LTS-2801AJR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - 슈퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-2801AJR는 고성능 단일 자릿수 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 명확하고 신뢰할 수 있는 숫자 및 제한된 영숫자 문자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 응용 분야는 저전력 계측기, 소비자 가전, 산업용 제어판 및 밝고 쉽게 읽을 수 있는 숫자 표시기가 필요한 모든 장치입니다.

이 장치는 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 기술을 기반으로 제작되었습니다. 이 반도체 재료 시스템은 적색-주황색에서 호박색 스펙트럼에서의 높은 효율과 우수한 색 순도로 유명합니다. 투명한 GaAs 기판의 사용은 광 추출을 더욱 향상시켜 디스플레이의 높은 밝기에 기여합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면을 특징으로 하며, 세그먼트가 점등될 때 높은 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다.

이 디스플레이의 정의적 특성은 저전류 동작에 최적화된 것입니다. 세그먼트당 1mA와 같은 매우 낮은 구동 전류에서도 탁월한 성능을 발휘하도록 특별히 테스트 및 선별되어 배터리 구동 또는 에너지 민감한 응용 분야에 이상적입니다. 세그먼트는 또한 이러한 낮은 전류에서 일관된 발광 강도를 위해 매칭되어 자릿수 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 자릿수 크기:0.28인치(7.0mm) 문자 높이를 특징으로 하여 컴팩트하면서도 가독성이 높은 디스플레이 영역을 제공합니다.
• 세그먼트 품질:각 세그먼트에 걸쳐 눈에 띄는 간격이나 핫스팟 없이 연속적이고 균일한 발광을 제공합니다.
• 전력 효율:매우 낮은 전력 요구 사항을 위해 설계되어 세그먼트당 1mA부터 동작이 가능합니다.
• 광학 성능:회색 전면에 대해 높은 밝기와 높은 대비로 우수한 문자 외관을 제공합니다.
• 시야각:LED 칩 구조 및 패키지 설계로 인해 넓은 시야각을 제공합니다.
• 신뢰성:움직이는 부품이 없고 LED 기술의 전형적인 긴 작동 수명을 가진 고체 상태의 신뢰성의 이점을 누립니다.
• 일관성:장치는 발광 강도에 따라 분류(빈닝)되어 생산 시 예측 가능한 밝기 수준을 보장합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 기술 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 이러한 사양을 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 신뢰할 수 있는 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 이 한계를 초과하여 동작하는 것은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70mW. 이를 초과하면 과열 및 LED 칩의 가속화된 열화로 이어질 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 90mA, 그러나 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 이는 멀티플렉싱 디스플레이나 스트로브 효과와 같이 짧은 시간 동안 높은 밝기를 가능하게 합니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 증가함에 따라 0.33mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 50°C에서 최대 연속 전류는 약 25mA - (0.33mA/°C * 25°C) = 16.75mA가 됩니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5V. LED는 낮은 역방향 항복 전압을 가집니다. 이를 초과하면 즉시 접합 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 산업용 온도 범위로 정격이 지정되었습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C를 최대 3초 동안 견딜 수 있으며, 이는 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정됩니다. 이는 리플로우 솔더링 공정에 중요합니다.

2.2 전기 및 광학 특성 (Ta=25°C 기준)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 동작 매개변수입니다. 설계는 이러한 값을 기반으로 해야 합니다.

• 평균 발광 강도 (I_V):순방향 전류(I_F) 1mA에서 200μcd(최소) ~ 480μcd(일반) 범위입니다. 이는 매우 낮은 전류 응용 분야에 적합함을 확인시켜 줍니다. 강도는 전류에 따라 비례합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):일반적으로 639nm입니다. 이는 광 출력이 물리적으로 가장 높은 파장으로, 스펙트럼의 "슈퍼 레드" 영역에 위치합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):일반적으로 20nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 폭은 더 단색(순수)에 가까운 색상을 의미합니다.
• 주 파장 (λ_d):일반적으로 631nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 피크 파장과 약간 다를 수 있습니다.
• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.0V(최소) ~ 2.6V(일반) 범위입니다. 이는 LED가 점등될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 각 세그먼트 또는 공통 애노드와 직렬로 전류 제한 저항이 항상 필요합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100μA입니다. 이는 LED가 역바이어스될 때의 작은 누설 전류입니다.
• 발광 강도 매칭 비율 (I_V-m):I_F=1mA에서 최대 2:1입니다. 이는 동일한 자릿수 내에서 가장 어두운 세그먼트의 밝기가 가장 밝은 세그먼트 밝기의 절반 이상이 되도록 지정하여 균일성을 보장합니다.

