7.62mm 화이트 세븐 세그먼트 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 자릿수 높이 - 2.4V 순방향 전압 - 25mA 순방향 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 7.62mm(0.3인치) 자릿수 높이의 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 본 장치는 스루홀 장착(THT)을 위해 설계되었으며, 그레이 배경 표면 위에 화이트 발광 세그먼트를 특징으로 합니다. 이 조합은 높은 대비와 뛰어난 가독성을 제공하여 밝은 주변 조명 조건에서도 다양한 지시 및 판독 애플리케이션에 적합합니다. 제품은 광도에 따라 분류되며, 무연(Pb-free) 및 RoHS 환경 기준을 준수합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

본 디스플레이의 주요 장점은 기존 PCB 레이아웃 및 소켓과의 호환성을 보장하는 산업 표준 풋프린트와 낮은 전력 소비 특성을 포함합니다. 이 장치는 신뢰성과 장수명을 위해 제작되었습니다. 주요 타겟 시장은 선명한 단색 숫자 또는 제한된 영숫자 정보를 표시해야 하는 소비자 가전, 산업 및 자동차 계기판, 범용 디지털 판독 디스플레이를 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

디스플레이의 성능은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정된 일련의 절대 최대 정격 및 표준 전기-광학 특성으로 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 어떠한 작동 조건에서도 이를 초과해서는 안 됩니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V - LED 세그먼트 양단에 역방향으로 인가할 수 있는 최대 전압입니다.
• 순방향 전류 (I_F):25 mA - 단일 세그먼트를 통해 허용되는 최대 연속 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA - 최대 펄스 전류로, 1 kHz 주파수에서 듀티 사이클 1/10 조건에서만 허용됩니다.
• 전력 소산 (P_d):60 mW - 단일 세그먼트에서 소산될 수 있는 최대 전력입니다.
• 작동 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C - 장치가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C - 비작동 상태 보관을 위한 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도 (T_sol):260°C - 웨이브 또는 핸드 솔더링을 위한 최대 온도로, 노출 시간은 5초를 초과하지 않아야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v):세그먼트당 5.6 mcd (최소), 11.0 mcd (일반), I_F= 10 mA에서 측정. 허용 오차는 ±10%입니다.
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (일반) at I_F= 20 mA. 이는 방출 광 강도가 가장 높은 파장을 나타냅니다.
• 주 파장 (λ_d):624 nm (일반) at I_F= 20 mA. 이는 인간의 눈이 인지하는 파장으로, 색상을 정의합니다(본 경우, 칩 재료에 기반한 화이트).
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm (일반) at I_F= 20 mA. 이는 방출되는 빛의 스펙트럼 폭을 정의합니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.0 V (일반), 2.4 V (최대) at I_F= 20 mA. 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이는 LED가 작동할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):100 µA (최대) at V_R= 5 V.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 빈닝 시스템이 적용됨을 의미합니다.

3.1 광도 빈닝

제공된 발췌문에 특정 빈 코드가 나열되어 있지는 않지만, 일반 광도는 10mA에서 11.0 mcd이며 최소 5.6 mcd입니다. 제조업체는 일반적으로 측정된 광 출력을 기반으로 LED를 빈으로 그룹화하여 생산 배치 내 일관성을 보장합니다. 설계자는 애플리케이션에 적합한 광도 등급을 선택하고 다중 자릿수 디스플레이에서 모든 자릿수의 균일한 밝기를 보장하기 위해 제조업체의 전체 빈닝 문서를 참조해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 중요한 일반적인 특성 곡선을 참조합니다.

4.1 스펙트럼 분포

스펙트럼 분포 곡선(Ta=25°C)은 일반적인 피크 파장 632 nm를 중심으로 서로 다른 파장에 걸친 상대 광도를 그래픽으로 보여줍니다. 이 곡선은 색 순도와 광학 필터링 시나리오에서의 잠재적 적용을 이해하는 데 도움이 됩니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선(Ta=25°C)은 LED 세그먼트를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 사이의 비선형 관계를 설명합니다. 이는 최대 순방향 전류를 초과하지 않으면서 원하는 밝기에서 안정적인 작동을 보장하기 위한 전류 제한 회로(일반적으로 직렬 저항) 설계에 필수적입니다.

