LTC-4627JR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 슈퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-4627JR는 4자리, 7세그먼트 영숫자 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치에서 명확하고 밝은 숫자 및 제한된 문자 판독을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 슈퍼 레드 발광을 생성합니다. 불투명한 GaAs 기판 위에 성장된 이 재료 시스템은 적색 스펙트럼에서 높은 효율과 우수한 색 순도로 알려져 있습니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 멀티플렉스 공통 애노드 타입으로 설계되어 다중 자릿수 디스플레이에 필요한 드라이버 핀 수를 최소화하는 표준 구성입니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 소형 및 가독성:0.4인치(10.0 mm) 자릿수 높이를 특징으로 하여 크기와 가시성 사이의 좋은 균형을 제공합니다.
• 우수한 광학 성능:높은 밝기와 높은 대비를 제공하여 명확한 문자 모양을 보장합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트가 일관된 외관을 제공합니다.
• 에너지 효율성:낮은 전력 요구 사항을 가지고 있어 배터리 구동 또는 에너지 의식적인 응용 분야에 적합합니다.
• 우수한 시야각:넓은 시야각을 제공하여 다양한 위치에서 디스플레이를 읽을 수 있습니다.
• 높은 신뢰성:마모될 움직이는 부품이나 필라멘트가 없는 고체 상태의 신뢰성의 이점을 누립니다.
• 품질 보증:장치는 휘도 강도에 따라 분류되어 지정된 빈 내에서 일관된 밝기 수준을 보장합니다.
• 환경 규정 준수:패키지는 무연이며, RoHS(유해 물질 제한) 지침에 따라 제조됩니다.

1.2 제품 식별

부품 번호 LTC-4627JR는 특히 오른쪽 소수점이 있는 슈퍼 레드, 멀티플렉스 공통 애노드 디스플레이를 나타냅니다. 이 명명 규칙은 장치의 전기적 구성과 광학적 특성을 정확하게 식별하는 데 도움이 됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 작동은 항상 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 세그먼트당 소비 전력:최대 70 mW. 이를 초과하면 과열 및 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 90 mA, 그러나 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 멀티플렉싱 또는 간단한 테스트용입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 50°C에서 최대 연속 전류는 약 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA가 됩니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 납땜 조건:이 장치는 260°C에서 3초 동안 납땜조가 장착면 아래 1/16인치(≈1.6mm)에 있는 웨이브 납땜 프로파일을 견딜 수 있습니다. 조립 중 장치 본체 온도는 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (25°C 기준, 전형적)

이는 지정된 테스트 조건에서 보장된 성능 매개변수입니다.

• 평균 휘도 강도 (I_V):순방향 전류(I_F) 1 mA에서 200-650 µcd. 이 넓은 범위는 장치가 강도에 따라 빈닝되었음을 나타냅니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):I_F=20mA에서 639 nm(전형적), 슈퍼 레드 영역에 위치합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):20 nm(전형적), 스펙트럼 순도를 정의합니다.
• 주파장 (λ_d):631 nm(전형적), 허용 오차 ±1 nm.
• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.0V ~ 2.6V, 허용 오차 ±0.1V. 이는 드라이버 설계를 위한 중요한 매개변수입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA. 참고: 이는 테스트 조건입니다; 연속 역방향 바이어스 작동은 금지됩니다.
• 휘도 강도 매칭 비율 (I_V-m):I_F=10mA에서 최대 2:1. 이는 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변동을 지정합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%, 인접 세그먼트의 의도하지 않은 발광이 최소화됨을 의미합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 제품이 "휘도 강도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 디스플레이가 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 10mA)에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류되는 빈닝 과정을 의미합니다. 설계자는 동일한 강도 빈(예: 400-500 µcd)에서 장치를 선택하여 조립체 내 여러 디스플레이 간 균일한 밝기를 보장하고 주의사항에 언급된 "색조 불균일 문제"를 피할 수 있습니다. 이 문서에서 파장/색상 또는 순방향 전압에 대해 명시적으로 상세히 설명하지는 않았지만, 이러한 분류는 일관된 성능을 보장하기 위해 LED 제조에서 일반적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프가 본문에 제공되지는 않았지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• I-V (전류 대 전압) 곡선:지수 관계를 보여주며, 전형적인 순방향 전압(V_F)이 약 2.0-2.6V임을 강조합니다.
• 휘도 대 순방향 전류 (I_Vvs. I_F):광 출력이 전류와 함께 최대 정격 한계까지 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 설계자가 원하는 밝기와 효율성을 위한 작동점을 선택하는 데 도움이 됩니다.
• 휘도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 고온 환경에서의 열 관리 필요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 지정된 20 nm 반치폭과 함께 639 nm(피크) 및 631 nm(주파장)를 중심으로 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