측정 참고 사항:발광 강도는 인간 눈의 민감도를 근사화하는 CIE 명시 광도 함수에 보정된 센서와 필터를 사용하여 측정됩니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 따라 분류된다"고 명시합니다. 이는 "빈닝"으로 알려진 LED 제조의 일반적인 관행을 의미합니다.

• 발광 강도 빈닝:반도체 에피택셜 성장 및 제조 공정의 자연적 변동으로 인해 동일한 생산 배치의 LED는 약간 다른 밝기 출력을 가질 수 있습니다. 제조업체는 각 장치를 테스트하고 표준 테스트 전류(예: 1mA 또는 20mA)에서 측정된 발광 강도를 기반으로 다른 "빈"으로 분류합니다. 이를 통해 고객은 특정 밝기 요구 사항을 충족하는 빈을 선택하여 최종 제품 외관의 일관성을 보장할 수 있습니다. LTS-2801AJR의 일반적인 I_V값 480μcd는 특정 빈 또는 분포의 중심을 나타낼 가능성이 높습니다.
• 순방향 전압 빈닝:이 부품에 대해 명시적으로 언급되지는 않았지만, 순방향 전압(V_F)을 기반으로 LED를 빈닝하는 것도 일반적입니다. 이는 전원 공급 전압이 엄격하게 제한되거나 여러 LED 간의 정확한 전류 매칭이 중요한 설계에서 중요합니다.
• 파장 빈닝:색상이 중요한 응용 분야의 경우, LED는 일관된 색조를 보장하기 위해 주 파장 또는 피크 파장에 따라 빈닝됩니다. λ_p(639nm) 및 λ_d(631nm)에 대한 엄격한 일반 값은 이 AlInGaP 기술에 대한 좋은 고유 색상 일관성을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트에 제공되지 않았지만, 표준 내용과 중요성을 추론할 수 있습니다.

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):이 그래프는 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형이며, 특히 매우 낮은 전류에서 그렇습니다. 이 곡선은 장치가 1mA에서 사용 가능함을 확인하고 최대 정격까지 전류를 증가시켜 얻을 수 있는 밝기 증가를 보여줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이 곡선은 LED 양단의 전압과 흐르는 전류 사이의 관계를 보여줍니다. 전류 제한 저항 값 설계에 필수적입니다. 곡선은 본질적으로 지수적이지만, 설계 목적을 위해 의도된 동작 전류에서의 일반적인 V_F값이 사용됩니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도:LED 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 열적 감액을 이해하는 데 중요합니다. 연속 전류에 대해 지정된 선형 감액(0.33mA/°C)은 과열을 방지하기 위한 이 관계의 실용적인 단순화입니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 따른 상대 광 출력을 보여주는 그래프입니다. 이는 약 639nm에서의 피크와 20nm 반치폭을 설명하여 좁고 순수한 적색 발광을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 표준 단일 자릿수 7세그먼트 LED 패키지 풋프린트를 가집니다. 데이터시트의 주요 치수 참고 사항:

• 모든 주요 치수는 밀리미터(mm)로 제공됩니다.
• 치수에 대한 표준 공차는 ±0.25mm(이는 ±0.01인치에 해당)입니다.
• 특정 치수(텍스트 추출물에 나열되지 않음)는 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 자릿수 창 크기, 리드(핀) 간격 및 리드 길이와 직경을 정의합니다. 이는 PCB 풋프린트 설계 및 인클로저 내 기계적 적합성에 중요합니다.

