LTD-5307AG LED 디지트 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치(14.22mm) 디지트 높이 - 녹색 세그먼트 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-5307AG는 고성능 단일 디지트 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 명확하고 밝은 숫자 또는 제한된 영숫자 문자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 응용 분야는 계기판, 소비자 가전 디스플레이, 산업 제어 판독 장치, 그리고 컴팩트하고 신뢰할 수 있으며 쉽게 읽을 수 있는 숫자 표시기가 필요한 테스트 장비를 포함합니다.

이 장치의 핵심 포지셔닝은 크기, 가독성 및 전력 효율성의 균형에 있습니다. 직관적인 커먼 캐소드 구성 덕분에 복잡한 구동 전자 장치 없이도 디지털 회로에 원활하게 통합될 수 있는 신뢰할 수 있는 디스플레이 구성 요소가 필요한 엔지니어와 제품 개발자를 위해 설계되었습니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 이 장치는 투명한 GaP 기판 위에 갈륨 인화물(GaP) LED 칩을 사용하며, 이는 효율적인 녹색광 방출을 생산하는 검증된 기술입니다.

• 평균 휘도 강도 (I_V):순방향 전류(I_F) 10mA로 구동 시 800 μcd(최소)에서 2400 μcd(일반) 범위입니다. 이 매개변수는 인지되는 밝기를 정의합니다. 2400 μcd의 일반 값은 조명이 밝은 환경에 적합한 밝은 디스플레이를 나타냅니다.
• 최대 방출 파장 (λ_p):565 nm. 이는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 파장으로, 가시 스펙트럼의 녹색 영역에 확실히 위치합니다.
• 주 파장 (λ_d):569 nm. 이 파장은 인간의 눈이 인지하는 빛의 색상에 해당하며, 약간 노란빛이 도는 녹색입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):30 nm. 이 값은 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 30 nm는 표준 녹색 GaP LED의 일반적인 값으로, 채도 높은 녹색을 생성합니다.
• 휘도 강도 매칭 비율 (I_V-m):최대 2:1. 이 중요한 사양은 디스플레이 전체의 시각적 균일성을 보장합니다. 이는 동일한 구동 조건에서 가장 어두운 세그먼트의 밝기가 가장 밝은 세그먼트 밝기의 절반 이상이 되지 않음을 의미하여 불균일한 외관을 방지합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 매개변수는 디스플레이와 구동 회로 간의 인터페이스를 정의합니다.

• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):일반적으로 2.6V, I_F=20mA에서 최대 2.6V. 이는 각 세그먼트와 직렬로 연결되는 전류 제한 저항 값을 설계하는 데 중요한 매개변수입니다. 표준 5V 논리 공급 전압을 사용할 경우, 일반적인 전류 제한 저항 값은 (5V - 2.6V) / 0.02A = 120Ω이 됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류 (I_F):최대 25 mA. 이 전류를 초과하면 LED의 수명과 광 출력이 저하됩니다. 데이터시트는 주변 온도 25°C 이상에서 0.28 mA/°C의 선형 디레이팅 계수를 제공하며, 이는 허용 최대 전류가 온도 상승에 따라 감소함을 의미합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 100 mA, 그러나 펄스 조건(0.1ms 펄스 폭, 1/10 듀티 사이클)에서만 가능합니다. 이는 멀티플렉싱 응용에서 더 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 짧은 시간 동안 과구동하는 것을 허용합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압 (V_R):최대 5V. 더 높은 역방향 전압을 가하면 LED 접합의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 100 μA. 이는 LED가 역바이어스되었을 때의 누설 전류입니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 작동 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 세그먼트당 전력 소산:75 mW. 이는 V_F* I_F로 계산됩니다. 일반적인 V_F값 2.6V에서 최대 연속 전류는 약 75mW / 2.6V ≈ 28.8 mA이며, 이는 25mA 연속 전류 정격과 일치합니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 이 넓은 범위는 산업용 냉동고부터 자동차 엔진 컴파트먼트까지 가혹한 환경의 응용에 적합하게 만듭니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 납땜 온도:이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(≈1.6mm) 지점에서 260°C의 납땜 온도를 3초간 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 또는 리플로우 납땜 공정을 위한 표준 사양입니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

