서블 디스플레이 기술의 부상은 대체 폼 팩터를 제공하지만, 간단하고 고휘도, 저비용의 숫자 디스플레이의 경우 여기서 사용된 AlInGaP와 같은 전통적인 LED 기술은 여전히 매우 경쟁력 있고 신뢰할 수 있습니다.