LTS-3403JF 0.8인치 황오렌지색 LED 디스플레이 데이터시트 - 숫자 높이 20.32mm - 순방향 전압 2.6V - 전력 70mW

1. 제품 개요

LTS-3403JF는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 단일 자리, 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 개별적으로 주소 지정 가능한 LED 세그먼트를 사용하여 숫자(0-9)와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 핵심 기술은 황오렌지 스펙트럼에서 빛을 방출하도록 특별히 설계된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 활용합니다. 이 재료 선택은 효율성, 밝기 및 색 순도의 균형을 제공합니다. 이 장치는 커먼 캐소드 타입으로 분류되며, 이는 모든 LED 세그먼트의 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 연결되어 있어 세그먼트가 일반적으로 전류를 공급하여 구동되는 마이크로컨트롤러 기반 시스템의 회로 설계를 단순화합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다.평균 휘도 강도(Iv)는 순방향 전류(I_F) 1mA에서 320~700 마이크로칸델라(μcd) 사이로 지정됩니다. 이 범위는 측정된 출력을 기반으로 장치를 분류하는 생산 빈닝 공정을 나타냅니다.최대 방출 파장(λ_p)는 611 나노미터(nm)이며,주 파장(λ_d)는 605 nm로, 둘 다 I_F=20mA에서 측정됩니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 색상입니다.스펙트럼 선 반폭(Δλ)17 nm는 방출된 색상의 순도를 설명합니다. 더 좁은 폭은 더 단색에 가까운 순수한 색상을 나타냅니다.휘도 강도 매칭 비율2:1(최대)은 동일한 숫자의 서로 다른 세그먼트 간 밝기 변동을 제한하여 시각적 균일성을 보장합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 동작 경계와 전력 요구 사항을 정의합니다.세그먼트당 순방향 전압(V_F)는 일반적으로 2.6V이며, I_F=20mA에서 최대 2.6V입니다. 이 값은 구동 회로의 전류 제한 저항 설계에 매우 중요합니다.세그먼트당 역전류(I_R)는 역전압(V_R) 5V에서 최대 100 μA로, 역바이어스 시 장치의 누설 특성을 나타내며 일반 동작에서는 무시할 수 있습니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다.세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25 mA이며, 디레이팅 계수는 0.33 mA/°C입니다. 이는 주변 온도(T_a)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 최대 안전 전류가 감소함을 의미합니다. 예를 들어, 85°C에서 최대 전류는 약 25 mA - (0.33 mA/°C * 60°C) = 5.2 mA가 됩니다.세그먼트당 전력 소산은 70 mW로, V_F* I_F로 계산됩니다.피크 순방향 전류는 펄스 동작(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)의 경우 90 mA로, 더 높은 피크 밝기를 달성하기 위해 짧은 시간 동안 과구동을 허용합니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -35°C ~ +85°C입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가"휘도 강도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 측정된 광 출력을 기반으로 한 생산 후 분류(빈닝) 공정을 의미합니다. 장치는 표준 조건(I_F=1mA)에서 테스트되며, Iv 값(예: 320-450 μcd, 450-580 μcd, 580-700 μcd)에 따라 빈으로 그룹화됩니다. 이는 생산 배치 내 일관성을 보장합니다. 본 문서에서 전압이나 파장에 대한 명시적 세부 사항은 없지만, 이러한 분류는 설계자에게 예측 가능한 성능을 제공하기 위해 LED 제조에서 일반적입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 곡선은 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치의 일반적인 성능 곡선은 다음과 같습니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우 무릎 전압(전류가 급격히 증가하기 시작하는 지점)은 일반적으로 약 1.8-2.0V입니다.
• 휘도 강도 대 순방향 전류(I_vvs. I_F):이 곡선은 낮은 전류에서 일반적으로 선형이지만, 열 및 효율 저하로 인해 높은 전류에서 포화될 수 있습니다.
• 휘도 강도 대 주변 온도(I_vvs. T_a):접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. AlInGaP LED는 다른 일부 재료에 비해 일반적으로 더 나은 고온 성능을 가집니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 대한 상대 강도를 그래프로 나타내며, 611 nm에서 피크와 17 nm 반폭을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 표준 0.8인치(20.32 mm) 숫자 높이를 특징으로 합니다. 패키지는밝은 회색 전면과백색 세그먼트 색상을 가지며, 이는 황오렌지색 세그먼트가 점등될 때 대비를 향상시킵니다. 치수 도면(PDF 참조)은 PCB 풋프린트 설계 및 패널 절단을 위한 중요한 측정값을 제공합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 공차 ±0.25 mm의 밀리미터 단위입니다. 18핀 듀얼 인라인 패키지는 이러한 디스플레이에 일반적인 풋프린트입니다.