데이터시트는 제품이 "휘도 강도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 생산 빈닝 과정이 있음을 나타냅니다. 이 발췌문에 구체적인 빈 코드는 제공되지 않았지만, 일반적으로 이러한 디스플레이의 분류는 표준 테스트 전류(예: 10mA)에서 측정된 휘도 강도를 기준으로 유닛을 그룹화하는 것을 포함합니다. 이를 통해 설계자는 제품에 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 선택하거나, 단일 제품 내에서 동일한 휘도 강도 빈에 속하는 디스플레이를 사용하여 여러 디지트 간의 균일한 외관을 유지할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 언급합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 나열된 매개변수를 기반으로 표준 내용과 중요성을 추론할 수 있습니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 그래프는 다이오드의 일반적인 지수 관계를 보여줄 것입니다. 다양한 작동 전류에서 LED 양단의 전압 강하를 이해하는 데 필수적이며, 정확한 드라이버 설계에 중요합니다.
• 휘도 강도 대 순방향 전류:이 곡선은 전류가 증가함에 따라 밝기가 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형적이며, 매우 높은 전류에서는 열적 영향으로 효율이 떨어집니다.
• 휘도 강도 대 주변 온도:이 그래프는 접합 온도 상승에 따른 광 출력의 디레이팅을 보여줄 것입니다. LED 효율은 온도 상승에 따라 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 565nm에서 피크와 30nm 반폭을 보여주어 녹색 색상 특성을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

이 장치는 0.56인치 디지트 높이를 특징으로 하며, 이는 14.22 밀리미터에 해당합니다. 이는 가독성과 보드 공간 소비 사이의 좋은 균형을 제공하는 표준 크기입니다. 패키지 치수 도면(본문에서 언급되었지만 상세히 설명되지 않음)은 일반적으로 모듈의 전체 길이, 너비, 높이, 디지트 및 세그먼트 치수, 리드 간격을 보여줍니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.25mm의 표준 공차를 가집니다.

5.2 핀 구성 및 내부 회로

LTD-5307AG는 단일 패키지 내에 두 자리, 커먼 캐소드 디스플레이입니다. 핀 연결 테이블이 제공됩니다:

• 구성:커먼 캐소드. 이는 각 디지트의 세그먼트에 대한 모든 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 애노드 핀을 하이(전류 제한 저항을 통해)로 구동하면서 해당 디지트의 커먼 캐소드 핀을 로우로 당겨야 합니다.
• 핀아웃:18핀 장치는 두 디지트(디지트 1 및 디지트 2)에 대한 세그먼트 A-G 및 소수점(D.P.)의 애노드와 각각의 커먼 캐소드 핀(핀 13 및 14)에 대한 특정 할당을 가집니다. 핀 1, 2, 16, 17, 18은 "연결 없음"(N.C.)으로 표시됩니다.
• 내부 회로도:데이터시트에서 참조되며, 14개의 LED 세그먼트(디지트당 7개)와 두 개의 커먼 캐소드 노드의 상호 연결을 시각적으로 묘사하여 전기적 레이아웃을 명확히 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격을 기반으로:

• 납땜:이 장치는 표준 PCB 조립 공정과 호환됩니다. 중요한 사양은 본체 아래 1.6mm 지점에서 260°C, 3초입니다. 리플로우 납땜의 경우, 액상선 이상의 시간이 제어된다는 조건 하에 피크 온도 약 260°C의 표준 무연 프로파일이 허용됩니다.
• 취급:LED 칩은 정전기에 민감하므로 취급 및 조립 시 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.
• 세척:납땜 후 세척이 필요한 경우, 장치의 플라스틱 패키지 및 에폭시 충전재와 호환되는 방법 및 용매를 사용하십시오.

7. 응용 제안 및 설계 고려사항

7.1 일반적인 응용 회로

커먼 캐소드 구성은 표준 마이크로컨트롤러 I/O 핀 또는 디코더/드라이버 IC(74HC595 시프트 레지스터 또는 전용 LED 드라이버 칩과 같은)와 직접 호환됩니다. 일반적인 구동 회로는 다음을 포함합니다:

1. 각 세그먼트 애노드를 개별 전류 제한 저항을 통해 양의 공급 전압(예: 3.3V 또는 5V)에 연결합니다.
2. 커먼 캐소드 핀을 로우 사이드 스위치(예: NPN 트랜지스터 또는 MOSFET)를 통해 접지에 연결합니다. 스위치는 어느 디지트가 활성화될지 선택하기 위해 마이크로컨트롤러에 의해 제어됩니다.
3. 두 자리 멀티플렉싱의 경우, 마이크로컨트롤러는 디지트 1과 디지트 2를 활성화하는 사이를 빠르게 순환하면서 세그먼트 패턴을 그에 따라 업데이트합니다. 이렇게 하면 필요한 I/O 핀 수를 크게 줄일 수 있습니다.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 각 세그먼트 애노드에 직렬 저항을 사용하십시오. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산됩니다. 5V 공급 전압, V_F=2.6V, I_F=10mA의 경우: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240Ω. 220Ω 또는 270Ω 표준 저항이 적절할 것입니다.
• 멀티플렉싱 주파수:여러 디지트를 멀티플렉싱할 때는 가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 새로고침 속도를 사용하십시오. 일반적으로 디지트당 60 Hz 이상입니다. 두 디지트의 경우 사이클 주파수 >120 Hz를 권장합니다.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만, 특히 작동 온도 범위의 상한 근처에서 여러 디스플레이를 제한된 공간에 사용하는 경우 적절한 환기를 보장하십시오.
• 시야각:데이터시트는 "넓은 시야각"을 강조합니다. 이는 최종 사용자를 위해 디스플레이가 올바르게 방향을 잡을 수 있도록 기계 설계 중에 고려해야 합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 이 디스플레이를 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 가능성은 있지만, 순방향 전압을 확인해야 합니다. 일반적인 V_F는 2.6V입니다. 3.3V 핀은 전류 제한 저항 양단에 3.3V - 2.6V = 0.7V만 제공할 수 있어 최대 전류와 따라서 밝기가 제한될 수 있습니다. 일반적으로 애노드 측에 드라이버 회로나 더 높은 공급 전압을 사용하는 것이 더 안전합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(565nm)은 방출된 빛 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장(569nm)은 인간의 눈에 LED 출력과 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. 주 파장은 색상 인지와 더 관련이 있습니다.

Q: 모든 세그먼트에서 균일한 밝기를 어떻게 달성하나요?

A: 모든 세그먼트에 동일한 전류 제한 저항 값을 사용하십시오. 내장된 휘도 강도 매칭 비율(최대 2:1)은 동일한 구동 전류를 사용하더라도 세그먼트 간 밝기 차이가 두 배를 넘지 않도록 보장합니다. 중요한 응용의 경우 동일한 휘도 강도 빈에서 디스플레이를 선택하십시오.

9. 동작 원리

LTD-5307AG는 반도체 P-N 접합에서의 전계발광 원리로 동작합니다. 다이오드의 문턱값(이 GaP 장치의 경우 약 2.1-2.6V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, N형 물질의 전자가 공핍 영역에서 P형 물질의 정공과 재결합합니다. 갈륨 인화물(GaP) LED에서 이 재결합 사건은 물질의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장(스펙트럼의 녹색 영역)을 가진 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 투명한 GaP 기판은 내부에서 생성된 이 빛의 더 많은 부분이 탈출하도록 하여 더 높은 효율에 기여합니다. 특정 세그먼트는 원하는 세그먼트의 애노드에 순방향 바이어스를 선택적으로 인가하면서 해당 디지트의 커먼 캐소드를 접지함으로써 점등됩니다.

10. 기술적 배경 및 트렌드

LTD-5307AG는 GaP 재료 기반의 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 대표합니다. OLED, 마이크로 LED, 고효율 InGaN 기반 LED와 같은 새로운 디스플레이 기술이 복잡한 그래픽에 대한 색역, 효율성 및 해상도 측면에서 장점을 제공하지만, 이러한 전통적인 7세그먼트 LED 디스플레이는 여전히 매우 관련성이 높습니다. 그 장점으로는 제어의 극도로 단순함, 매우 높은 신뢰성과 수명, 우수한 밝기와 대비, 넓은 작동 온도 범위, 낮은 비용 등이 있습니다. 이는 산업 제어, 의료 기기, 자동차 대시보드(보조 기능용), 가전 제품과 같이 다양한 환경 조건에서 숫자나 간단한 영숫자 정보만 명확하고 신뢰성 있게 표시해야 하는 응용 분야에 최적의 선택입니다. 이 분야의 트렌드는 더 높은 효율성(mA당 더 많은 광 출력), 현대적인 저전압 논리와 더 호환되도록 더 낮은 순방향 전압, 그리고 가독성을 유지하거나 개선하면서 잠재적으로 더 작은 패키지 크기로 나아가고 있습니다.