LTS-4801JF 0.4인치 황색-주황색 LED 디스플레이 데이터시트 - 숫자 높이 10mm - 순방향 전압 2.6V - 소비전력 70mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4801JF는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고성능 단일 숫자 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 핵심 기능은 개별적으로 주소 지정 가능한 LED 세그먼트를 사용하여 숫자 0-9와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치는 신뢰성과 다양한 전자 시스템에의 통합 용이성을 위해 설계되었습니다.

이 디스플레이의 주요 응용 분야는 계기판, 시험 장비, 산업용 제어 장치, 가전 제품 및 소형이면서 가독성이 높은 숫자 표시가 필요한 모든 장치입니다. 그 설계는 선명도와 장수명을 최우선으로 하여 상업 및 산업 환경 모두에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이는 시장에서 차별화되는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 0.4인치(10mm)의 숫자 높이를 특징으로 하여 크기와 가독성 사이의 탁월한 균형을 제공합니다. 세그먼트는 연속적이고 균일하여 점등 시 일관되고 전문적인 외관을 보장합니다. 주요 이점 중 하나는 낮은 전력 요구 사항으로, 배터리 구동 또는 에너지 효율적인 장치에 이상적입니다.

또한, 높은 밝기와 높은 대비를 제공하여 조명이 밝은 조건에서도 가시성을 보장합니다. 넓은 시야각을 통해 다양한 위치에서도 선명도 손실 없이 디스플레이를 읽을 수 있습니다. 고체 상태의 신뢰성으로 구축되어 최소한의 유지 보수로 긴 작동 수명을 제공합니다. 이 장치는 또한 광도에 대해 분류되어 생산 로트 간 밝기 수준의 일관성을 제공합니다. 목표 시장에는 공간, 전력 소비 및 신뢰성이 중요한 요소인 휴대용 장치, 패널 미터, 의료 장비 및 자동차 계기판의 설계자가 포함됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션에서는 데이터시트에 정의된 장치의 기술 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 이 장치는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 황색-주황색 발광을 생성합니다. 순방향 전류(IF) 20mA로 구동할 때 일반적인 피크 발광 파장(λp)은 611nm입니다. 지배 파장(λd)은 605nm로 지정되어 인지되는 색상을 정의합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 17nm로, 스펙트럼 확산이 최소화된 비교적 순수한 색상 발광을 나타냅니다.

세그먼트당 평균 광도(Iv)는 핵심 매개변수입니다. IF=1mA의 표준 시험 조건에서 강도는 최소 200μcd에서 일반값 650μcd까지의 범위를 가집니다. 세그먼트 간 광도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 일관된 외관을 위한 숫자 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 회색 면과 흰색 세그먼트는 LED가 꺼져 있을 때 대비를 향상시켜 특징에 언급된 우수한 문자 외관에 기여합니다.

2.2 전기적 매개변수

전기적 사양은 장치의 작동 한계와 조건을 정의합니다. 영구적인 손상을 방지하기 위해 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 70mW입니다. 세그먼트당 피크 순방향 전류는 60mA이지만, 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 주변 온도 25°C에서 25mA로 정격되며, 주변 온도가 상승함에 따라 0.33mA/°C의 디레이팅 계수가 적용됩니다. 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5V입니다.

일반 작동 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 2.05V에서 2.6V까지의 범위를 가집니다. 역방향 전압(Vr) 5V가 인가될 때 역방향 전류(Ir)는 최대 100μA입니다. 이러한 매개변수는 적절한 전류 제한 회로를 설계하고 장치 수명 동안 안정적인 작동을 보장하는 데 중요합니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C 및 보관 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 정격됩니다. 이 넓은 범위는 가혹한 환경의 응용 분야에 적합하게 합니다. 온도에 따른 연속 순방향 전류의 디레이팅(0.33mA/°C)은 과열을 방지하고 장수명을 보장하기 위한 중요한 설계 고려 사항입니다. 데이터시트는 또한 납땜 온도 프로파일을 지정합니다: 장치는 장착 평면 아래 1/16인치 지점에서 260°C를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이 지침을 준수하는 것은 LED 칩이나 패키지에 대한 열 손상을 피하기 위해 PCB 조립 공정 중에 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "광도에 대해 분류되었다"고 표시합니다. 이는 빈닝으로 알려진 LED 제조에서 일반적인 관행을 의미합니다. 반도체 제조 공정의 고유한 변동으로 인해 동일한 생산 로트의 LED도 광도, 순방향 전압, 지배 파장과 같은 주요 매개변수에서 약간의 차이가 있을 수 있습니다.