디스플레이는 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 다르게 지정되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 핀 팁 이동 공차는 ±0.4 mm입니다.
• 결함에 대한 품질 관리 한계: 세그먼트 상의 이물질 ≤10 mils, 잉크 오염 ≤20 mils, 세그먼트 내 기포 ≤10 mils.
• 반사판의 굽힘은 길이의 ≤1%로 제한됩니다.

5.2 핀 연결 및 극성

이 장치는공통 애노드타입입니다. 이는 각 자릿수에 대한 LED의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 1, 2, 6, 8: 각각 자릿수 1, 자릿수 2, 자릿수 3 및 자릿수 4의 공통 애노드.
• 핀 4: 왼쪽 콜론 세그먼트(L1, L2, L3)의 공통 애노드.
• 개별 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G, DP, L1, L2, L3)의 캐소드(음극 단자)는 핀 3, 5, 7, 11, 13, 14, 15, 16에 분포되어 있습니다.
• 핀 9, 10, 12는 "연결 없음" 또는 "핀 없음"으로 표시됩니다.

내부 회로도:회로도는 멀티플렉스 배열을 보여줍니다. 각 자릿수의 애노드는 분리되어 있으며, 동일한 세그먼트 위치(예: 모든 'A' 세그먼트)의 캐소드는 함께 연결됩니다. 특정 자릿수에서 특정 세그먼트를 발광시키려면 해당 자릿수 애노드 핀을 하이(양전압)로 구동하고 해당 세그먼트 캐소드 핀을 로우(접지 또는 싱크 전류)로 구동해야 합니다. 이 멀티플렉싱은 모든 자릿수가 동시에 켜져 있는 것처럼 보이도록 빠르게 수행됩니다.

6. 납땜, 조립 및 보관 지침

6.1 납땜

절대 최대 정격은 웨이브 납땜 프로파일을 지정합니다: 260°C에서 3초, 납땜조가 장착면 아래 1/16"에 위치합니다. 리플로우 납땜의 경우, 피크 온도가 장치의 최대 온도 정격을 초과하지 않는 표준 무연 프로파일을 사용해야 합니다. 조립 중 디스플레이 본체에 기계적 스트레스를 피하도록 주의해야 합니다.

6.2 보관 조건

적절한 보관은 핀 산화와 성능 저하를 방지하는 데 중요합니다.

• LED 디스플레이(LTC-4627JR와 같은)의 경우:원래 포장 상태로 보관하십시오. 권장 조건: 온도 5°C ~ 30°C, 습도 60% RH 미만. 이러한 조건 외부에 보관하거나 습기 차단 백이 6개월 이상 열려 있었다면, 장치를 60°C에서 48시간 동안 베이킹하고 일주일 이내에 사용하는 것이 좋습니다.
• 일반 원칙:대량 재고의 장기 보관을 피하십시오. 신선도를 보장하고 주석 도금 리드의 산화를 방지하기 위해 재고를 신속히 소비하십시오.

