LSHD-A101 LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 자릿수 높이 - AlInGaP 적색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LSHD-A101은 단일 자릿수, 7세그먼트 및 소수점 LED 디스플레이 모듈입니다. 0.3인치(7.62mm)의 자릿수 높이를 특징으로 하며, 다양한 전자 응용 분야에서 선명한 숫자 표시를 위해 설계되었습니다. 이 장치는 GaAs 기판 위에 에피택셜 성장된 고급 AS-AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 적색 LED 칩을 사용합니다. 이 기술은 높은 효율과 우수한 발광 성능으로 잘 알려져 있습니다. 디스플레이는 밝은 회색 전면과 밝은 흰색 세그먼트로 높은 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서도 가독성을 보장합니다. 고체 구조 설계는 다른 디스플레이 기술에 비해 본질적인 신뢰성 이점을 제공합니다.

1.1 주요 특징

• 소형 크기:공간이 제한된 응용 분야에 적합한 0.3인치 자릿수 높이.
• 우수한 광학 성능:높은 밝기, 높은 대비 및 넓은 시야각을 제공하여 뛰어난 문자 외관을 구현합니다.
• 균일한 발광:연속적이고 균일한 세그먼트가 자릿수 전체에 걸쳐 일관된 광 출력을 보장합니다.
• 저전력 소비:낮은 전력 요구 사항으로 효율적인 동작을 위해 설계되었습니다.
• 향상된 신뢰성:고체 구조 설계로 긴 작동 수명과 견고성을 제공합니다.
• 품질 보증:발광 강도에 따라 장치를 분류(빈닝)하여 성능 일관성을 보장합니다.
• 환경 규정 준수:납이 없는 패키지로, RoHS 지침에 따라 제조됩니다.

1.2 장치 구성

The LSHD-A101 is configured as a common anode display. This means the anodes of all LED segments are connected internally and brought out to common pins, while each segment's cathode is individually accessible. This specific model includes a right-hand decimal point (DP). The common anode configuration is often preferred in multiplexed drive circuits for simplified current sinking.

2. 기술 사양 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 소비 전력:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 솔더링 조건:이 장치는 260°C에서 3초 동안 시트 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)의 솔더 목욕으로 웨이브 솔더링을 견딜 수 있습니다. 조립 중 장치 본체 온도는 최대 온도 정격을 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

일반적인 성능은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정됩니다.

• 발광 강도(I_V):광 출력은 분류됩니다. 일반적인 값은 1 mA 구동 전류에서 692 µcd이며, 10 mA에서 9000 µcd에 도달할 수 있습니다. 최소 지정값은 1 mA에서 200 µcd입니다.
• 파장 특성:이 장치는 적색광을 방출합니다. 최대 방출 파장(λ_p)은 일반적으로 650 nm입니다. 주 파장(λ_d)은 일반적으로 639 nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm로 색 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압(V_F):LED 칩당 전압 강하는 일반적으로 2.6V이며, 20 mA로 구동 시 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.1V입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 100 µA. 이 매개변수는 테스트 목적으로만 사용되며, 연속 역방향 바이어스 작동은 금지됩니다.
• 발광 강도 매칭 비율:유사한 광 영역 내의 세그먼트의 경우, 1 mA로 구동할 때 최대와 최소 강도의 비율이 2:1을 초과하지 않아 균일한 밝기를 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%로 지정되어, 선택되지 않은 세그먼트의 원치 않는 발광을 최소화합니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

디스플레이는 표준 10핀 듀얼 인라인 패키지(DIP) 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 다르게 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 핀 팁 이동 공차는 ±0.4 mm입니다.
• 허용 가능한 결함: 세그먼트 상의 이물질 ≤10 mils, 표면 잉크 오염 ≤20 mils, 세그먼트 내 기포 ≤10 mils.
• 반사판 굽힘은 길이의 ≤ 1% 이내여야 합니다.
• 핀에 권장되는 PCB 구멍 직경은 적절한 맞춤을 보장하기 위해 1.0 mm입니다.

