LTS-3403LJF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.8인치 디지트 높이 - 황오렌지 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3403LJF는 명확하고 신뢰할 수 있는 숫자 또는 제한된 영숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 디지트, 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 마이크로컨트롤러, 논리 회로 또는 기타 드라이버 IC로부터의 디지털 데이터에 대한 시각적 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 기술을 사용한다는 점으로, 이는 GaAsP와 같은 구형 기술에 비해 황오렌지 스펙트럼에서 우수한 효율성과 색 순도를 제공합니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면을 특징으로 하여 점등된 세그먼트에 대해 탁월한 대비를 제공합니다. 발광 강도로 분류되어 생산 로트 간 밝기 일관성을 보장합니다. 이 디스플레이는 인쇄 회로 기판(PCB)에 직접 장착하거나 호환 소켓에 장착하기 쉬운 통합을 위해 설계되어 단일 디지트 판독이 필요한 산업용 제어판, 테스트 장비, 소비자 가전 및 계측기에 이상적입니다.

1.1 핵심 특징 및 타겟 시장

LTS-3403LJF는 그 애플리케이션 영역을 정의하는 몇 가지 핵심 기능으로 설계되었습니다. 0.8인치(20.32mm) 디지트 높이는 가시성과 컴팩트함 사이의 균형을 제공하며, 공간이 고려되지만 가독성이 가장 중요한 패널 장착 장치에 적합합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트는 점등 시 응집력 있고 전문적인 외관을 보장합니다. 낮은 전력 소비와 낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 장치 또는 전력 효율이 중요한 시스템과 호환되도록 합니다. 우수한 문자 외관과 넓은 시야각은 AlInGaP 칩 기술과 확산 렌즈 설계의 직접적인 결과로, 다양한 각도에서 디스플레이를 명확하게 읽을 수 있게 합니다. LED 기술에 내재된 고체 상태 신뢰성은 마모되는 움직이는 부품 없이 긴 작동 수명을 보장합니다. 마지막으로, I.C. 호환 가능하다는 것은 적절한 전류 제한 저항과 함께 표준 디지털 논리 출력 또는 전용 디스플레이 드라이버 집적 회로에 의해 직접 구동될 수 있음을 의미합니다. 타겟 시장에는 휴대용 전자 장치, 임베디드 시스템, 자동차 대시보드(비중요 지시기용), 의료 기기 및 내구성이 뛰어나고 저전력 숫자 디스플레이가 필요한 모든 전자 시스템의 설계자가 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 데이터시트는 적절한 회로 설계와 신뢰할 수 있는 작동에 중요한 포괄적인 전기적, 광학적 및 열적 사양을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 평균 발광 강도(Iv)는 최소 320µcd, 전형값 900µcd로 지정되며 최대값은 명시되지 않았으며, 모두 순방향 전류(If) 1mA에서 측정됩니다. 이 파라미터는 단일 세그먼트의 인지된 밝기를 나타냅니다. 낮은 테스트 전류는 장치의 효율성을 강조합니다. 색상 특성은 세 가지 파장 파라미터로 정의됩니다. 피크 발광 파장(λp)은 전형적으로 611nm이며, If=20mA에서 측정됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 전형적으로 17nm로, 스펙트럼 순도 또는 피크 주변의 방출 광 범위가 얼마나 좁은지를 나타냅니다. 더 작은 값은 더 단색적인 색상을 의미합니다. 주 파장(λd)은 전형적으로 605nm입니다. 발광 강도는 CIE 명시야 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정되며, 이 측정이 인간의 시각적 인지와 상관관계가 있도록 보장한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 발광 강도 매칭 비율(Iv-m)은 최대 2:1로 지정되어 단일 유닛 내 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 간의 밝기 차이가 두 배를 초과하지 않아 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 사양은 LED 세그먼트의 작동 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 안전한 작동의 경계를 설정합니다. 세그먼트당 전력 소산은 70mW입니다. 세그먼트당 피크 순방향 전류는 60mA이지만, 열을 관리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25mA이며, 디레이팅 계수는 0.33mA/°C입니다. 이는 과열을 방지하기 위해 주변 온도가 25°C 이상 증가함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류가 감소함을 의미합니다. 세그먼트당 역방향 전압은 5V이며, 이를 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다. 표준 작동 조건(Ta=25°C)에서 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 전형적으로 2.6V이며, 테스트 전류 10mA에서 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.05V로 나열됩니다. 세그먼트당 역방향 전류(Ir)는 역방향 전압(Vr) 5V가 인가될 때 최대 100µA로, 꺼진 상태에서의 누설 전류를 나타냅니다.

