ELD-526SURWA/S530-A3 세븐 세그먼트 디스플레이 데이터시트 - 13.6mm 디지트 높이 - 2.4V 순방향 전압 - 브릴리언트 레드 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

ELD-526SURWA/S530-A3는 스루홀(Through-Hole) 장착용으로 설계된 단일 자릿수 알파벳 숫자 표시 세븐 세그먼트 디스플레이입니다. 디지트 높이가 13.6밀리미터(0.54인치)인 표준 산업용 크기를 특징으로 합니다. 이 장치는 회색 표면 외관을 가진 백색 확산 수지 패키지 내에 브릴리언트 레드 AlGaInP LED 칩으로 구성되어 있습니다. 이 조합은 주변광이 밝은 환경에서도 높은 신뢰성과 우수한 가독성을 제공하도록 설계되었습니다. 디스플레이는 광도에 따라 분류되며, 무연(Pb-free) 및 RoHS 환경 기준을 준수하여 현대 전자 조립 공정에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 낮은 전력 소비, 쉬운 교체 또는 통합을 위한 표준화된 풋프린트, 다양한 조명 조건에서의 견고한 성능을 포함합니다. 그 설계는 장수명과 일관된 출력을 우선시합니다. 목표 응용 분야는 명확한 숫자 표시가 필수적인 소비자 및 산업용 전자제품에 주로 초점을 맞춘 다양합니다. 주요 시장에는 가전 제어판(예: 오븐, 세탁기), 측정 장비용 계기, 다양한 장비의 범용 디지털 표시 디스플레이가 포함됩니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 전기적, 광학적, 열적 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합이 즉시 항복될 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F):25 mA (연속). 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA. 듀티 사이클 1/10, 주파수 1 kHz에서 지정된 최대 허용 펄스 전류입니다. 멀티플렉싱 응용에 매우 중요합니다.
• 전력 소산 (P_d):60 mW. 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(V_F)에 순방향 전류(I_F)를 곱하여 계산됩니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치가 공개된 사양을 충족하도록 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):5초를 초과하지 않는 기간 동안 260°C. 이는 웨이브 또는 핸드 솔더링 공정에 중요합니다.

2.2 전기-광학적 특성

이 파라미터들은 표준 시험 조건(Ta=25°C)에서 측정되며, 장치의 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_v):10 mA로 구동 시 세그먼트당 전형값은 12.5 mcd입니다. 지정된 최소값은 7.8 mcd입니다. 데이터시트는 광도에 대해 ±10%의 허용 오차를 명시하며, 이는 분류(비닝) 공정의 일부입니다. 측정은 하나의 세븐 세그먼트 디지트 전체에 대한 평균입니다.
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (전형적). 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):624 nm (전형적). 인간의 눈이 인지하는 파장으로 색상(브릴리언트 레드)을 정의합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):20 nm (전형적). 이는 피크 파장을 중심으로 방출되는 파장의 범위를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.0 V (전형적), 20 mA에서 최대 2.4 V. 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압 5V에서 최대 100 µA.

3. 비닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 비닝 또는 분류 공정을 의미합니다.

• 광도 비닝:LED는 표준 시험 전류에서 측정된 광도에 따라 그룹(빈)으로 시험 및 분류됩니다. 지정된 ±10% 허용 오차는 주어진 빈의 범위를 정의합니다. 설계자는 제품에서 여러 디스플레이를 나란히 사용할 경우 생산 로트에 따라 이 범위 내에서 밝기가 달라질 수 있음을 인지해야 합니다.
• 순방향 전압 비닝:명시적으로 비닝 파라미터로 언급되지는 않았지만, V_F에 대한 ±0.1V 허용 오차는 엄격한 제어를 나타냅니다. 개별 전류 제한 없이 단순 병렬 구성으로 구동할 경우, 여러 세그먼트나 디지트 간의 순방향 전압의 상당한 변동은 불균일한 전류 분배를 초래할 수 있습니다.
• 파장/색상 비닝:데이터시트는 피크 및 주 파장에 대한 전형값을 지정하지만 명시적인 색상 빈은 언급하지 않습니다. 표준 브릴리언트 레드 디스플레이의 경우, 전형적인 624 nm 주 파장이 목표입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서의 장치 동작에 대한 통찰력을 제공하는 전형적인 특성 곡선을 포함합니다.

