LTC-2723JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - AlInGaP 적색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-2723JD는 4자리 7세그먼트 영숫자 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치에서 선명하고 밝은 숫자 및 제한된 영숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 적색 스펙트럼에서 높은 효율과 밝기로 알려진 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩을 사용합니다. 이 장치는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 하여 우수한 문자 가시성과 넓은 시야각을 위한 높은 대비를 제공합니다. 발광 강도로 분류되며 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공되어 환경을 고려한 현대 전자 응용 분야에 적합합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 자릿수 높이:0.28인치(7.0mm), 과도한 공간 소비 없이 좋은 가시성을 위한 균형 잡힌 크기를 제공합니다.
• 세그먼트 설계:연속적이고 균일한 세그먼트는 일관된 조명과 전문적인 미적 감각을 보장합니다.
• 전력 효율:고효율 AlInGaP 기술 덕분에 낮은 전력 요구 사항을 가집니다.
• 광학 성능:높은 밝기와 높은 명암비는 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 디스플레이를 다양한 위치에서 읽을 수 있습니다.
• 신뢰성:고체 구조는 긴 작동 수명과 진동에 대한 견고성을 제공합니다.
• 빈닝:발광 강도로 분류(빈닝)되어 생산 로트 간 밝기의 일관성을 보장합니다.
• 환경 규정 준수:RoHS 규정에 따른 무연 패키지입니다.

1.2 장치 식별

부품 번호 LTC-2723JD는 특히 AlInGaP 고효율 적색, 멀티플렉스 공통 캐소드 디스플레이를 오른쪽 소수점과 함께 나타냅니다. 이 명명 규칙은 정확한 식별과 주문에 도움이 됩니다.

2. 기계적 및 패키지 정보

디스플레이는 표준 스루홀 패키지로 제공됩니다. 상세한 치수 도면은 데이터시트에 제공되며, 모든 주요 치수는 밀리미터로 지정됩니다. 주요 공차는 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.20mm입니다. 조립 관련 공차에 특별한 주의가 필요합니다: 핀 끝 이동은 ±0.4mm이며, 최적의 PCB 구멍 직경(1.30mm)에 대한 권장 사항이 있습니다. 모듈에는 부품 번호(LTC-2723JD), YYWW 형식의 날짜 코드, 제조 국가 및 발광 강도 등급을 위한 빈 코드가 표시됩니다.

3. 전기 구성 및 핀아웃

3.1 내부 회로 및 핀 연결

LTC-2723JD는 멀티플렉스 공통 캐소드 구성을 사용합니다. 이는 각 자릿수에 대한 LED의 캐소드가 내부적으로 함께 연결되고, 자릿수 간의 해당 세그먼트에 대한 애노드가 연결됨을 의미합니다. 이 설계는 필요한 드라이버 핀 수를 최소화합니다. 핀 연결 테이블은 다음과 같습니다:

• 핀 1: 공통 캐소드(자릿수 1)
• 핀 2: 애노드 C, L3
• 핀 3: 애노드 D.P.(소수점)
• 핀 4: 연결 없음
• 핀 5: 애노드 E
• 핀 6: 애노드 D
• 핀 7: 애노드 G
• 핀 8: 공통 캐소드(자릿수 4)
• 핀 9: 연결 없음
• 핀 10: 핀 없음
• 핀 11: 공통 캐소드(자릿수 3)
• 핀 12: 공통 캐소드 L1, L2, L3(별도 LED용)
• 핀 13: 애노드 A, L1
• 핀 14: 공통 캐소드(자릿수 2)
• 핀 15: 애노드 B, L2
• 핀 16: 애노드 F

내부 회로도는 이러한 연결을 시각적으로 나타내며, 네 자릿수에 대한 공통 캐소드 그룹과 일곱 세그먼트(A-G) 및 소수점에 대한 공유 애노드 라인을 보여줍니다.

4. 절대 최대 정격 및 전기/광학 특성

4.1 절대 최대 정격 (Ta=25°C)

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 작동 중에 절대 초과해서는 안 됩니다.

• 세그먼트당 소비 전력:70 mW
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:100 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭에서)
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25 mA (25°C에서 0.33 mA/°C로 선형 감소)
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C
• 솔더링 조건:착면 아래 1/16인치(1.6mm)에서 260°C에서 5초간.

4.2 전기 및 광학 특성 (Ta=25°C)

이는 지정된 시험 조건에서의 일반적인 작동 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도 (I_V):200 - 600 μcd (최소 - 최대) I_F= 1mA에서.
• 피크 방출 파장 (λ_p):656 nm (일반값) I_F= 20mA에서.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):22 nm (일반값) I_F= 20mA에서.
• 주 파장 (λ_d):640 nm (일반값) I_F= 20mA에서.
• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):2.1 - 2.6 V (일반값) I_F= 20mA에서.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대값) V_R= 5V에서.참고: 이는 시험 조건입니다; 연속 역방향 바이어스 작동은 허용되지 않습니다.
• 발광 강도 매칭 비율:2:1 (최대값) 유사한 광역 내 세그먼트 I_F= 1mA에서.
• 크로스 토크:≤ 2.5%.