5.2 핀 연결 및 극성

LTS-2801AJR는공통 애노드디스플레이입니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드(양극 측)가 내부적으로 공통 핀에 연결되어 있음을 의미합니다. 개별 세그먼트의 캐소드(음극 측)는 별도의 핀으로 배출됩니다.

핀아웃 (10핀 구성):

1. 핀 1: 세그먼트 E 캐소드
2. 핀 2: 세그먼트 D 캐소드
3. 핀 3: 공통 애노드 1
4. 핀 4: 세그먼트 C 캐소드
5. 핀 5: 소수점(D.P.) 캐소드
6. 핀 6: 세그먼트 B 캐소드
7. 핀 7: 세그먼트 A 캐소드
8. 핀 8: 공통 애노드 2
9. 핀 9: 세그먼트 G 캐소드
10. 핀 10: 세그먼트 F 캐소드

내부 회로도:회로도는 내부적으로 연결된 두 개의 공통 애노드 핀(3 및 8)을 보여줍니다. 이 듀얼 애노드 설계는 전류 분배에 도움이 되며, 중복성 또는 특정 멀티플렉싱 방식에 사용될 수 있습니다. 모든 세그먼트 캐소드와 소수점 캐소드는 독립적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 지침을 준수하는 것은 신뢰성과 조립 과정 중 손상 방지에 필수적입니다.

• 리플로우 솔더링:이 장치는 최대 3초 동안 최대 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다. 이 온도는 패키지 본체 아래 1.6mm(PCB의 장착 평면)에서 측정되어야 합니다. 표준 무연 리플로우 프로파일(IPC/JEDEC J-STD-020)이 일반적으로 적용 가능하지만, 특정 260°C/3s 한계는 준수되어야 합니다.
• 핸드 솔더링:핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. 리드를 통해 LED 칩으로의 과도한 열 전달을 방지하기 위해 핀당 접촉 시간을 3-5초로 제한하십시오.
• 클리닝:솔더링 후 클리닝에는 적절하고 비공격적인 용매를 사용하십시오. 패키지에 안전한 것으로 확인되지 않는 한 초음파 클리닝은 피하십시오.
• ESD(정전기 방전) 주의 사항:명시적으로 언급되지는 않았지만, LED는 반도체 장치이며 ESD에 민감할 수 있습니다. 조립 중 표준 ESD 처리 절차(접지된 작업대, 손목 스트랩)를 권장합니다.
• 저장 조건:지정된 저장 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내의 환경에서 낮은 습도로 리드의 산화를 방지하기 위해 원래의 습기 차단 백에 보관하십시오.

7. 응용 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 응용 회로

마이크로컨트롤러 직접 구동:공통 애노드 디스플레이의 경우, 공통 핀은 전류 제한 저항을 통해 양의 공급 전압(예: +5V)에 연결되거나, 더 일반적으로는 논리 "하이"로 설정된 출력으로 구성된 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(또는 더 높은 전류를 위해 PNP 트랜지스터에 의해 구동)에 연결됩니다. 각 세그먼트 캐소드 핀은 마이크로컨트롤러 GPIO 핀에 연결됩니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 논리 "로우"(접지)로 구동하여 회로를 완성합니다.

전류 제한 저항 계산:이는 각 공통 애노드 연결 또는 각 세그먼트 캐소드(구동 토폴로지에 따라)에 대해 필수적입니다. 일반 순방향 전압(V_F= 2.6V)과 원하는 순방향 전류(I_F)를 사용하여 저항 값 R은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 5V 공급 및 I_F=10mA의 경우: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240Ω. 저항 정격 전력은 최소 I_F²* R 이상이어야 합니다.