7. 적용 노트 및 설계 고려사항

7.1 중요한 적용 시 주의사항

• 용도:일반 전자 장비(사무실, 통신, 가정용)용입니다. 사전 협의 및 승인 없이는 안전이 중요한 응용 분야(항공, 의료, 교통 제어)에는 권장되지 않으며, 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있습니다.
• 드라이버 설계:
  • 정전류 구동:일관된 밝기를 보장하고 LED를 열 폭주로부터 보호하기 위해 정전압보다 강력히 권장됩니다.
  • 전압 범위:드라이버 회로는 전체 V_F범위(2.0V-2.6V)를 수용하여 모든 장치에 의도한 전류를 공급해야 합니다.
  • 역방향 및 과도 현상 보호:회로는 금속 이동 및 증가된 누설 전류로 인한 손상을 방지하기 위해 전원 켜기/종료 중 역전압 및 전압 스파이크로부터 보호해야 합니다.
  • 전류 감액:최대 주변 온도를 고려한 후 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 감액 계수를 사용하여 작동 전류를 선택하십시오.
• 환경:습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하여 디스플레이에 응결이 생기는 것을 방지하십시오.
• 기계적:전면 패널 필름/그래픽 오버레이를 사용하는 경우, 디스플레이 표면을 직접 누르지 않도록 하십시오. 이동할 수 있습니다. 응용 분야에 낙하/진동 테스트가 포함된 경우, 평가를 위해 테스트 조건을 사전에 공유하십시오.
• 다중 디스플레이 유닛용 매칭:하나의 유닛에 두 개 이상의 디스플레이를 조립할 때, 균일한 외관을 보장하기 위해 동일한 휘도 강도 빈에서 장치를 사용하십시오.

7.2 전형적인 적용 시나리오

LTC-4627JR는 명확하고 중간 크기의 숫자 판독이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다. 예를 들면:

• 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 전원 공급 장치).
• 산업 제어 패널 및 타이머.
• 소비자 가전(전자레인지, 오븐, 오디오 장비).
• 판매 시점 단말기 및 기본 정보 디스플레이.
• 취미 활동 및 프로토타이핑 프로젝트.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaAsP 또는 GaP 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, LTC-4627JR의 AlInGaP 슈퍼 레드 LED 칩은 상당히 높은 밝기와 효율성을 제공합니다. 일부 현대적인 백색 조명 또는 측면 조명 디스플레이와 비교할 때, 순수한 적색 표시에 대해 우수한 색 채도와 시야각을 제공합니다. 0.4인치 자릿수 크기는 더 작고 읽기 어려운 디스플레이와 더 크고 전력을 많이 소비하는 디스플레이 사이의 틈새 시장을 채웁니다. 공통 애노드 멀티플렉스 설계는 다중 자릿수 디스플레이를 위한 비용 효율적이고 핀 효율적인 표준이지만, 정적 구동 타입보다 더 복잡한 드라이버 IC가 필요합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q1: LTC-4627JR에 어떤 드라이버 IC를 사용해야 합니까?

A: 공통 애노드 핀에 전류를 공급하고 세그먼트 캐소드 핀에서 전류를 싱크할 수 있는 멀티플렉싱 드라이버가 필요합니다. 일반적인 선택은 MAX7219 또는 TM16xx 시리즈와 같은 전용 LED 드라이버 IC이거나, 필요한 경우 외부 트랜지스터를 사용하여 충분한 GPIO 핀과 전류 용량을 가진 마이크로컨트롤러입니다.

Q2: 전류 제한 저항을 어떻게 계산합니까?

A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 계산 시 데이터시트의 최대 V_F(2.6V)를 사용하여 장치 변동이 있어도 전류가 선택한 I_F를 절대 초과하지 않도록 하십시오. 5V 공급 전압과 원하는 I_F 10 mA의 경우: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. 멀티플렉스 회로에서는 항상 캐소드(싱크) 측에 저항을 배치하십시오.

