LTS-2801AJD 0.28인치 적색 LED 디스플레이 데이터시트 - 크기 14.0x19.0x8.5mm - 순방향 전압 2.6V - 전력 70mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-2801AJD는 선명하고 저전력의 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자릿수, 7-세그먼트 영숫자 LED 디스플레이입니다. 0.28인치(7.0 mm)의 자릿수 높이를 갖춰 컴팩트한 폼 팩터에서도 탁월한 가독성을 제공합니다. 이 장치는 고효율 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 적색 LED 칩을 사용하며, 불투명 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 제작됩니다. 이러한 구조는 높은 밝기와 명암비에 기여합니다. 디스플레이는 회색 전면과 흰색 세그먼트 표시를 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다.

이 제품의 핵심 장점은 저전류 동작에 최적화된 설계에 있습니다. 세그먼트는 세그먼트당 1 mA와 같은 매우 낮은 전류에서도 우수한 성능을 발휘하도록 특별히 테스트 및 매칭되어 배터리 구동 또는 에너지 효율적인 장치에 이상적입니다. 이 장치는 넓은 시야각과 솔리드 스테이트 신뢰성을 자랑하여 작동 수명 동안 일관된 성능을 보장합니다. 발광 강도로 분류되며 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다.

1.1 주요 특징

• 선명한 가시성을 위한 0.28인치(7.0 mm) 자릿수 높이.
• 전문적인 외관을 위한 연속적이고 균일한 세그먼트 외관.
• 매우 낮은 전력 요구 사항, 세그먼트당 1 mA부터 동작 가능.
• 높은 밝기와 높은 명암비로 우수한 문자 외관.
• 장착 및 시청에 유연성을 제공하는 넓은 시야각.
• 움직이는 부품이 없는 솔리드 스테이트 신뢰성.
• 일관된 성능을 위한 발광 강도 분류(빈닝).
• RoHS 환경 기준을 준수하는 무연 패키지.

1.2 장치 식별

파트 번호 LTS-2801AJD는 AlInGaP 고효율 적색 LED를 사용하고, 공통 애노드 회로로 구성되며, 오른쪽 소수점을 포함하는 장치를 지정합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 작동은 항상 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭)에서 최대 100 mA.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 납땜 온도:장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 납땜할 때 최대 5초 동안 260°C를 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 세그먼트당 평균 발광 강도(I_V):순방향 전류(I_F) 1 mA에서 200 ucd(최소), 600 ucd(일반). 이는 매우 낮은 전류 애플리케이션에 적합함을 확인시켜 줍니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):I_F=20 mA에서 650 nm(일반), 선명한 적색을 나타냅니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):I_F=20 mA에서 22 nm(일반).
• 주 파장(λ_d):I_F=20 mA에서 640 nm(일반).
• 칩당 순방향 전압(V_F):I_F=20 mA에서 2.10 V(최소), 2.60 V(최대). 설계자는 직렬 저항 계산 또는 구동 회로 설계 시 이 전압 강하를 고려해야 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 100 µA(최대).중요 참고사항:이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 역방향 바이어스 하에서 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.
• 발광 강도 매칭 비율:I_F=1 mA에서 유사한 점등 영역 내 세그먼트 간 최대 2:1, 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다.
• 크로스 토크:명세는 2.5% 미만으로, 인접 세그먼트의 원치 않는 발광을 최소화합니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

전체 패키지 치수는 너비 14.0 mm, 높이 19.0 mm, 깊이 8.5 mm(리드 제외)입니다. 주요 치수 공차는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25 mm입니다. 중요한 조립 참고사항은 다음과 같습니다:

• 핀 끝 이동 공차는 ±0.40 mm입니다.
• 리드에 권장되는 PCB 홀 직경은 1.0 mm입니다.
• 품질 기준은 세그먼트 내 이물질 또는 기포를 10 mils(0.254 mm) 이내로, 표면 잉크 오염을 20 mils(0.508 mm) 이내로 제한합니다. 반사판의 굽힘은 길이의 1% 미만이어야 합니다.

3.2 핀 구성 및 회로도

디스플레이는 10핀 단일 행 구성을 가지고 있습니다. 내부적으로 공통 애노드 장치로 배선되어 있으며, 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 중복성과 낮은 전류 밀도를 위해 두 개의 핀(3번과 8번)으로 나온다는 것을 의미합니다. 내부 회로도는 7개의 세그먼트(A부터 G까지)와 소수점(DP) 각각에 대한 이 공통 애노드 연결을 명확히 보여줍니다. 각 세그먼트 캐소드는 전용 핀을 가지고 있습니다.