7.2 설계 고려 사항

• 멀티플렉싱:더 적은 마이크로컨트롤러 핀으로 여러 자릿수를 제어하기 위해 멀티플렉싱이 사용됩니다. 자릿수는 빠른 속도(예: 자릿수당 1-5ms)로 한 번에 하나씩 켜집니다. LTS-2801AJR의 피크 전류(90mA 펄스) 처리 능력은 감소된 듀티 사이클을 보상하기 위해 순간 밝기가 더 높아야 하는 멀티플렉싱 응용 분야에 적합하게 만듭니다.
• 저전력 설계:배터리 구동 장치를 위해 1mA 동작 능력을 활용하십시오. 세그먼트당 1mA 및 5V 공급에서 점등된 세그먼트당 전력 소비는 약 (5V - 2.6V) * 0.001A = 2.4mW입니다.
• 시야각:최종 사용자의 가독성을 보장하기 위해 넓은 시야각을 고려하여 디스플레이를 배치하십시오.
• 열 관리:높은 연속 전류에서 동작하거나 높은 주변 온도에서의 응용 분야에서는 적절한 환기를 보장하십시오. 25°C 이상에서의 전류 감액 곡선을 준수하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 부품 번호와의 직접 비교는 제공되지 않지만, LTS-2801AJR의 주요 차별화 요소는 사양에서 추론할 수 있습니다:

• 표준 레드 GaAsP/GaP LED 대비:AlInGaP 기술의 사용은 오래된 LED 재료에 비해 상당히 높은 발광 효율(mA당 더 많은 광 출력)과 더 나은 색상 순도(더 포화된 레드)를 제공합니다. 이는 더 높은 밝기와 더 낮은 전력 소비로 이어집니다.
• 더 큰 자릿수 디스플레이 대비:0.28인치 자릿수는 크기와 가독성 사이의 균형을 제공하며, 더 큰 디스플레이(예: 0.5인치 또는 1인치)가 물리적으로 비실용적인 컴팩트 장치에 적합합니다.
• 저전류 테스트가 없는 디스플레이 대비:우수한 저전류(1mA) 특성에 대한 명시적 테스트 및 선별이 주요 특징입니다. 모든 7세그먼트 디스플레이가 그러한 낮은 구동 수준에서 균일한 밝기와 적절한 동작을 보장하는 것은 아닙니다.
• 공통 캐소드 디스플레이 대비:공통 애노드 구성은 싱크 전류보다 소스 전류를 더 잘 처리하는 마이크로컨트롤러와 인터페이스할 때 종종 선호됩니다(많은 현대 MCU는 대칭적이지만). 선택은 드라이버 회로 설계에 따라 다릅니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 이 디스플레이를 3.3V 마이크로컨트롤러 시스템에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 재계산해야 합니다. V_공급=3.3V, V_F=2.6V, I_F=5mA를 사용하면: R = (3.3V - 2.6V) / 0.005A = 140Ω입니다. 5mA에서의 광 출력이 응용 분야에 충분한지 확인하십시오.

Q: 왜 두 개의 공통 애노드 핀(3과 8)이 있나요?

A: 내부적으로 연결되어 있습니다. 이는 PCB 배선에 유연성을 제공하고 모든 점등된 세그먼트의 전류 합계인 총 애노드 전류를 두 핀에 걸쳐 분배하여 핀당 전류 밀도를 줄이고 신뢰성을 향상시킵니다.

Q: 피크 파장(639nm)과 주 파장(631nm)의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 광 출력이 물리적으로 가장 높은 지점입니다. 주 파장은 인간의 눈에 동일한 색상 인식을 생성할 단일 파장으로, 전체 스펙트럼에서 계산됩니다. 인간 눈의 민감도가 이 계산에 영향을 미쳐 값이 다르게 나타납니다.

Q: 소수점을 어떻게 표시하나요?

A: 소수점은 핀 5에 자체 캐소드가 있는 별도의 LED입니다. 이를 점등하려면 공통 애노드를 V+에 연결하고 핀 5를 접지로 구동합니다(세그먼트와 공유되거나 별도의 전류 제한 저항을 통해).

10. 실용적인 응용 예시

시나리오: 간단한 배터리 구동 디지털 온도계 설계.