2.3 열적 및 환경 사양

다양한 환경 조건에서의 신뢰성은 매우 중요합니다. 작동 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로 지정됩니다. 이 넓은 범위는 산업용 냉동고부터 뜨거운 엔진 컴파트먼트까지 가혹한 환경에서 디스플레이가 작동할 수 있게 합니다. 저장 온도 범위는 동일하게 -35°C에서 +85°C로, 장치가 전원이 공급되지 않을 때의 안전한 조건을 정의합니다. 조립을 위한 중요한 파라미터는 납땜 온도입니다. 데이터시트는 장치가 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.59mm) 지점에서 260°C의 온도를 3초 동안 견딜 수 있음을 지정합니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 리플로우 솔더링 공정을 위한 표준 참조이며, 설계자는 내부 와이어 본딩 또는 LED 칩 자체를 손상시키지 않도록 PCB 조립 프로파일이 이러한 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도로 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조 과정에서 수행되는 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다. 반도체 에피택셜 성장 및 칩 제조 공정의 자연적 변동으로 인해 동일한 생산 로트의 LED는 발광 강도와 순방향 전압과 같은 주요 파라미터에서 약간의 변동을 가질 수 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 제조업체는 각 유닛을 테스트하고 측정된 성능에 따라 다른 "빈"으로 분류합니다. LTS-3403LJF는 특히 발광 강도에 대해 빈닝됩니다. 이는 설계자가 이러한 디스플레이를 일정 수량 주문할 때, 한 유닛에서 다른 유닛으로의 밝기 변동이 사전 정의되고 제어된 범위 내에 있을 것임을 의미합니다(단위 내 2:1 매칭 비율로 암시되며, 빈닝을 통해 유닛 간에 추가로 제어됨). 이는 여러 디지트가 나란히 사용되는 애플리케이션에서 필수적이며, 디스플레이 간에 눈에 띄는 밝기 차이를 방지합니다. 데이터시트는 파장(색상) 또는 순방향 전압에 대한 별도의 빈을 지정하지 않으며, 이는 이러한 파라미터에 대한 공정 제어가 엄격하거나 이 제품에 대한 빈닝이 주로 강도에 초점을 맞추고 있음을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에 "전형적인 전기적/광학적 특성 곡선" 페이지가 나열되어 있지만, 제공된 내용에는 실제 그래프가 포함되어 있지 않습니다. 일반적으로 이러한 곡선은 설계에 매우 귀중합니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선이 예상되며, 이는 LED 접합 양단의 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 이 곡선은 설계자가 주어진 공급 전압에 대해 적절한 전류 제한 저항 값을 선택하는 데 도움을 줍니다. 상대 발광 강도 대 순방향 전류 곡선은 밝기가 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 종종 선형 이하 방식으로, 밝기와 전력 소비/효율성 사이의 균형을 최적화하는 데 도움을 줍니다. 상대 발광 강도 대 주변 온도 곡선은 작동 온도가 상승함에 따라 밝기가 어떻게 저하되는지 이해하는 데 중요하며, 전체 온도 범위에서 작동하는 시스템을 설계하는 데 필수적입니다. 마지막으로, 스펙트럼 분포 그래프는 611nm 피크를 중심으로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 시각적으로 묘사하여 방출 스펙트럼의 모양과 폭을 보여줍니다. 설계자는 구동 전류 및 열 관리에 대해 정보에 입각한 결정을 내리기 위해 제조업체의 전체 데이터시트에서 이러한 그래픽 표현을 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