핀 연결 테이블:

1. 핀 1: 세그먼트 E 캐소드
2. 핀 2: 세그먼트 D 캐소드
3. 핀 3: 공통 애노드
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
9. 핀 9: 세그먼트 G 캐소드
10. 핀 10: 세그먼트 F 캐소드

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 상세한 설계 분석에 필수적인 일반적인 성능 곡선이 포함되어 있습니다. 특정 그래프 데이터 포인트는 본문에 제공되지 않지만, 이러한 곡선은 일반적으로 주요 파라미터 간의 관계를 보여줍니다. 설계자는 정확한 값을 위해 원본 데이터시트 그래프를 참조해야 합니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 곡선은 LED 세그먼트를 통해 흐르는 전류와 그 양단의 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 최대 전류 정격을 초과하지 않으면서 원하는 밝기를 달성하기 위한 올바른 전류 제한 저항 값을 선택하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 그래프는 광 출력(ucd 또는 mcd 단위)이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 정상 작동 범위에서 거의 선형적인 관계를 보여주어 설계자가 전류를 조정하여 밝기를 조절할 수 있게 합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:LED 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 설계자가 더 높은 작동 온도에서 밝기의 감소를 이해하는 데 도움을 주며, 기후 제어되지 않은 환경의 애플리케이션에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:피크 파장 650 nm를 중심으로 다양한 파장에 걸친 상대 광 강도를 보여주는 그래프로, 적색 광 출력을 확인시켜 줍니다.

5. 납땜 및 조립 지침

5.1 납땜 프로파일

적절한 납땜은 LED 칩과 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하는 데 중요합니다.

• 자동 납땜(웨이브/리플로우):이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(1.6 mm) 지점(즉, 리드 위)에서 5초 동안 260°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 디스플레이 본체 자체의 온도는 조립 중 최대 온도 정격을 초과해서는 안 됩니다.
• 수동 납땜:납땜 인두 팁 온도 350°C ±30°C가 지정됩니다. 각 리드의 납땜 시간은 다시 장착 평면 아래 1/16인치에서 측정하여 5초를 초과해서는 안 됩니다.

이러한 시간 및 온도 제한을 준수하는 것은 플라스틱 하우징의 용융, 내부 와이어 본드 손상 또는 LED 반도체 재료의 열화를 피하는 데 필수적입니다.

6. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

6.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

LTS-2801AJD는 선명하고 저전력의 숫자 표시가 필요한 광범위한 전자 장비에 적합합니다. 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다:

• 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 주파수 카운터).
• 가전 제품(전자레인지, 오븐, 커피메이커).
• 산업용 제어판 및 계측기.
• 휴대용 모니터나 핸드헬드 도구와 같은 배터리 구동 장치.
• 임베디드 시스템 프로토타입 및 교육용 키트.

6.2 중요한 설계 고려사항

• 전류 제한:각 세그먼트에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하거나 정전류 구동 회로를 사용하십시오. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 LED의 순방향 전압(안전을 위해 최대값 사용)이고 I_F는 원하는 순방향 전류(예: 1-20 mA)입니다.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 디스플레이의 경우, 더 적은 I/O 핀으로 여러 자릿수를 제어하기 위해 멀티플렉싱 기술이 일반적으로 사용됩니다. 이는 공통 애노드 디스플레이이므로, 자릿수는 공통 애노드 핀에 양의 전압을 인가하여 선택되고, 세그먼트 패턴은 캐소드 핀에 인가됩니다. 멀티플렉싱 펄스 동안 피크 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만, 여러 디스플레이를 사용하거나 최대 정격 근처의 더 높은 전류에서 작동하는 경우 적절한 환기를 보장하십시오. 25°C 이상에서 연속 전류의 선형 감소를 준수해야 합니다.
• 역방향 전압 보호:구동 회로는 전원 켜기, 종료 또는 잡음이 많은 전기 환경에서 LED 캐소드에 5V를 초과하는 역방향 전압 또는 전압 스파이크가 인가되는 것을 방지하도록 설계되어야 합니다. LED와 병렬로 연결된 간단한 다이오드(캐소드에서 애노드로)가 보호를 제공할 수 있지만, 순방향 전압에 영향을 미칩니다.
• 시야각:최종 사용자에게 최적의 가독성을 보장하기 위해 넓은 시야각을 고려하여 디스플레이를 장착하십시오.

7. 신뢰성 테스트

이 장치는 장기적인 성능과 내구성을 보장하기 위해 군사(MIL-STD), 일본 산업(JIS) 및 내부 표준을 기반으로 한 포괄적인 신뢰성 테스트를 거칩니다. 주요 테스트는 다음과 같습니다:

• 작동 수명 테스트(RTOL):최대 정격 조건에서 1000시간의 연속 작동으로 시간 경과에 따른 성능 안정성을 검증합니다.
• 환경 스트레스 테스트:고온/고습 보관(65°C/90-95% RH에서 500시간), 고온 보관(105°C에서 1000시간), 저온 보관(-35°C에서 1000시간)을 포함합니다.
• 열 스트레스 테스트:온도 사이클링(-35°C와 105°C 사이 30회) 및 열 충격 테스트로 열 팽창 및 수축에 대한 견고성을 검증합니다.
• 납땜성 테스트:납땜 저항(260°C에서 10초) 및 납땜성(245°C에서 5초)은 리드가 표준 조립 공정을 견딜 수 있도록 보장합니다.