6. 핀 연결 및 내부 회로

핀아웃은 18핀 패키지에 대해 정의됩니다. 주요 연결은 다음과 같습니다: 세그먼트 A, F, E, L.D.P.(왼쪽 소수점), R.D.P.(오른쪽 소수점), D에 대한 애노드. 세그먼트 C, G, B에 대한 캐소드. 내부적으로 연결된 여러 커먼 캐소드 핀(핀 4, 6, 17)이 있어 PCB 레이아웃에 유연성을 제공합니다. 핀 12는 "COMMON ANODE"로 나열되어 있는데, 이 장치가 커먼 캐소드 타입으로 설명되므로 오류이거나 다른 변형에 특정된 것으로 보입니다. 내부 회로도는 7세그먼트 플러스 두 개의 소수점 디스플레이에 대한 표준 커먼 캐소드 구성을 보여줍니다.

7. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 최대 납땜 온도를최대 3초 동안 260°C로 지정하며, 이는 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치)에서 측정됩니다. 이는 LED 칩, 와이어 본드 및 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위한 일반적인 리플로우 또는 핸드 솔더링 지침입니다. 신뢰성을 유지하기 위해 이 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 전원 공급 장치, 주파수 카운터.
• 소비자 가전:오디오 장비(앰프, 리시버), 주방 가전, 시계.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 지시기, 타이머 디스플레이.
• 자동차 애프터마켓:계기 및 판독 장치(환경 사양이 적합한 경우).

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:동작 전류를 설정하기 위해 각 세그먼트 애노드(또는 커먼 캐소드)에 외부 저항이 필수적입니다. R = (V_공급- V_F) / I_F.
• 멀티플렉싱:다중 자리 디스플레이의 경우 멀티플렉싱이 일반적입니다. LTS-3403JF의 낮은 전류 요구 사항(세그먼트당 최소 1mA)은 여기서 유리합니다. 이는 평균 전력 한계를 초과하지 않으면서 원하는 평균 밝기를 달성하기 위해 짧은 멀티플렉싱 "켜짐" 시간 동안 더 높은 피크 전류를 허용하기 때문입니다.
• 시야각:넓은 시야각은 사용자가 디스플레이 정면에 있지 않을 수 있는 패널에 유리합니다.
• 마이크로컨트롤러 구동:대부분의 현대 마이크로컨트롤러는 이러한 LED를 직접 구동할 수 있는 충분한 전류(핀당 20mA가 일반적)를 공급/싱크할 수 있으며, 총 전류가 더 높기 때문에 커먼 캐소드에 대해 간단한 트랜지스터 버퍼가 필요한 경우가 많습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTS-3403JF의 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:

• 재료(AlInGaP):오래된 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색/황색 LED에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하며, InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 청색/녹색/백색 LED와는 구별되는 색상을 제공합니다.
• 매우 낮은 전류 동작:세그먼트당 1mA까지 동작한다는 사양은 배터리 구동 또는 초저전력 설계에서 중요한 기능입니다.
• 고대비 패키지:백색 세그먼트가 있는 밝은 회색 전면은 우수한 소등 상태 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다.
• 분류된 광 출력:설계자에게 예측 가능성을 제공하여 제품 내 장치 간 일관된 외관을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러 전원으로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 예. 일반적인 V_F가 2.6V이므로, 3.3V 공급 전압은 전류 제한 저항에 충분한 여유 전압(0.7V)을 제공합니다. I_F=10mA에서, R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70 옴입니다.

Q: 여러 커먼 캐소드 핀을 갖는 목적은 무엇인가요?

A> 내부적으로 연결되어 있습니다. 여러 핀을 제공하면 총 캐소드 전류(모든 세그먼트가 켜져 있을 때 7x I_F 이상일 수 있음)를 분산시키고, 핀당 전류 밀도를 줄이며, PCB 레이아웃 및 열 방산에 도움이 됩니다.