기계적 설계는 신뢰할 수 있는 물리적 통합을 보장합니다. 패키지 치수 다이어그램(텍스트에 완전히 상세히 설명되지 않음)은 PCB 풋프린트 설계를 위한 모든 중요한 측정치를 제공할 것이며, 전체 길이, 너비 및 높이, 핀 간 간격(피치), 장착 구멍의 직경 및 위치, 패키지 하단에서 장착 평면까지의 거리를 포함합니다. 핀 연결 테이블은 17핀 패키지의 기능적 맵입니다. 이는 공통 캐소드 구성(핀 4, 6, 12, 17)임을 보여주며, 모든 LED 세그먼트의 음극 측(캐소드)이 내부적으로 함께 연결됩니다. 각 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G) 및 좌우 소수점(L.D.P, R.D.P)의 애노드는 별도의 핀으로 도출됩니다. 여러 핀(1, 8, 9, 16)은 "NO PIN"으로 나열되어 있으며, 이는 물리적으로 존재하지만 전기적으로 연결되지 않음을 의미합니다(소켓 내 또는 납땜 중 기계적 안정성을 위해 가능성 있음). 극성은 공통 캐소드 지정에 의해 명확하게 표시됩니다. 회색 전면과 흰색 세그먼트는 시각적 인터페이스를 제공합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

조립 중 적절한 처리는 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다. 제공된 주요 지침은 납땜 온도 사양입니다: 장착 평면 아래 1/16인치에서 260°C, 3초. 이는 웨이브 솔더링을 위한 지시사항입니다. 리플로우 솔더링의 경우, 260°C에서 피크를 이루는 표준 무연 프로파일이 적용 가능하지만, 액상선 온도(예: 217°C) 이상의 시간은 열 응력을 최소화하기 위해 제어되어야 합니다. 설계자는 PCB 패드 레이아웃이 치수 도면의 권장 풋프린트와 일치하는지 확인하여 툼스토닝 또는 오정렬을 방지해야 합니다. 장치는 사용할 때까지 원래의 습기 차단 백에 보관해야 하며, 특히 즉시 조립할 의도가 없는 경우 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있는 수분 흡수를 방지해야 합니다. 작동 및 저장 온도 범위(-35°C ~ +85°C)는 공급망 및 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 준수되어야 합니다. 취급 중 렌즈나 핀에 기계적 응력을 가하지 마십시오.

7. 애플리케이션 제안

7.1 전형적인 애플리케이션 회로

LTS-3403LJF는 공통 캐소드 디스플레이이므로 일반적으로 "소싱" 드라이버에 의해 구동됩니다. 이는 마이크로컨트롤러 또는 드라이버 IC 핀이 세그먼트 애노드에 연결되고 전류를 공급하여 켜는 반면, 공통 캐소드 핀은 일반적으로 결합된 세그먼트 전류를 처리할 수 있는 트랜지스터를 통해 접지에 연결됨을 의미합니다. 기본 회로는 각 애노드 핀을 전류 제한 저항을 통해 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀에 연결하는 것을 포함합니다. 이 저항(R)의 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - Vf) / If, 여기서 Vcc는 공급 전압(예: 5V 또는 3.3V), Vf는 LED의 순방향 전압(전형적으로 2.6V), If는 원하는 순방향 전류(예: 10-20mA)입니다. 예를 들어, 5V 공급 및 목표 전류 15mA: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160옴. 150옴 저항이 표준 값이 될 것입니다. 공통 캐소드 핀은 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 연결되고, 이미터는 접지에 연결됩니다. 마이크로컨트롤러는 트랜지스터를 켜서 디지트를 활성화합니다. 다중 디지트 멀티플렉싱(단일 디지트에는 적용되지 않지만 이해를 위해)의 경우, 디지트 간 해당 세그먼트의 애노드는 함께 묶이고, 각 디지트의 공통 캐소드는 별도로 제어되어 한 번에 하나의 디지트를 빠르게 연속적으로 점등합니다.