1. 부품 선택:LTS-2801AJR는 배터리 수명을 극대화하기 위한 저전류 동작으로 선택되었습니다. 최소 8개의 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러가 선택되었습니다(세그먼트용 7개, 공통 애노드 제어용 1개).
2. 회로 설계:공통 애노드 핀(3 & 8)은 함께 연결된 후 PNP 트랜지스터를 통해 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀에 연결됩니다(모든 세그먼트가 켜져 있을 때 결합된 세그먼트 전류를 처리하기 위해). 각 세그먼트 캐소드(핀 1,2,4,5,6,7,9,10)는 별도의 마이크로컨트롤러 GPIO 핀에 연결됩니다. 전류 제한 저항은 마이크로컨트롤러의 양극 공급 레일과 PNP 트랜지스터의 이미터 사이에 배치됩니다(또는 직접 구동하는 경우 각 캐소드와 직렬로). 값은 예를 들어 세그먼트당 2mA에서 원하는 밝기에 대해 계산됩니다.
3. 마이크로컨트롤러는 온도 센서를 읽고, 값을 십진수로 변환하며, 해당 세그먼트 패턴(예: "7세그먼트 폰트" 테이블)을 조회합니다. 그런 다음 적절한 캐소드 핀을 로우로 구동하면서 공통 애노드 제어 핀을 하이로 설정하여 자릿수를 표시합니다.결과:
4. 최소 전력 소비로 명확하고 가독성 높은 온도 표시를 제공하는 휴대용 장치에 적합합니다.11. 기술 원리 소개

핵심 기술은 AlInGaP LED입니다. 빛은 전기발광이라는 과정을 통해 생성됩니다. 반도체 P-N 접합에 순방향 전압이 가해지면 N형 재료의 전자가 활성 영역에서 P형 재료의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨, 포스파이드의 비율을 정밀하게 제어하여 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 투명한 GaAs 기판은 흡수성 기판에 비해 생성된 빛의 더 많은 부분이 칩에서 탈출하도록 하여 전체 외부 효율을 증가시킵니다. 이러한 작은 칩에서 나온 빛은 플라스틱 패키지에 의해 형성되고 방향이 조정되어 인식 가능한 7세그먼트 패턴을 형성합니다.

12. 산업 동향 및 발전

7세그먼트 디스플레이의 진화는 더 넓은 LED 기술 동향을 따릅니다. 기본 폼 팩터는 지속적으로 유용하게 남아 있지만, 기반 기술은 계속 발전하고 있습니다. AlInGaP 자체는 오래된 재료에 비해 상당한 도약을 나타냈습니다. 현재 동향은 다음과 같을 수 있습니다:

더 높은 효율:

• 에피택셜 구조 및 광 추출 기술에 대한 지속적인 연구는 와트당 더 많은 루멘을 추구하여 동일한 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 긴 배터리 수명을 가능하게 합니다.통합:
• 일부 현대 디스플레이는 드라이버 IC( "컨트롤러")를 패키지에 직접 통합하여 시스템 설계자의 인터페이스를 단순화합니다(이는 기본 7세그먼트 유닛보다 도트 매트릭스 및 영숫자 디스플레이에서 더 일반적입니다).대체 색상 및 재료:
• 이 부품은 레드용으로 AlInGaP를 사용하지만, InGaN과 같은 다른 재료는 청색, 녹색 및 백색 LED에 사용됩니다. 저전류, 고밝기 동작 원리는 이러한 기술 전반에 적용됩니다.니치 내구성:
• 가혹한 환경을 위해 패키지 밀봉 및 재료 개발은 습기, 화학 물질 및 극한 온도에 대한 저항성을 향상시킵니다.LTS-2801AJR는 저전류 성능에 최적화된 검증된 AlInGaP 기술에 초점을 맞춘 이 지속적인 기술 환경 내에서 성숙하고 신뢰할 수 있으며 매우 실용적인 솔루션을 나타냅니다.

The LTS-2801AJR, with its focus on proven AlInGaP technology optimized for low-current performance, represents a mature, reliable, and highly practical solution within this ongoing technological landscape.