발광 강도는 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정됩니다.

5. 성능 곡선 및 특성 분석

데이터시트에는 설계 엔지니어에게 필수적인 일반적인 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이러한 곡선은 주요 매개변수 간의 관계를 그래픽으로 나타내어 표 형식 데이터만으로는 얻을 수 없는 깊은 통찰력을 제공합니다. 제공된 텍스트에서 구체적인 곡선은 상세히 설명되지 않았지만, 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):비선형 관계를 보여주며, 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주어 밝기와 효율을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도:온도 상승에 따른 광 출력 감소를 설명하며, 기후 제어되지 않은 환경에서의 응용에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 주 파장과 피크 파장 및 스펙트럼 순도(반폭)를 확인합니다.

이러한 곡선을 분석하면 설계자가 적절한 구동 전류를 선택하고, 열 효과를 이해하며, 실제 작동 조건에서의 성능을 예측할 수 있습니다.

6. 신뢰성 시험 및 인증

LTC-2723JD는 인정된 산업 표준(MIL-STD, JIS)을 기반으로 한 포괄적인 신뢰성 시험을 거칩니다. 이러한 시험은 장치의 견고성과 수명을 검증합니다.

• 작동 수명 시험 (RTOL):최대 정격 조건에서 실온에서 1000시간 동안 장기 성능을 평가합니다.
• 고온/고습 보관 (THS):65°C 및 90-95% RH에서 500시간 동안 습기 저항성을 시험합니다.
• 고온 보관 (HTS):105°C에서 1000시간 동안 열 응력 하에서 안정성을 평가합니다.
• 저온 보관 (LTS):-35°C에서 1000시간.
• 온도 사이클링 (TC):-35°C와 105°C 사이에서 30회 사이클링하여 열 팽창/수축으로 인한 고장을 시험합니다.
• 열 충격 (TS):-35°C와 105°C 사이의 급속 전환 30회 사이클링으로, 더 심각한 열 시험입니다.
• 솔더 저항 (SR):리드가 솔더링 열(260°C에서 10초)을 견딜 수 있는 능력을 시험합니다.
• 솔더링성 (SA):리드가 솔더로 적절히 젖을 수 있는지 확인합니다(245°C에서 5초).

이러한 시험은 디스플레이가 조립 공정과 가혹한 작동 환경의 엄격함을 견딜 수 있도록 보장합니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 자동 솔더링

웨이브 또는 리플로우 솔더링의 경우, 권장 조건은 솔더 온도 260°C에서 최대 5초 동안 착면 아래 1/16인치(1.6mm) 깊이로 리드를 침지하는 것입니다. 이 과정에서 디스플레이의 본체 온도는 최대 보관 온도를 초과해서는 안 됩니다.

7.2 수동 솔더링

핸드 솔더링 시, 인두 팁은 리드(착면 아래 1/16인치)에 5초를 초과하여 접촉해서는 안 됩니다. 권장 솔더링 인두 온도는 350°C ±30°C입니다. LED 칩이나 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 시간과 온도의 정밀한 제어가 중요합니다.

8. 중요한 적용 주의사항 및 설계 고려사항

용도:이 디스플레이는 일반 전자 장비(사무실, 통신, 가정용)용으로 설계되었습니다. 사전 협의 및 특정 인증 없이는 안전-중요 응용 분야(항공, 의료 생명 유지 장치 등)에 인증되지 않았습니다.

매개변수 준수:구동 회로는 절대 최대 정격 및 권장 작동 조건 내에서 작동하도록 설계되어야 합니다. 전류나 온도 한계를 초과하면 광 출력 저하를 가속화하고 조기 고장을 일으킬 수 있습니다.

구동 회로 설계:

• 정전류 구동:정전압 구동보다 강력히 권장됩니다. LED는 전류 구동 장치입니다; 그들의 순방향 전압에는 공차가 있으며 온도에 따라 변합니다. 정전류 소스는 안정적이고 예측 가능한 밝기를 보장하고 LED를 열 폭주로부터 보호합니다.
• 역전압 보호:구동 회로는 전원 켜기, 끄기 또는 멀티플렉싱 회로에서 LED 세그먼트에 역전압이나 순간 전압 스파이크가 적용되는 것을 방지하기 위한 보호 장치(예: 직렬 다이오드 또는 집적 회로 기능)를 포함해야 합니다. 최대 역전압은 시험용으로 5V에 불과합니다; 연속 역방향 바이어스는 금지됩니다.
• 멀티플렉싱 고려사항:공통 캐소드 멀티플렉스 디스플레이로서, 각 자릿수의 캐소드를 순차적으로 활성화하면서 해당 자릿수에 대해 켜져야 하는 세그먼트의 애노드에 전압을 인가하는 드라이버 회로가 필요합니다. 피크 전류 정격(낮은 듀티 사이클에서 100mA)은 필요한 평균 밝기를 달성하기 위해 순간 전류가 더 높은 멀티플렉스 구동 방식과 관련이 있습니다.