3.2 핀 연결 및 회로도

내부 회로는 7세그먼트 및 소수점 디스플레이를 위한 표준 커먼 애노드 구성입니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

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

핀 6도 커먼 애노드이며, 일반적으로 내부적으로 핀 1에 연결됩니다. 레이아웃에는 하나의 무연결(NC) 핀이 있습니다. 이 핀아웃은 마이크로컨트롤러나 드라이버 IC와의 간편한 인터페이싱을 가능하게 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 제공된 매개변수를 기반으로 일반적인 관계를 설명할 수 있습니다:

• 전류 대 발광 강도(I-V 곡선):발광 강도는 순방향 전류에 따라 초선형적으로 증가합니다. 예를 들어, 전류를 1 mA에서 10 mA로 증가시키면 일반적인 광 출력이 10배 이상 증가(692 µcd에서 9000 µcd로)하여 AlInGaP 재료의 높은 효율을 강조합니다.
• 순방향 전압 대 전류:V_F는 양의 온도 계수를 가지며 전류에 따라 약간 변동합니다. 20 mA에서 지정된 2.1V ~ 2.6V 범위는 구동 회로 설계 시 고려되어야 합니다.
• 온도 의존성:발광 강도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 연속 전류의 감액(25°C 이상에서 0.28 mA/°C)은 접합 온도를 관리하고 신뢰성을 유지하기 위한 직접적인 방법입니다. 더 높은 주변 온도에서 작동하려면 구동 전류를 그에 따라 감소시켜야 합니다.

5. 적용 지침 및 주의사항

5.1 용도 및 설계 고려사항

이 디스플레이는 사무실, 통신 및 가정용 일반 전자 장비를 위해 설계되었습니다. 안전이 중요한 응용 분야(항공, 의료 등)에서는 사용 전 제조업체와의 상담이 필수입니다. 주요 설계 및 사용 시 주의사항은 다음과 같습니다:

• 구동 회로 설계:안정적인 밝기와 수명을 보장하기 위해 정전류 구동을 강력히 권장합니다. 회로는 전체 V_F범위(2.1V-2.6V)에서 의도한 전류를 공급하도록 설계되어야 합니다.
• 보호:회로는 역전압 및 전원 순환 중 전압 변동으로부터 보호하여 손상을 방지해야 합니다.
• 열 관리:권장 구동 전류나 작동 온도를 초과하면 광 출력 저하를 가속화하고 조기 고장을 일으킬 수 있습니다. 안전 작동 전류는 예상 최대 주변 온도를 기반으로 선택되어야 합니다.
• 응결 방지:습한 환경에서의 급격한 온도 변화는 디스플레이에 응결을 일으킬 수 있으므로 피해야 합니다.
• 기계적 취급:조립 중 디스플레이 본체에 비정상적인 힘을 가하지 마십시오. 전면 적용 필름을 사용하는 경우, 전면 패널과 직접 압력 접촉을 피하여 이동을 방지하십시오.
• 다중 자릿수 배열의 일관성:한 조립체에 두 개 이상의 디스플레이를 사용할 때는 동일한 발광 강도 빈에서 나온 장치를 사용하여 자릿수 간에 눈에 띄는 밝기나 색조 차이를 피하는 것이 좋습니다.

5.2 보관 및 취급 조건

적절한 보관은 납땜성과 성능을 유지하는 데 중요합니다.

• 표준 보관(원래 포장 상태):온도: 5°C ~ 30°C. 습도: 60% RH 미만. 이러한 조건 외에서 장기간 보관하면 핀 산화가 발생할 수 있습니다.
• 포장 개봉 후:방습 백이 개봉된 경우 제품을 신속히 사용하는 것이 좋습니다. 개봉된 제품을 6개월 이상 보관한 경우, 사용 전 60°C에서 48시간 동안 베이크아웃을 권장하며, 베이킹 후 일주일 이내에 조립을 완료해야 합니다.
• 일반 조언:대량 재고를 장기간 유지하지 마십시오. 선입선출(FIFO) 재고 시스템을 사용하십시오.