Q: 휘도 강도 매칭 비율이 2:1인 경우 균일한 밝기를 어떻게 달성하나요?

A> 2:1 비율은 단일 장치에서 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 사이의 최대 한계입니다. 실제로는 변동이 일반적으로 더 적습니다. 중요한 응용 분야의 경우 정전류 드라이버 또는 PWM(펄스 폭 변조)을 사용하여 각 세그먼트의 밝기를 디지털로 보정하세요.

Q: 이 제품을 야외에서 사용할 수 있나요?

A> 동작 온도 범위(-35°C ~ +85°C)는 넓지만, 데이터시트는 물이나 먼지에 대한 IP(방진방수) 등급을 명시하지 않습니다. 야외 사용의 경우 습기로부터 보호하기 위해 추가적인 밀봉 또는 하우징이 필요합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:5V 전원과 마이크로컨트롤러를 사용하여 멀티플렉싱을 이용한 4자리 전압계 판독 장치 설계.

1. 전류 선택:밝기와 전력의 좋은 균형을 위해 세그먼트당 I_F= 5mA를 선택합니다. 멀티플렉싱 중 피크 전류는 더 높을 것입니다(예: 자리당 25% 듀티 사이클을 사용하는 경우 20mA).
2. 저항 계산:정적 구동의 경우: R = (5V - 2.6V) / 0.005A = 480 옴(표준값 470 옴 사용).
3. 멀티플렉싱 구동:평균 5mA를 달성하려면 활성 시간 슬롯 동안 피크 전류가 20mA(5mA / 0.25 듀티 사이클)여야 합니다. 저항 재계산: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 옴. 이 피크 전류가 펄스 동작(90mA)에 대한 절대 최대 정격 내에 있는지 확인하세요.
4. 회로:세그먼트 애노드를 120옴 저항을 통해 마이크로컨트롤러 I/O 핀에 연결합니다. 네 개의 커먼 캐소드 핀(자리당 하나)을 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)의 컬렉터에 연결합니다. 트랜지스터 베이스는 베이스 저항을 통해 마이크로컨트롤러 핀에 의해 구동됩니다. 마이크로컨트롤러는 한 번에 하나의 자리 트랜지스터를 켜고 세그먼트 라인에 패턴을 설정합니다.
5. 소프트웨어:깜빡임을 방지할 수 있을 만큼 충분히 높은 속도(일반적으로 >60Hz)로 디스플레이를 새로 고치는 타이머 인터럽트를 구현합니다.

12. 동작 원리

이 장치는 반도체 p-n 접합에서의전계발광원리로 동작합니다. 다이오드의 턴온 전압(AlInGaP의 경우 약 1.8-2.0V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 재료의 전자와 p형 재료의 정공이 활성 영역(AlInGaP 층의 양자 우물)으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 황오렌지색입니다. 불투명한 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 반사시켜 칩 상단에서의 전체적인 광 추출 효율을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

13. 기술 동향

개별 7세그먼트 LED 디스플레이는 특정 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 다음과 같습니다:

• 통합:마이크로컨트롤러 핀 수를 줄이고 소프트웨어를 단순화하기 위해 통합 드라이버 IC(I2C, SPI)가 있는 디스플레이로의 이동.
• 재료 발전:색 영역과 효율성을 확장하기 위한 더 효율적인 형광체 변환 LED 및 직접 색상 반도체에 대한 지속적인 연구.
• 대체 기술:많은 소비자 응용 분야에서 7세그먼트 디스플레이는 유사한 풋프린트에서 더 큰 유연성(전체 영숫자, 그래픽)을 제공하는 도트 매트릭스 OLED 또는 LCD 모듈로 대체되고 있지만, 동등한 밝기에 대해 종종 더 높은 비용과 전력 소비가 발생합니다.
• 응용 분야 변화:LTS-3403JF와 같은 장치의 주요 응용 분야는 단순성, 견고성, 높은 밝기 및 넓은 시야각이 그래픽 기능보다 우선시되는 산업, 계측 및 레거시 장비에서 점점 더 증가하고 있습니다.

LTS-3403JF는 잘 이해된 AlInGaP 기술을 기반으로 신뢰할 수 있는 성능을 제공하며, 틈새 시장 내에서 성숙되고 최적화된 솔루션을 나타냅니다.