열 관리:세그먼트당 소비 전력은 낮지만, 작은 패키지 내 네 자릿수에서 발생하는 집단 열을 고려해야 합니다. 접합 온도를 안전 한계 내로 유지하기 위해 적절한 환기 및 다른 열원 근처 배치를 피하는 것이 좋습니다.

9. 기술 비교 및 응용 시나리오

9.1 다른 기술과의 차별점

이전 GaAsP 또는 GaP LED 기술과 비교하여, AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 더 낮은 전류에서 더 밝은 디스플레이를 가능하게 합니다. 회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 확산 또는 착색 패키지에 비해 우수한 대비를 제공합니다. 0.28인치 자릿수 크기는 더 작은 표시기와 더 큰 패널 장착 디스플레이 사이에 위치하여 가독성과 컴팩트함의 좋은 균형을 제공합니다.

9.2 일반적인 응용 시나리오

• 시험 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 오실로스코프, 전원 공급 장치.
• 산업 제어:패널 미터, 타이머 디스플레이, 공정 표시기.
• 소비자 가전:오디오 장비(증폭기, 리시버), 가전 제품 디스플레이.
• 자동차 애프터마켓:계기 및 진단 도구(주요 차량 안전 시스템용 아님).

9.3 설계 예시: 마이크로컨트롤러 인터페이스

일반적인 설계에는 충분한 I/O 핀이 있는 마이크로컨트롤러 또는 멀티플렉스 LED 디스플레이용으로 특별히 설계된 외부 시프트 레지스터/드라이버 IC(MAX7219 또는 TM1637와 같은)를 사용하는 것이 포함됩니다. 드라이버 IC는 멀티플렉싱 타이밍, 전류 제한을 관리하며 종종 PWM을 통한 밝기 제어를 포함하여 시스템 엔지니어의 소프트웨어 및 하드웨어 설계를 크게 단순화합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 발광 강도 빈 코드의 목적은 무엇입니까?

A1: 빈 코드는 특정 유닛의 측정된 밝기 범위를 나타냅니다. 이를 통해 설계자는 다중 유닛 패널에 대해 일치하는 밝기의 디스플레이를 선택하여 균일한 외관을 보장할 수 있습니다.

Q2: 5V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 아니요. 순방향 전압은 약 2.6V이지만, LED에는 전류 제한이 필요합니다. 5V 핀에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 세그먼트를 파괴합니다. 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 드라이버가 필수입니다.

Q3: 왜 정전류 구동이 권장됩니까?

A3: LED의 광 출력은 전압이 아닌 전류에 비례합니다. 그 순방향 전압(Vf)은 유닛마다 다르며 온도 상승에 따라 감소합니다. 저항이 있는 정전압 소스는 대략적인 전류 조절을 제공하지만, 진정한 정전류 소스는 정밀한 밝기 제어와 열 폭주에 대한 본질적인 보호를 제공합니다.

Q4: "멀티플렉스 공통 캐소드"가 내 회로에 무엇을 의미합니까?

A4: 이는 한 번에 한 자릿수를 빠르게 연속적으로 켜는 방식(멀티플렉싱)으로 디스플레이를 제어함을 의미합니다. 켜질 세그먼트(애노드) 패턴을 설정한 다음, 자릿수 1의 캐소드를 활성화하고, 비활성화한 후, 자릿수 2의 패턴을 설정하고, 그 캐소드를 활성화하는 식으로 진행합니다. 이 사이클이 지속적으로 반복되어 필요한 드라이버 핀 수를 29개(4x7 세그먼트 + 4 캐소드 + DP)에서 단지 12개의 애노드 라인 + 4개의 캐소드 라인(별도 LED용 공통 캐소드 추가)으로 줄입니다.

11. 작동 원리 및 기술 동향

11.1 기본 작동 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. 밴드갭을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역(AlInGaP 층)에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 색상을 결정합니다. 이 경우 적색 스펙트럼(~640-656 nm)입니다. 7세그먼트 레이아웃은 서로 다른 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정)의 조합을 발광시켜 숫자 0-9와 일부 문자를 형성하는 표준화된 패턴입니다.

11.2 산업 동향

디스플레이 기술의 동향은 더 높은 효율, 더 낮은 전력 소비 및 더 큰 통합을 지향하고 있습니다. LTC-2723JD와 같은 개별 7세그먼트 디스플레이는 비용 효율적인 중간 크기 숫자 표시에 필수적이지만, 다음과 같은 분야에서도 병행 성장이 있습니다:

유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이:고급 응용 분야를 위해 우수한 대비, 유연성 및 얇음을 제공합니다.

통합 드라이버 디스플레이:보드에 컨트롤러/드라이버 IC를 포함하는 모듈로, 인터페이스 설계를 단순화합니다.

표면 실장 장치 (SMD) 패키지:자동 조립용이지만, 이와 같은 스루홀 부품은 프로토타이핑, 수리 및 견고한 기계적 연결이 필요한 응용 분야에서 여전히 선호됩니다.

AlInGaP 재료 시스템 자체는 적색, 주황색 및 노란색 LED를 위한 성숙하고 고도로 최적화된 기술을 나타내며, 성능, 신뢰성 및 비용을 효과적으로 균형 있게 맞춥니다.