7.2 설계 고려사항 및 참고사항

몇 가지 중요한 고려사항을 다루어야 합니다.전류 제한:전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 없이 LED를 전압원에 직접 연결하지 마십시오. LED가 과도한 전류를 끌어와 고장날 수 있습니다.열 방산:LED는 효율적이지만, 세그먼트당 소산되는 전력(P = Vf * If)은 최대 65mW(2.6V * 25mA)까지 될 수 있습니다. 많은 세그먼트가 연속적으로 점등되는 애플리케이션에서는 최대 온도 근처에서 작동할 경우 적절한 환기 또는 방열을 보장하십시오.시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 최적의 가독성을 위해 인클로저에 디스플레이를 배치할 때 주요 사용자 시선을 고려하십시오.ESD 보호:AlInGaP LED는 정전기 방전에 민감할 수 있습니다. 조립 중 표준 ESD 처리 예방 조치를 구현하십시오.디커플링 및 노이즈:전기적으로 노이즈가 많은 환경에서는 디스플레이의 전원 연결 근처에 작은 디커플링 커패시터(예: 100nF)를 추가하여 공급을 안정화하는 것을 고려하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

LTS-3403LJF는 주로 반도체 재료인 AlInGaP를 통해 차별화됩니다. 갈륨 비소 포스파이드(GaAsP) 기반의 구형 적색 LED와 비교하여, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율(단위 전력당 더 많은 빛 출력), 더 나은 색상 및 밝기의 온도 안정성, 스펙트럼의 호박색/황오렌지색/적색 부분에서 더 포화되고 순수한 색상을 제공합니다. 백색 LED(일반적으로 청색 LED + 형광체)와 비교하여, 단일 협대역 방출을 제공하며, 이는 특정 파장 필터링이 사용되거나 백색광의 넓은 스펙트럼 없이 색상 순도가 요구되는 애플리케이션에서 유리할 수 있습니다. 0.8인치 크기는 더 작은 지시기와 더 크고 전력을 많이 소비하는 디스플레이 사이의 틈새를 채웁니다. 공통 캐소드 구성은 표준이며 공통 캐소드 멀티플렉싱을 위해 설계된 다양한 드라이버 IC 및 마이크로컨트롤러 포트 구성과 호환성을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 피크 파장(611nm)과 주 파장(605nm)의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 방출 스펙트럼이 최대 강도를 갖는 단일 파장입니다. 주 파장은 인간의 눈에 LED 출력과 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. 이들은 종종 약간 다릅니다. 주 파장은 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 순방향 전압을 확인해야 합니다. 전형적인 Vf는 2.6V입니다. 3.3V 공급으로, 전류 제한 저항 양단의 전압 강하는 0.7V(3.3V - 2.6V)에 불과합니다. 15mA 전류를 달성하려면 R = 0.7V / 0.015A = 46.7옴의 저항이 필요합니다. 이는 가능하지만, 전류는 Vf 변동에 더 민감할 것입니다. 일반적으로 허용 가능하지만, 밝기가 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.

Q: 왜 네 개의 공통 캐소드 핀이 있나요?

A: 여러 캐소드 핀을 갖는 것은 모든 세그먼트가 점등될 때 총 전류를 분산시키는 데 도움이 됩니다. 7개 세그먼트와 소수점의 전류 합계는 200mA를 초과할 수 있습니다. 이 전류를 여러 핀과 PCB 트레이스에 분산시키면 전류 밀도를 줄이고 전압 강하를 최소화하며 신뢰성을 향상시킵니다.