4.1 스펙트럼 분포

스펙트럼 분포 곡선(상대 강도 대 파장)은 632 nm(피크)를 중심으로 한 좁은 피크를 보여주며, 주 파장은 624 nm입니다. 20 nm 대역폭은 상대적으로 순수한 빨간색을 나타내며, 이는 AlGaInP 반도체 재료의 특징입니다. 이 재료는 빨간색에서 호박색 범위에서 높은 효율로 알려져 있습니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 설명합니다. 일반적인 LED의 경우, 순방향 전압이 "무릎" 지점(이 장치의 경우 약 1.8-2.0V)에 도달할 때까지 매우 낮은 전류를 보여준 후, 전압이 약간 증가함에 따라 전류가 급격히 증가합니다. 이는 열 폭주를 방지하고 일관된 밝기를 보장하기 위해 LED를 정전압원이 아닌 정전류원으로 구동하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.3 순방향 전류 디레이팅 곡선

이것은 열 관리에 중요한 그래프입니다. 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 보여줍니다. 주변 온도가 증가함에 따라 장치의 열 소산 능력이 감소합니다. 따라서 접합 온도 한계를 초과하지 않고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 안전 동작 전류를 감소시켜야 합니다(디레이팅). 곡선은 일반적으로 25°C에서 정격 전류(예: 25 mA)에서 시작하여 최대 접합 온도에서 0 전류로 기울어집니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 도면

패키지 치수 도면은 PCB 레이아웃을 위한 정확한 물리적 치수를 제공합니다. 주요 치수에는 디스플레이의 전체 높이, 너비, 깊이, 핀 간격(피치), 핀 직경 및 권장 PCB 홀 크기가 포함됩니다. 도면에는 달리 명시되지 않는 한 허용 오차가 ±0.25mm임을 나타내는 노트가 포함됩니다. 엔지니어는 인쇄 회로 기판에서 적절한 맞춤 및 정렬을 보장하기 위해 이러한 치수를 준수해야 합니다.

5.2 핀아웃 및 극성 식별

내부 회로도는 세븐 세그먼트와 소수점(있는 경우)의 커먼 애노드 구성을 보여줍니다. 각 세그먼트(a부터 g까지) 및 커먼 애노드 핀에 해당하는 핀 번호를 식별합니다. 올바른 극성 식별은 필수적입니다. 역방향 전압을 인가하거나 잘못된 커먼 연결을 하면 디스플레이가 점등되지 않거나 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

• 솔더링 공정:이 장치는 웨이브 솔더링 또는 핸드 솔더링에 적합합니다. 솔더링 온도의 절대 최대 정격은 최대 5초 동안 260°C입니다. 이는 스루홀 부품에 대한 표준 정격이며 LED 칩과 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 정전기 방전 (ESD) 보호:데이터시트에는 ESD 민감도에 대한 강력한 경고가 포함되어 있습니다. AlGaInP LED는 정전기 방전으로 손상될 수 있습니다. 권장되는 취급 주의 사항에는 접지된 손목 스트랩, ESD 안전 작업대 및 바닥, 도전성 테이블 매트, 모든 장비의 적절한 접지 사용이 포함됩니다. 절연 재료가 있는 경우 이온화 장치 또는 기타 전하 중화 방법을 사용해야 합니다.
• 보관 조건:장치는 지정된 보관 온도 범위(-40°C ~ +100°C) 내에서 저습도, ESD 보호 환경에 보관해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

이 장치는 자동화 조립을 위해 튜브에 포장됩니다. 표준 포장 공정은 다음과 같습니다: 튜브당 20개, 박스당 36튜브, 마스터 카톤당 4박스. 이는 카톤당 총 2,880개입니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 여러 코드가 포함됩니다: 고객 제품 번호(CPN), 제조사 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 로트 번호(LOT No.). "CAT" 필드는 앞서 논의한 광도 빈에 직접 대응합니다.