4.3 순방향 전류 디레이팅 곡선

이는 신뢰할 수 있는 설계를 위한 가장 중요한 곡선 중 하나입니다. 이 곡선은 주변 작동 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 최대 허용 연속 순방향 전류(I_F)가 어떻게 감소해야 하는지를 보여줍니다. 예를 들어, 85°C에서 작동하려면 과열 및 가속화된 열화를 방지하기 위해 절대 최대 정격 25mA보다 훨씬 낮은 구동 전류가 필요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

디스플레이는 스루홀 장착을 위한 산업 표준 7.62mm 자릿수 높이 풋프린트를 따릅니다. 상세한 치수 도면은 전체 높이, 자릿수 크기, 핀 간격(피치), 핀 직경을 포함한 모든 중요한 측정값을 제공합니다. 치수에 대한 기본 허용 오차는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25mm입니다. 적절한 PCB 레이아웃 및 기계적 맞춤을 위해서는 이러한 치수를 정확히 준수해야 합니다.

5.2 핀아웃 및 극성 식별

내부 회로도는 세븐 세그먼트와 소수점(있는 경우)의 커먼 애노드 구성을 보여줍니다. 다이어그램은 각 세그먼트(a부터 g까지) 및 커먼 애노드 핀에 해당하는 핀 번호를 식별합니다. 설치 중 올바른 극성을 준수해야 합니다; 5V를 초과하는 역방향 전압을 인가하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 솔더링 파라미터

절대 최대 정격은 솔더링 온도(T_sol)를 260°C, 지속 시간 5초 이하로 지정합니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 핸드 솔더링 공정에 적용됩니다. 리플로우 솔더링의 경우, 장치의 플라스틱 패키지와 호환되는 프로파일을 사용해야 하며, 일반적으로 에폭시 수지의 온도 한계 내에 머물러야 합니다.

6.2 정전기 방전 (ESD) 예방 조치

디스플레이 내부의 LED 다이는 정전기 방전에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩 및 작업대 사용, 도전성 바닥 매트 및 테이블 매트 사용, 절연 재료가 있는 영역에서 전하를 중화하기 위한 이온화기 사용과 같은 취급 예방 조치를 강력히 권장합니다. 조립에 사용되는 모든 장비의 적절한 접지가 필요합니다.

6.3 보관 조건

장치는 지정된 보관 온도 범위인 -40°C ~ +100°C 내의 건조한 환경에 보관해야 하며, 솔더링 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있는 수분 흡수를 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

표준 포장 형식은 튜브당 26개입니다. 이 튜브들은 박스에 포장되며, 박스당 88튜브입니다. 마지막으로, 4박스가 마스터 카톤에 포장됩니다.

7.2 라벨 설명

제품 라벨에는 고객 제품 번호(CPN), 제조업체 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 로트 번호(LOT No)와 같은 몇 가지 주요 필드가 포함됩니다. 광도 등급(CAT)은 앞서 언급한 빈닝과 관련이 있습니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

커먼 애노드 디스플레이로서, 각 세그먼트 캐소드는 일반적으로 마이크로컨트롤러 GPIO 핀이나 전용 드라이버 IC(74HC595 시프트 레지스터 또는 MAX7219와 같은)에 의해 독립적으로 구동됩니다. 각 세그먼트 캐소드와 직렬로 전류 제한 저항을 연결해야 합니다. 저항 값은 R = (V_supply- V_F) / I_F를 사용하여 계산되며, 여기서 V_F와 I_F는 데이터시트에서 원하는 작동 지점입니다(예: 10mA에서 2.0V). 5V 공급 전압의 경우, R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 옴입니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 외부 전류 제한 저항을 사용하십시오. 마이크로컨트롤러 핀이나 전압 소스에서 LED를 직접 구동하면 최대 순방향 전류를 초과하여 세그먼트를 파괴할 가능성이 높습니다.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 디스플레이의 경우, 핀 수를 줄이기 위해 멀티플렉싱이 일반적입니다. 듀티 사이클을 고려하여 멀티플렉싱 작동 시 피크 전류가 I_FP 정격을 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:순방향 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오. 높은 주변 온도 애플리케이션에서는 신뢰성을 유지하기 위해 구동 전류를 줄이십시오.
• 시야각:그레이 배경은 높은 주변광 조건에서 대비를 향상시키지만, 검정색 배경에 비해 시야각 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

