LTS-10304JD LED 디스플레이 데이터시트 - 1.0인치 디지트 높이 - 하이퍼 레드 650nm - 24mA 순방향 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-10304JD는 낮은 전력 소비로 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 디지트 7세그먼트 LED 디스플레이입니다. 이 장치의 주요 기능은 가시성이 뛰어나고 신뢰할 수 있는 숫자 표시기를 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 고휘도와 효율성을 제공하는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 하이퍼 레드 LED 칩을 사용한다는 점에 있습니다. GaAs 기판 위에 성장된 이 기술은 적색 스펙트럼에서 우수한 성능으로 알려져 있습니다. 디스플레이는 검은색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 가독성을 높이는 높은 대비의 외관을 제공합니다. 이 제품은 광도에 따라 분류되며 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공되어 환경을 고려한 현대 전자 설계에 적합합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 이 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다. 세그먼트당 표준 테스트 전류 1mA에서 평균 광도(Iv)는 최소 410 µcd에서 전형적인 값인 2200 µcd까지 범위를 가집니다. 이 높은 휘도는 매우 낮은 구동 전류에서도 달성 가능하며, 이는 주요 특징입니다. 중심 파장(λd)은 전형적으로 639 nm이며, 최대 발광 파장(λp)은 650 nm로 가시 스펙트럼의 하이퍼 레드 영역에 확실히 위치합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm로 상대적으로 순수한 색상 발광을 나타냅니다. 세그먼트 간 광도 매칭은 최대 2:1 비율로 지정되어 동일 조건에서 구동될 때 디지트 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기 및 열적 정격

전기 파라미터는 작동 한계와 조건을 정의합니다. 세그먼트당 절대 최대 연속 순방향 전류는 25°C에서 24 mA이며, 온도가 상승함에 따라 0.28 mA/°C의 감액 계수가 적용됩니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 90 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 구동 전류 20mA에서 전형적으로 4.2V에서 최대 5.2V까지 범위를 가집니다. 최대 역방향 전압 정격은 10V입니다. 세그먼트당 전력 소산 정격은 134 mW입니다. 이 장치는 작동 및 저장 온도 범위가 -35°C에서 +105°C로 평가되어 다양한 환경에 대한 견고성을 나타냅니다. 납땜은 최대 260°C의 온도에서 장착 평면 아래 1.6mm 거리에서 3초를 초과하지 않도록 수행해야 합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 물리적 치수 및 도면

이 장치는 디지트 높이가 1.0인치(25.4 mm)입니다. 패키지 치수는 데이터시트에 제공되며 모든 측정값은 밀리미터 단위입니다. 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 특정 참고 사항으로 핀 끝 변위 공차가 +0.4 mm임을 나타내며, 이는 PCB 레이아웃 및 조립 계획에 중요합니다. 도면은 일반적으로 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 디지트 세그먼트 치수, 그리고 14개 핀의 정확한 간격과 직경을 보여줍니다.

3.2 핀 구성 및 극성 식별

LTS-10304JD는 공통 캐소드 디스플레이입니다. 14개의 핀을 특징으로 하며, 모두 활성 상태는 아닙니다. 핀 연결은 다음과 같습니다: 핀 1 (애노드 E), 핀 2 (애노드 D), 핀 3 (핀 없음), 핀 4 (공통 캐소드), 핀 5 (애노드 C), 핀 6 (애노드 D.P. - 소수점), 핀 7 (핀 없음), 핀 8 (애노드 B), 핀 9 (애노드 A), 핀 10 (핀 없음), 핀 11 (공통 캐소드), 핀 12 (애노드 F), 핀 13 (핀 없음), 핀 14 (애노드 G). 두 개의 공통 캐소드 핀(4와 11)이 존재하여 유연한 회로 설계가 가능합니다. 소수점은 디지트의 오른쪽에 위치합니다.

3.3 내부 회로도

내부 회로도는 7개 세그먼트(A부터 G까지)와 소수점(DP)의 전기적 연결을 보여줍니다. 모든 세그먼트 애노드는 서로 분리되어 있으며, 그들의 캐소드는 공통 캐소드 핀에 함께 연결됩니다. 이 구성은 공통 캐소드, 멀티플렉싱 가능 디스플레이의 표준으로, 개별 세그먼트는 해당 애노드 핀에 양의 전압을 인가하고 공통 캐소드를 통해 전류를 싱크함으로써 점등됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기 및 광학 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프가 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:상대 광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선): 이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 낮은 전류(예: 1mA)에서의 높은 효율성을 입증합니다.순방향 전압 대 순방향 전류: 다이오드의 IV 특성을 설명하며, 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.상대 광도 대 주변 온도: 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여주며, 이는 열 관리 요구 사항을 이해하는 데 중요합니다.스펙트럼 분포: 지정된 20 nm 반폭을 가진 650 nm를 중심으로 한 파장 대비 상대 강도의 플롯입니다.