6. 빈닝 시스템 및 주문 정보

LSHD-A101은 발광 강도에 따라 특별히 분류(빈닝)됩니다. 이는 장치가 표준 테스트 전류(아마도 1 mA 또는 10 mA)에서의 광 출력을 기준으로 테스트 및 분류됨을 의미합니다. 이를 통해 설계자는 균일성이 필요한 응용 분야에 맞는 밝기의 디스플레이를 선택할 수 있습니다. 부품 번호LSHD-A101은 특정 모델을 식별합니다: 단일 자릿수, AlInGaP 적색, 오른쪽 소수점이 있는 커먼 애노드 디스플레이입니다. 설계자는 생산 런 전반에 걸쳐 일관성을 보장하기 위해 주문 시 빈닝 요구 사항을 명시해야 합니다.

7. 일반적인 적용 시나리오

LSHD-A101은 단일의 고가독성 숫자 자릿수가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

• 테스트 및 측정 장비:단일 매개변수 값(예: 모드 표시기 또는 더 큰 디스플레이의 단위 자릿수) 표시.
• 가전 제품:전자레인지, 커피메이커 또는 오디오 장비의 타이머, 카운터 또는 상태 표시기.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 표시기 또는 기계의 설정 디스플레이.
• 자동차 애프터마켓:간단한 게이지 또는 디스플레이 모듈.
• 프로토타이핑 및 교육 키트:표준 DIP 패키지로 인해 브레드보드 및 프로토타입 PCB에서 사용하기 쉽습니다.

8. 설계 고려사항 및 FAQ

8.1 전류 제한 저항 계산

전류 제한 저항이 있는 간단한 정전압 구동(예: 5V 공급)의 경우, 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 근사할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 20 mA에서 최대 V_F2.6V와 5V 공급을 사용하면: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω. 표준 120 Ω 저항이 적합하지만, 실제 전류는 장치의 특정 V_F에 따라 변동합니다. 정밀도를 위해 정전류 드라이버를 선호합니다.

8.2 다중 자릿수 멀티플렉싱

LSHD-A101은 단일 자릿수이지만, 여러 단일 자릿수 장치를 사용하는 경우 원리가 적용됩니다. 커먼 애노드 설계를 사용하면 멀티플렉싱은 한 번에 한 자릿수의 커먼 애노드를 활성화(하이로 설정)하고 해당 자릿수에 적절한 캐소드 패턴(세그먼트 로우)을 적용하는 것을 포함합니다. 시각의 잔상 효과로 인해 모든 자릿수가 동시에 켜져 있는 것처럼 보입니다. 이는 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀과 전력 소비를 크게 줄입니다.

8.3 역방향 바이어스가 금지되는 이유는 무엇입니까?

역방향 전압(캐소드가 애노드보다 높음)을 인가하면 반도체 칩 내부의 금속 전기 이동이 발생할 수 있습니다. 이는 LED를 열화시켜 누설 전류 증가 또는 심지어 단락 고장을 일으킬 수 있습니다. 구동 회로는 특히 전원 켜기/끄기 순서나 전압 스파이크가 가능한 멀티플렉스 회로에서 이러한 조건이 발생하지 않도록 보장해야 합니다.

9. 기술 배경 및 동향

9.1 AlInGaP 기술

알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)는 고휘도 적색, 주황색 및 노란색 LED를 위해 특별히 설계된 반도체 재료입니다. GaAs 기판 위에 성장되어 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 우수한 발광 효율과 열 안정성을 제공합니다. 이는 LSHD-A101의 특징에서 언급된 높은 밝기와 우수한 신뢰성으로 이어집니다.

9.2 디스플레이 기술 맥락

LSHD-A101과 같은 단일 자릿수 LED 디스플레이는 특정, 종종 비용에 민감하거나 단순함이 요구되는 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 정보 디스플레이의 더 넓은 동향은 통합 도트 매트릭스 LED 패널, OLED 및 LCD로 이동했습니다. 이들은 영숫자 문자와 그래픽을 표시하는 유연성을 제공합니다. 그러나 7세그먼트 LED 디스플레이는 그 비교할 수 없는 단순성, 극도의 가독성(특히 고주변광 조건에서), 단일 또는 소수 자릿수에 대한 낮은 비용, 그리고 다른 기술이 실패할 수 있는 가혹한 환경에서 입증된 장기 신뢰성으로 인해 지속되고 있습니다.