8. 주의사항 및 중요 참고사항

• 이 제품은 일반 전자 장비용으로 제작되었습니다. 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션, 특히 고장이 생명이나 건강에 위험을 초래할 수 있는 경우(항공, 의료, 안전 시스템) 사전 협의 및 승인이 필요합니다.
• 제조사는 절대 최대 정격을 벗어난 작동 또는 제품 오용으로 인한 손상에 대해 책임을 지지 않습니다.
• 권장 구동 전류 또는 작동 온도를 초과하면 심각한 광 출력 저하 또는 조기 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 일관된 발광 강도를 보장하고 LED를 전류 스파이크로부터 보호하기 위해 정전압 구동보다 정전류 구동을 강력히 권장합니다.
• 회로 설계는 전원 공급 장치 안정성 및 잠재적인 전기적 잡음을 포함한 전체 시스템의 성능을 고려해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTS-2801AJD는 단일 자릿수 디스플레이 시장에서 몇 가지 주요 속성을 통해 차별화됩니다:

• 초저전류 동작:세그먼트당 1 mA에서의 특성화 및 매칭은 전력 민감 설계에서 상당한 이점이며, 많은 유사 디스플레이는 10-20 mA에서만 지정됩니다.
• AlInGaP 기술:오래된 GaAsP 또는 GaP 적색 LED와 비교하여, AlInGaP는 더 높은 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 큰 밝기 또는 더 낮은 전류에서 동등한 밝기를 제공하여 배터리 수명 연장에 기여합니다.
• 강도 빈닝:발광 강도에 의한 분류는 설계자가 밀접하게 매칭된 밝기를 가진 디스플레이를 선택할 수 있게 하며, 균일성이 시각적으로 중요한 다중 자릿수 애플리케이션에 중요합니다.
• 견고한 신뢰성 테스트군:군사 및 산업 표준에 대한 광범위한 테스트는 스트레스 하에서 제품의 장수명과 성능에 대한 높은 신뢰도를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

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

A: 아니요. 각 세그먼트와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 5V 공급 전압과 10 mA에서 일반적인 V_F가 2.4V인 경우, 저항 값은 R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260 옴이 됩니다. 270 옴 표준 저항이 적합할 것입니다. 마이크로컨트롤러 핀은 전류 싱크(공통 애노드용) 또는 소스(공통 캐소드용) 역할을 합니다.

Q: 두 개의 공통 애노드 핀(3번과 8번)을 갖는 목적은 무엇인가요?

A> 두 핀은 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 가지 주요 목적을 제공합니다: 1) 모든 세그먼트가 켜졌을 때(예: 숫자 '8' 표시) 단일 핀과 PCB 트레이스를 통한 전류 밀도를 줄이고, 2) PCB 장착 중 기계적 안정성과 중복성을 제공합니다.

Q: 디스플레이의 총 전력 소비량은 어떻게 계산하나요?

A> 세그먼트당 전력 = V_F* I_F. 예를 들어, I_F=10 mA이고 V_F=2.4V일 때, 세그먼트당 전력은 24 mW입니다. 자릿수의 모든 7개 세그먼트가 켜져 있으면('8' 표시), 총 전력은 7 * 24 mW = 168 mW입니다. 이는 세그먼트당 70 mW 한도 내에 있지만, 전원 공급 장치와 공통 애노드 구동기에 대해 고려해야 합니다.

Q: 이 디스플레이는 야외 사용에 적합한가요?

A> -35°C ~ +85°C의 작동 온도 범위는 많은 야외 조건을 포함합니다. 그러나 데이터시트는 먼지와 물에 대한 침입 보호(IP) 등급을 지정하지 않습니다. 야외 사용의 경우, 습기 침입과 물리적 손상을 방지하기 위해 디스플레이를 밀봉된 창 뒤 또는 보호 케이스 내에 배치해야 할 가능성이 높습니다.

11. 작동 원리

7-세그먼트 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 7개의 LED 세그먼트로 구성된 전자 디스플레이 장치의 한 형태입니다. 이 세그먼트(A부터 G까지)의 특정 조합을 선택적으로 점등함으로써 숫자 0-9와 일부 문자(예: A, C, E, F, H, L, P)를 나타낼 수 있습니다. LTS-2801AJD는 AlInGaP 반도체 재료를 사용합니다. LED 세그먼트 양단에 다이오드의 문턱 전압(약 2.0V)을 초과하는 순방향 전압(즉, 세그먼트의 캐소드에 대한 공통 애노드의 양의 전압)이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 재료 특유의 파장(이 경우 약 650 nm의 적색광)으로 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 불투명 GaAs 기판은 칩 상단을 통해 더 많은 빛을 반사하는 데 도움을 주어 전체 효율을 향상시킵니다. 회색 전면과 흰색 표시는 주변광을 흡수하여 반사를 줄이고 대비를 높여 점등된 적색 세그먼트를 더 밝고 선명하게 보이게 합니다.