5. 납땜 및 조립 지침

조립은 손상을 방지하기 위해 지정된 열적 한계를 준수해야 합니다. 허용 가능한 최대 납땜 온도는 260°C이며, 부품은 이 온도에 최대 3초 동안 노출되어야 합니다. 이 측정은 패키지의 장착 평면 아래 1.6mm(1/16인치)에서 취해집니다. 이 파라미터들은 표준 무연 리플로우 납땜 프로파일과 호환됩니다. LED 패키지 핀에 기계적 스트레스를 유발하지 않고 신뢰할 수 있는 납땜 접합을 달성하기 위해 PCB 패드 설계가 권장 풋프린트와 일치하는지 확인하는 것이 중요합니다.

6. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

6.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 선명한 숫자 표시가 필요한 배터리 구동 또는 저전력 전자 장치에 이상적입니다. 일반적인 애플리케이션으로는 휴대용 계측기, 소비자 가전(시계, 타이머, 저울), 산업용 제어판, 의료 기기, 자동차 계기판 디스플레이(보조 기능용) 등이 있습니다. 저전류 작동으로 배터리 수명이 크게 연장됩니다.

6.2 회로 설계 및 구동 방법

저전류 능력을 활용하기 위해 설계자는 간단한 전류 제한 저항이나 정전류 드라이버를 사용할 수 있습니다. 여러 디지트를 멀티플렉싱하기 위해(이것은 단일 디지트 유닛이지만, 유사한 디스플레이를 사용하는 다중 디지트 시스템에도 원리가 적용됨), 공통 캐소드 구성은 캐소드 측에서 트랜지스터나 전용 드라이버 IC를 통해 전류를 싱크하면서 세그먼트 애노드를 순차적으로 활성화함으로써 쉽게 구동됩니다. 20mA에서 전형적인 순방향 전압 4.2-5.2V는 디스플레이가 저항으로 직접 구동하기 위해 종종 5V보다 높은 공급 전압을 필요로 함을 의미합니다; 3.3V 또는 5V 시스템에서 완전한 휘도를 달성하려면 부스트 컨버터나 전용 LED 드라이버가 필요할 수 있습니다. 세그먼트당 권장 저전류 1mA에서는 전압 강하가 더 낮아져 5V 레일에서 작동이 가능할 수 있습니다.

6.3 열 및 광학 설계 참고 사항

이 장치는 넓은 작동 온도 범위를 가지고 있지만, 더 낮은 접합 온도를 유지하면 광 출력과 장기 신뢰성이 보존됩니다. PCB 상의 적절한 간격과 필요한 경우 열 비아가 도움이 될 수 있습니다. 높은 대비비(검은색 전면, 흰색 세그먼트)는 직접 보기에 최적화되어 있습니다. 밝은 주변광에서 최상의 가독성을 위해 디스플레이가 외부 광원에 의해 압도되지 않도록 하십시오; 오목 베젤이나 필터가 유용할 수 있습니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTS-10304JD의 주요 차별화 요소는AlInGaP 하이퍼 레드 기술과저전류 작동의 결합에 있습니다. 오래된 GaAsP나 표준 레드 GaP LED와 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 훨씬 낮은 전류에서 동등한 밝기를 얻을 수 있습니다. 다른 저전류 디스플레이와 비교할 때, 세그먼트당 1mA까지 작동하며 일치된 강도를 가진 사양은 초저전력 설계에 있어 핵심적인 장점입니다. 무연, RoHS 준수 구조는 일부 레거시 부품과 달리 현대 제조 표준에 부합합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 디스플레이를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 완전한 휘도로는 직접 구동할 수 없습니다. 20mA에서 순방향 전압(4.2-5.2V)은 5V에 매우 가깝거나 초과하여 전류 제한 저항에 대한 전압 강하가 거의 남지 않습니다. 드라이버 회로가 필요합니다. 그러나 1mA에서는 순방향 전압이 더 낮아 더 실현 가능하지만, 제어 및 멀티플렉싱을 위해 여전히 드라이버 IC를 권장합니다.