검정색 배경의 유사 디스플레이와 비교하여, 본 모델의 그레이 표면은 반사된 눈부심을 줄여 밝게 조명된 환경에서 우수한 가독성을 제공합니다. 화이트 광(아마도 형광체 변환형)용 AlGaInP 칩 재료 사용은 일반적으로 좋은 효율성과 안정성을 제공합니다. 스루홀 설계는 견고한 기계적 연결을 제공하여 진동이 발생하는 애플리케이션이나 솔더링 신뢰성이 가장 중요한 애플리케이션에 적합하며, 이는 표면 실장 장치와 대조적입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 디스플레이를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 20mA로 직접 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 각 세그먼트마다 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 마이크로컨트롤러 핀의 전류 공급/싱크 능력과 LED의 V_F 모두 저항 계산 시 고려되어야 합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 방출 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 빛의 색상과 일치하는 단일 파장입니다. 화이트 LED의 경우, 이들은 종종 크게 다릅니다.

Q: 올바른 광도 빈을 어떻게 선택하나요?

A> 다중 유닛 제품에서 균일한 외관을 위해, 필요한 광도 빈(CAT 코드)을 유통업체나 제조업체에 지정하십시오. 혼합된 빈의 장치를 사용하면 시각적으로 다른 밝기 수준이 발생할 수 있습니다.

Q: 방열판이 필요한가요?

A> 작동 온도 범위의 상한 근처에서 최대 정격 전류(25mA)로 연속 작동하는 경우, 열 방출을 위한 신중한 PCB 레이아웃이 권장됩니다. 보통의 환경에서 10-20mA로 일반적으로 작동하는 경우, 특별한 방열판은 필요하지 않습니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:자동차 대시보드 애플리케이션(주변 온도 최대 70°C)을 위한 간단한 4자리 전압계 판독 장치 설계.

설계 단계:

1. 구동 회로:멀티플렉싱을 위해 4자리, 7세그먼트 드라이버 주변 장치가 있는 마이크로컨트롤러 또는 MAX7219와 같은 외부 드라이버 IC를 사용하여 배선을 단순화하십시오.

2. 전류 설정:디레이팅 곡선을 참조하십시오. 70°C에서 최대 연속 전류는 25mA보다 낮습니다. 세그먼트당 8-10mA의 구동 전류를 선택하면 신뢰성과 충분한 밝기를 보장합니다.

3. 저항 계산:5V 공급 전압과 10mA에서 V_F= 2.0V라고 가정하면, R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 옴입니다. 세그먼트 캐소드당 300Ω 또는 330Ω 표준 값 저항을 사용하십시오.

4. PCB 레이아웃:디스플레이를 PCB의 상단에 배치하십시오. 핀 홀이 데이터시트 치수와 일치하는지 확인하십시오. 디스플레이 영역 주변에 열 방출을 돕기 위해 약간 더 큰 접지 평면을 제공하십시오.

12. 작동 원리

세븐 세그먼트 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 여러 개의 발광 다이오드(LED)의 조립체입니다. 일곱 개의 직사각형 세그먼트(a부터 g까지 레이블 지정) 각각은 개별 LED입니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 선택적으로 점등함으로써 숫자 0-9와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. 이와 같은 커먼 애노드 구성에서는 모든 세그먼트 LED의 애노드가 공통 양전압 공급에 연결됩니다. 각 세그먼트는 전류 제한 저항을 통해 해당 캐소드 핀에 논리 LOW(또는 접지 경로)를 인가하여 켜집니다.

13. 기술 동향

디스플레이 기술의 동향은 더 높은 밀도, 풀 컬러 및 표면 실장 장치로 이동하고 있습니다. 그러나, 이러한 스루홀 세븐 세그먼트 디스플레이는 단순성, 견고성, 낮은 비용, 프로토타이핑, 교육용 키트, 산업 제어 및 극도의 신뢰성과 가시성이 필요한 애플리케이션에서의 사용 용이성으로 인해 여전히 매우 관련성이 높습니다. LED 칩 재료의 발전은 이러한 클래식 패키지 유형에 대해서도 효율성(와트당 루멘)과 수명을 계속해서 개선하고 있습니다. RoHS 및 무연 기준 준수는 이제 글로벌 환경 규제에 의해 추진되는 보편적인 요구 사항입니다.