8. 응용 설계 제안

8.1 전형적인 응용 회로

커먼 애노드 디스플레이로서, 애노드(커먼 핀)는 일반적으로 전류 제한 저항 또는 트랜지스터 스위치(멀티플렉싱용)를 통해 양의 공급 전압에 연결됩니다. 그런 다음 각 세그먼트의 캐소드는 필요한 전류를 싱크할 수 있는 드라이버 IC(예: 7-세그먼트 디코더/드라이버 또는 마이크로컨트롤러 GPIO 핀)에 연결됩니다. 순방향 전류를 원하는 값(예: 10-20 mA)으로 설정하기 위해 각 세그먼트 또는 커먼 애노드에 직렬 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F.

8.2 설계 고려 사항 및 경고

• 전류 제한:항상 정전류 구동 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오. LED를 전압원에 직접 연결하지 마십시오.
• 역방향 전압 보호:구동 회로는 LED에 역방향 전압이 인가되지 않도록 보장해야 합니다. 연속적인 역방향 전압은 금속 이동과 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. AC 또는 멀티플렉싱 회로에서는 LED와 병렬로 보호 다이오드를 추가하는 것을 고려하십시오(정상 작동 중 역방향 바이어스).
• 열 관리:높은 주변 온도 응용 분야 또는 최대 전류 근처에서 구동할 경우 디레이팅 곡선을 고려하십시오. PCB에 열 소산을 위한 충분한 간격을 확보하십시오.
• 멀티플렉싱:이 디스플레이는 여러 디지트가 드라이버 라인을 공유하는 멀티플렉싱 응용에 적합합니다. 피크 순방향 전류 정격(듀티 사이클 1/10에서 60 mA)이 이를 지원합니다. 세그먼트당 평균 전류는 연속 순방향 전류 정격(25 mA)을 초과해서는 안 됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이전 기술 또는 더 작은 디스플레이와 비교하여 ELD-526SURWA/S530-A3는 특정 장점을 제공합니다:

• 재료 (AlGaInP 대 GaAsP):AlGaInP 기술은 더 오렌지색이거나 어두운 경우가 많은 이전 GaAsP LED에 비해 더 높은 발광 효율과 더 포화된, 선명한 빨간색을 제공합니다.
• 표준화된 크기:13.6mm 디지트 높이는 산업 표준으로, 기존 제품 설계 및 베젤과의 넓은 호환성을 보장합니다.
• 저전력 소비:전형적인 순방향 전압 2.0V로 효율적으로 작동하여, 더 높은 V_F.
• 회색 표면:회색 표면(검정색 대비)은 반사된 주변광을 줄여 밝게 조명된 환경에서 더 나은 대비를 제공하여 가독성을 향상시킵니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 마이크로컨트롤러의 5V 로직으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급으로 ~10 mA를 달성하려면: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 옴. 330 옴 저항은 약간 더 적은 전류를 제공하는 표준 값으로 안전합니다.

Q: 왜 지정된 최소 광도(7.8 mcd)와 전형 광도(12.5 mcd)가 있습니까?

A: 최소값은 이 부품 번호로 판매되는 장치에 대해 보장된 하한입니다. 전형값은 생산의 평균 출력입니다. 비닝 공정(±10%)으로 인해 분류된 범위 내 어디에나 밝기가 있는 장치를 받을 수 있습니다.

Q: 이 디스플레이는 야외 사용에 적합합니까?