Q: 두 개의 공통 캐소드 핀의 목적은 무엇인가요?

A: 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 제공하면 전류를 분산시키고, 단일 핀/PCB 트레이스의 전류 밀도를 줄이며, 레이아웃 유연성을 제공합니다. 하나 또는 둘 다 사용할 수 있지만, 일반적으로 둘 다 연결하는 것이 좋은 관행입니다.

Q: 광도는 어떻게 "분류"되나요?

A: 데이터시트는 부품이 광도에 따라 분류(빈닝)된다고 표시합니다. 이는 제조 과정에서 유닛이 테스트되고 다른 강도 그룹으로 분류됨을 의미합니다. 데이터시트는 최소/전형 범위(1mA @ 410-2200 µcd)를 제공합니다. 중요한 애플리케이션에서 정확한 매칭을 위해 제조업체에 특정 빈닝 코드를 문의하십시오.

Q: "세그먼트가 매칭되었다"는 것은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 동일한 장치 내에서 한 세그먼트에서 다른 세그먼트로의 전기 및 광학 특성(순방향 전압 및 광도와 같은)이 밀접하게 일치함을 의미합니다. 이는 모든 세그먼트가 동일한 전류로 구동될 때 균일한 밝기를 보장하며, 이는 낮은 등급의 디스플레이에서는 항상 보장되지 않습니다.

9. 실용적인 설계 및 사용 사례

온도를 4자리 표시에 표시하는 저전력 환경 데이터 로거를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 네 개의 LTS-10304JD 디스플레이를 사용하여 설계자는 멀티플렉싱 회로를 만들 것입니다. 저전력 마이크로컨트롤러는 작은 NPN 트랜지스터를 통해 각 디지트의 공통 캐소드를 순차적으로 활성화하면서 해당 디지트의 세그먼트 패턴을 일련의 I/O 핀(핀을 절약하기 위해 시프트 레지스터나 포트 확장기를 통해 가능)에 출력할 것입니다. 세그먼트 구동 전류를 2-3mA(최대치보다 훨씬 낮게)로 설정함으로써 전체 시스템 전력 소비를 최소화하면서도 우수한 가독성을 달성할 수 있습니다. 높은 대비비는 실내 및 그늘진 실외 조건 모두에서 디스플레이가 읽기 쉽도록 보장합니다. 디스플레이의 넓은 온도 범위는 로거의 작동 사양과 일치합니다.

10. 작동 원리 소개

7세그먼트 LED 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 여러 발광 다이오드의 조립체입니다. 7개의 막대(세그먼트 A-G) 각각과 소수점(DP)은 개별 LED입니다. LTS-10304JD와 같은 공통 캐소드 구성에서, 이 모든 내부 LED의 캐소드는 하나 이상의 공통 핀에 함께 연결됩니다. 특정 세그먼트를 점등하려면 전용 애노드 핀에 양의 전압을 인가해야 하며, 공통 캐소드는 접지(또는 더 낮은 전압)에 연결되어 회로를 완성하고 전류가 흐르도록 합니다. 어떤 세그먼트 조합이 점등되는지 제어함으로써 숫자 0-9와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. AlInGaP 물질 시스템은 순방향 바이어스 하에서 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합할 때 빛을 방출하며, 특정 합금 구성이 적색 파장을 결정합니다.

11. 기술 동향 및 맥락

1990년대 AlInGaP LED 기술의 발전은 고휘도 적색, 주황색, 노란색 LED에 대한 주요 돌파구였습니다. 이는 높은 가시성이 필요한 애플리케이션에서 효율성이 낮은 GaAsP 및 GaP 기술을 대체했습니다. 디스플레이 부품의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 빛), 더 낮은 작동 전압, 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 개별 7세그먼트 디스플레이는 많은 애플리케이션에 여전히 중요하지만, 더 복잡한 그래픽을 위한 통합 도트 매트릭스 디스플레이 및 OLED로의 병행 동향이 있습니다. 그러나 단순하고, 고신뢰성, 저전력, 고휘도의 숫자 표시를 위해서는 LTS-10304JD와 같은 AlInGaP 기반 7세그먼트 디스플레이가 특히 견고성과 긴 수명이 최우선인 산업 및 자동차 분야에서 선호되고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있습니다.