Q3: 야외에서 사용할 수 있습니까?

A: 작동 온도 범위(-35°C ~ +85°C)는 많은 야외 환경을 허용합니다. 그러나 햇빛 가독성(높은 대비가 도움이 됨), 잠재적인 응결(급격한 온도 변화 피함), 장치 자체가 방수가 아니므로 습기와 먼지 유입을 방지하기 위해 보호 창 뒤에 디스플레이를 밀봉하는 것을 고려하십시오.

Q4: 왜 정전류 구동이 권장됩니까?

A: LED의 순방향 전압(V_F)은 온도와 장치마다 다릅니다. 직렬 저항이 있는 정전압 소스는 대략적인 정전류를 제공하지만 변동할 수 있습니다. 진정한 정전류 소스는 LED가 항상 정확히 설계된 전류를 받도록 보장하여 일관된 밝기와 더 긴 수명으로 이어지며, 특히 -35°C ~ +85°C 범위에서 중요합니다.

10. 설계 적용 사례 연구

시나리오: 간단한 4자리 카운터/타이머 설계.

설계자는 가독성과 표준 인터페이스를 위해 LTC-4627JR를 선택합니다. 내장 타이머와 충분한 I/O를 가진 마이크로컨트롤러를 사용합니다. 4개의 GPIO 핀은 작은 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)를 통해 자릿수 애노드(핀 1,2,6,8)를 구동하여 필요한 전류를 공급하도록 출력으로 구성됩니다. 다른 7개의 GPIO 핀(소수점용 하나 추가)은 오픈 드레인 출력으로 구성되고 세그먼트 캐소드(A-G, DP)에 직접 연결되며, 각각 220Ω 직렬 저항이 접지에 연결되어 5V 공급 전압에서 세그먼트 전류를 약 10-12mA로 설정합니다. 펌웨어는 멀티플렉싱 루틴을 구현하여 한 번에 하나의 자릿수 애노드를 켜고 해당 자릿수에 대한 적절한 세그먼트 캐소드를 활성화하며, 네 자릿수를 모두 빠르게(>60Hz) 순환시킵니다. 회색 전면/흰색 세그먼트는 제품 전면 패널의 어두운 색조 아크릴 창 뒤에서 우수한 대비를 제공합니다.

11. 동작 원리

LTC-4627JR는 반도체 P-N 접합에서의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. 다이오드의 턴온 전압(≈2.0V)을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, N형 AlInGaP 층의 전자가 P형 층의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 사건은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)에 해당합니다. 이 경우, 약 631-639 nm의 슈퍼 레드입니다. 불투명한 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 반사시켜 전체 광 출력 효율을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 7세그먼트 패턴은 각 세그먼트 영역 아래에 개별 LED 칩 또는 칩 어레이를 배치하고 내부 멀티플렉싱 매트릭스를 통해 연결하여 생성됩니다.

12. 기술 동향

LTC-4627JR와 같은 개별 7세그먼트 디스플레이는 단순성, 높은 밝기 및 넓은 시야각으로 인해 특정 응용 분야에서 여전히 중요하지만, 더 넓은 동향은 통합 도트 매트릭스 디스플레이(LED 및 OLED 모두) 및 TFT LCD로 이동하고 있습니다. 이들은 문자, 그래픽 및 애니메이션을 표시하는 데 더 큰 유연성을 제공합니다. 그러나 숫자, 몇 개의 문자 및 극도의 명확성/신뢰성만 필요한 응용 분야의 경우, 7세그먼트 기술은 계속 발전하고 있습니다. 동향에는 더 높은 효율의 재료, 더 낮은 작동 전압, 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지, 시스템 설계를 더욱 단순화하고 마이크로컨트롤러 핀 수를 줄이기 위한 통합 드라이버 및 통신 인터페이스(예: I2C 또는 SPI)가 있는 디스플레이가 포함됩니다.