A: 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 광범위한 환경을 처리할 수 있음을 시사합니다. 그러나 직접적인 야외 노출의 경우 데이터시트에서 다루지 않는 플라스틱의 자외선 저항성, 방수, PCB용 컨포멀 코팅과 같은 추가 요소를 고려하십시오.

Q: 5V 역방향 전압을 초과하면 어떻게 됩니까?

A: 역방향 전압 정격을 초과하면 애벌랜치 항복으로 인해 LED 접합이 즉시 치명적으로 고장날 수 있습니다. 이 장치는 역방향 바이어스를 견디도록 설계되지 않았습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 간단한 디지털 전압계 표시 설계.

설계자는 3자리 전압 디스플레이가 필요한 벤치탑 전원 공급 장치를 만들고 있습니다. 그들은 세 개의 ELD-526SURWA/S530-A3 디스플레이를 선택합니다. 마이크로컨트롤러(예: ATmega328)는 MAX7219와 같은 7-세그먼트 드라이버 IC를 사용할 것입니다. 설계 단계는 다음과 같습니다: 1) 패키지 치수에 따라 PCB를 레이아웃하고 올바른 핀 간격을 보장합니다. 2) 각 디지트의 커먼 애노드를 드라이버 IC의 디지트 선택 라인에 연결합니다. 3) 세그먼트 캐소드(a-g)를 드라이버 IC의 세그먼트 라인에 연결합니다. 4) 마이크로컨트롤러를 프로그래밍하여 ADC 값을 읽고 전압으로 변환한 후 SPI를 통해 적절한 디지트 코드를 MAX7219로 전송합니다. 5) MAX7219의 레지스터 내에서 구동 전류를 설정하여 세그먼트당 10-15 mA를 목표로 하고 디스플레이의 정격 내에 머물도록 합니다. 실험실 환경에 천장 형광등이 있기 때문에 디스플레이의 회색 표면이 특별히 선택되었습니다.

12. 동작 원리 소개

세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 "8"의 패턴으로 배열된 개별 발광 다이오드(LED)의 조립체입니다. 각 세그먼트(a부터 g까지 이름 붙임)는 별도의 LED입니다. 특정 세그먼트를 선택적으로 켜면 0부터 9까지의 모든 숫자와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. ELD-526SURWA/S530-A3는 커먼 애노드 구성을 사용하며, 이는 한 디지트 내의 모든 세그먼트 LED의 애노드(양극 단자)가 하나 이상의 커먼 핀에 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 세그먼트를 점등하려면 그 커먼 애노드를 전압원(전류 제한기를 통해)에 연결하고 그 캐소드(음극 단자)를 더 낮은 전압(접지)에 연결합니다. 빛은 AlGaInP 반도체 재료의 전기발광을 통해 생성됩니다: 순방향 전압이 인가되면 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 재료의 밴드갭에 해당하는 파장(빨간색 스펙트럼)에서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다.

13. 기술 동향 및 맥락

세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타냅니다. 도트 매트릭스 OLED 또는 TFT LCD와 같은 새로운 디스플레이 기술이 그래픽 및 사용자 정의 글꼴에 더 큰 유연성을 제공하지만, 7-세그먼트 LED는 특정 응용 분야에서 강력한 장점을 유지합니다: 우수한 밝기와 햇빛 가독성, 극도로 넓은 시야각, 높은 신뢰성과 긴 수명, 제어의 단순성, 숫자 출력만 필요한 응용 분야에서의 낮은 비용. 이러한 개별 LED 디스플레이의 동향은 더 높은 효율(전류 mA당 더 많은 광 출력), 색상 및 밝기 일관성을 위한 더 엄격한 비닝, 진화하는 환경 규정(RoHS, REACH)의 지속적인 준수를 향하고 있습니다. 이 데이터시트에서 사용된 스루홀 패키지는 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 버전으로 점차 보완되고 있지만, 스루홀은 프로토타이핑, 수리 및 더 높은 기계적 견고성이 필요한 응용 분야에서 여전히 중요합니다.