최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 제조업체는 이러한 매개변수를 측정하고 LED를 다른 "빈"으로 분류합니다. LTS-4801JF는 특히 광도(Iv)에 대해 빈닝됩니다. 이는 단일 주문 또는 릴 내에서 세그먼트의 밝기가 미리 정의된 좁은 범위(2:1 매칭 비율에서 제안된 대로) 내에 떨어진다는 것을 의미합니다. 이는 응용 분야에서 다른 유닛 간의 밝기 차이를 제거하며, 이는 다중 숫자 디스플레이나 시각적 균일성이 중요한 제품에 필수적입니다. 데이터시트는 최소/일반/최대 값(200/650μcd)을 제공하지만, 더 엄격한 그룹화를 위한 특정 빈 코드는 일반적으로 제조업체에 요청 시 제공됩니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 특성 곡선은 심층 설계 분석에 필수적입니다. 이는 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형이며, 매우 높은 전류에서는 열 효과로 인해 효율이 떨어집니다. 설계자는 이를 사용하여 밝기와 전력 소비 및 수명을 균형 있게 조절하는 최적의 작동점을 선택합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이 곡선은 구동 회로 설계에 매우 중요합니다. 주어진 전류에 대한 LED 양단의 전압 강하를 보여주어 Vf 사양을 확인하고 전력 소산 계산에 도움을 줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:이 그래프는 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 설명합니다. 이는 열 관리의 중요성을 강조하며, 특히 고전류 또는 높은 주변 온도에서 작동할 때 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 611nm에서 피크와 발광 스펙트럼의 모양을 보여주어 스펙트럼 반폭으로 표시된 색상 순도를 확인합니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 비표준 조건에서의 성능을 예측하고 신뢰성과 효율성을 위해 설계를 최적화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

장치의 물리적 구조는 패키지 치수에 의해 정의됩니다. 데이터시트에는 상세한 치수 도면(별도 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위, 일반 공차 ±0.25mm)이 포함됩니다. 주요 특징으로는 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 핀 간 간격 및 소수점 위치(부품 설명에서 "Rt. Hand Decimal"로 표시됨)가 있습니다.

핀 연결도는 올바른 PCB 레이아웃에 중요합니다. LTS-4801JF는 공통 애노드 장치입니다. 내부 회로도는 모든 세그먼트의 애노드가 내부적으로 두 핀(핀 3과 핀 8, 공통)에 연결되어 있음을 보여줍니다. 각 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G 및 소수점)의 캐소드는 개별 핀(각각 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10)으로 도출됩니다. 핀 6은 특히 소수점 캐소드를 위한 것입니다. 이 구성은 전류 싱크 구동 회로가 필요하며, 여기서 공통 애노드는 양의 공급 전압에 연결되고 개별 세그먼트 캐소드는 전류 제한 저항을 통해 낮은 레벨(접지로 싱크)로 당겨져 점등됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

조립 중 적절한 처리가 중요합니다. 절대 최대 정격은 납땜 조건을 지정합니다: 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 측정된 260°C의 온도를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 표준 리플로우 납땜 프로파일입니다. 열 충격을 방지하기 위해 이 지침을 따르는 것이 필수적이며, 열 충격은 내부 와이어 본드를 손상시키거나 LED 칩을 열화시키거나 패키지를 박리시킬 수 있습니다.

일반 권장 사항은 다음과 같습니다: 검증된 온도 프로파일을 가진 제어된 리플로우 오븐 사용; 가능하면 장치 핀에 직접 핸드 솔더링 피하기; PCB가 깨끗하고 오염 물질이 없도록 보장하기; LED가 정전기에 민감하므로 취급 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치 따르기. 보관의 경우, 지정된 범위는 건조하고 정전기 방지 환경에서 -35°C ~ +85°C입니다.

7. 패키징 및 주문 정보

기본 부품 번호는 LTS-4801JF입니다. "JF" 접미사는 색상(황색-주황색) 및 패키지 유형과 같은 특정 특성을 나타낼 수 있습니다. 이 발췌문에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 구성 요소에 대한 일반적인 패키징은 자동 픽 앤 플레이스 조립 기계에 적합한 정전기 방지 테이프 및 릴 위에 있을 것입니다. 릴 수량(예: 1000개, 2000개)은 제조업체에 의해 정의됩니다. 주문 시 엔지니어는 전체 부품 번호를 지정해야 합니다. 제조업체가 광도 또는 순방향 전압에 대해 다른 빈을 제공하는 경우, 추가 빈닝 코드가 부품 번호에 추가될 수 있습니다(예: LTS-4801JF-XXX). 전체 주문 옵션 및 패키징 사양을 위해 제조업체의 전체 제품 가이드 또는 유통업체를 참조하는 것이 필수적입니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

LTS-4801JF는 단일의 가독성이 높은 숫자가 필요한 모든 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 전압, 전류 또는 온도용 패널 미터; 타이머 및 카운터 디스플레이; 스코어보드; 가전 제어 패널(예: 오븐, 전자레인지); 시험 및 측정 장비; 산업 기계의 상태 표시등이 있습니다. 낮은 전력 소비로 인해 휴대용 배터리 구동 장치의 후보가 됩니다.

8.2 설계 고려 사항 및 회로

이 디스플레이로 설계할 때 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 첫째, 원하는 순방향 전류(예: 10-20mA)와 공급 전압을 기반으로 각 세그먼트(또는 균일한 밝기가 허용되는 경우 공통 애노드에 단일 저항)에 대한 적절한 전류 제한 저항을 계산해야 합니다. 공식은 R = (V_공급 - Vf_LED) / I_LED입니다. 최대 Vf(2.6V)를 사용하면 저항이 작게 설계되지 않도록 보장합니다.