Q: "I.C. COMPATIBLE"은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 LED의 전기적 특성(순방향 전압, 전류 요구 사항)이 적절한 전류 제한 저항과 함께 사용될 때 표준 디지털 집적 회로(CMOS 또는 TTL 논리 칩 또는 마이크로컨트롤러 GPIO와 같은)의 출력 핀에 의해 직접 구동될 수 있는 범위 내에 있음을 의미합니다. 저항 없이 직접 연결할 수 있다는 의미는 아닙니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

간단한 디지털 온도 조절기 컨트롤러 설계를 고려해 보십시오. 시스템은 마이크로컨트롤러를 사용하여 온도 센서를 읽고 단일 디지트에 설정점 또는 현재 온도를 표시합니다(단순화를 위해 10의 자리 또는 코드 표시). LTS-3403LJF는 선명도, 저전력(배터리 백업이 가능한 장치에 중요), 넓은 시야각(벽에 장착) 때문에 선택되었습니다. 마이크로컨트롤러는 5V에서 작동합니다. 설계자는 밝기와 전력의 균형을 위해 세그먼트 전류 12mA에 대한 저항 값을 계산합니다: R = (5V - 2.6V) / 0.012A = 200옴. 7개의 200옴 저항이 사용되며, 각 세그먼트 애노드(A-G)에 하나씩 사용됩니다. 공통 캐소드 핀은 함께 묶여 2N3904 NPN 트랜지스터의 컬렉터에 연결됩니다. 트랜지스터의 이미터는 접지에 연결되고, 베이스는 10k 저항을 통해 마이크로컨트롤러 GPIO 핀에 의해 구동됩니다. 숫자를 표시하기 위해 마이크로컨트롤러는 세그먼트 애노드 핀의 패턴을 하이(저항을 통해)로 설정하고 트랜지스터를 켜서 접지로의 회로를 완성합니다. 황오렌지 색상은 일반적인 실내 조명 조건에서 쉽게 볼 수 있습니다. 강력한 온도 등급은 온도 조절기가 뜨거운 다락방이나 차가운 차고에 배치되더라도 디스플레이가 안정적으로 작동하도록 보장합니다.

11. 작동 원리 소개

LTS-3403LJF는 반도체 p-n 접합에서의 전기발광 기본 원리에 따라 작동합니다. 이 장치는 활성 반도체 재료로 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)를 사용합니다. 이 화합물은 불투명 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 에피택셜 성장됩니다. p-n 접합 양단에 재료의 밴드갭 전압(AlInGaP의 경우 약 2.0-2.2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 에너지는 주로 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(이 경우 황오렌지색, 약 611nm)은 AlInGaP 합금 조성의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 제조 과정에서 신중하게 제어됩니다. 회색 전면과 흰색 세그먼트는 각각 확산기와 대비 필터 역할을 하여 빛 출력을 인식 가능한 숫자 세그먼트로 형성합니다.

12. 기술 동향 및 맥락

LTS-3403LJF는 성숙하고 최적화된 기술을 나타냅니다. 1990년대에 개발된 AlInGaP LED는 고효율 적색, 주황색 및 황색 지시기 및 디스플레이용으로 GaAsP를 대체했습니다. 디스플레이 기술의 동향은 이후 복잡한 그래픽을 위한 도트 매트릭스 OLED, 마이크로 LED 및 LCD와 같은 고밀도 솔루션으로 이동했습니다. 그러나 간단하고 견고하며 저비용이고 초신뢰성 단일 디지트 또는 다중 디지트 숫자 디스플레이 요구 사항에 대해 세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 여전히 매우 관련성이 높습니다. 그들의 장점은 제어의 극단적인 단순성, 매우 높은 밝기와 대비, 넓은 작동 온도 범위, 즉시 켜기 기능 및 수만 시간으로 측정되는 수명을 포함합니다. 이 틈새 시장의 현재 발전은 동일한 밝기에 대해 더 낮은 구동 전류(배터리 수명 연장)를 허용하는 더 높은 효율성과 드라이버 회로를 디스플레이 패키지에 직접 통합(소위 "지능형 디스플레이")에 초점을 맞추고 있습니다. LTS-3403LJF에 구현된 숫자 표시를 위한 신뢰할 수 있는 고체 상태 광원의 핵심 원리는 무수한 산업 전반의 전자 설계에서 기본 구성 요소로 계속되고 있습니다.