둘째, 구동 회로는 모든 점등된 세그먼트에 대한 총 전류를 싱크할 수 있어야 합니다. 모든 세그먼트와 소수점이 켜져 있는 경우(숫자 '8.' 표시), 공통 애노드 핀은 최대 9 * I_LED를 공급해야 합니다. 구동 IC(마이크로컨트롤러 GPIO 핀 또는 전용 디스플레이 드라이버와 같은)는 캐소드 핀에 대해 충분한 전류 싱크 능력을 가져야 합니다. 단일 숫자에는 멀티플렉싱이 필요하지 않지만, 유사한 디스플레이를 사용하는 다중 숫자 설계의 경우 더 적은 I/O 핀으로 여러 숫자를 제어하기 위해 멀티플렉싱 방식이 필요합니다. 최대 연속 전류 근처에서 작동하는 경우, 특히 높은 주변 온도에서 열 소산을 고려해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

백열등 또는 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 오래된 기술과 비교하여 LTS-4801JF는 상당한 장점을 제공합니다: 훨씬 낮은 전력 소비, 더 긴 수명(고체 상태 신뢰성), 더 빠른 응답 시간, 충격 및 진동에 대한 더 큰 저항성. 다른 LED 기술과 비교하여, AlInGaP 재료 사용은 적색, 주황색 및 황색에 대해 높은 효율과 우수한 색상 안정성을 제공하며, 종종 일부 이전 LED 재료보다 고온 환경에서 더 나은 성능을 발휘합니다.

7세그먼트 디스플레이 범주 내에서 주요 차별화 요소는 특정 0.4인치 숫자 높이, 황색-주황색 색상, 공통 애노드 구성, 오른쪽 소수점 포함 및 광도 일관성에 대한 분류입니다. 설계자는 다른 크기(0.3인치, 0.5인치, 0.56인치), 색상(적색, 녹색, 청색), 구성(공통 캐소드) 및 밝기 등급과 비교하여 응용 분야에 최적의 부품을 선택합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 두 개의 공통 애노드 핀(3과 8)의 목적은 무엇입니까?

A: 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 가지면 총 애노드 전류를 분산시키고 단일 핀의 전류 밀도를 줄이며 신뢰성을 향상시키고 전력 라우팅을 위한 PCB 레이아웃에 도움이 될 수 있습니다.

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

A: 아닙니다. 각 세그먼트 캐소드와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 직접 연결하면 최대 순방향 전류를 초과하여 LED 세그먼트를 파괴할 가능성이 있습니다. 공급 전압(예: 5V), LED 순방향 전압(~2.6V) 및 원하는 전류(예: 15mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.

Q: "광도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미합니까?

A: 동일한 시험 조건에서 장치 내 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않다는 것을 의미합니다. 이는 숫자 전체에 걸쳐 시각적 균일성을 보장합니다.

Q: 순방향 전류 디레이팅을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 25mA의 연속 순방향 전류 정격은 주변 온도 25°C에서 유효합니다. 25°C 이상 매 1°C마다 과열을 방지하기 위해 허용 가능한 최대 연속 전류를 0.33mA 줄여야 합니다. 예를 들어, 주변 온도 50°C에서 최대 전류는 25mA - (0.33mA/°C * 25°C) = 16.75mA가 됩니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

소수점 한 자리까지 온도를 표시하는 간단한 배터리 구동 디지털 온도계를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러는 온도 센서를 읽고 데이터를 처리하며, 정수와 소수점을 표시하기 위해 단일 숫자 디스플레이를 구동해야 합니다. LTS-4801JF는 적합한 선택입니다.

설계 단계는 다음과 같습니다: 1) 각 세그먼트 캐소드(A-G) 및 소수점 캐소드(DP)에 마이크로컨트롤러 GPIO 핀 할당. 2) 균일한 밝기가 허용되는 경우 두 공통 애노드 핀(3 & 8)을 단일 전류 제한 저항을 통해 양의 공급 레일(예: 3.3V 또는 5V)에 연결하거나, 정밀 제어를 위해 세그먼트당 개별 저항 사용. 3) 저항 값 계산. 3.3V 공급, 목표 전류 10mA, Vf 2.6V의 경우: R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70옴. 표준 68 또는 75옴 저항이 사용됩니다. 4) 펌웨어 작성하여 온도 값(예: "25.7")을 "5"를 표시하고 소수점을 점등하는 올바른 세그먼트 활성화 패턴으로 변환. 공통 애노드는 항상 전원이 공급되며, 마이크로컨트롤러는 숫자 "5"(세그먼트 A, C, D, F, G)와 DP 캐소드를 형성하는 데 필요한 세그먼트에 해당하는 캐소드에서 접지로 전류를 싱크합니다.

12. 기술 원리 소개

LTS-4801JF는 발광 다이오드(LED) 기술을 기반으로 합니다. LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 색상은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다.

이 특정 장치는 불투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 재료를 사용합니다. AlInGaP는 적색에서 황색-주황색 스펙트럼에서 빛을 방출하기에 적합한 밴드갭을 가집니다. "불투명한" 기판은 잡광을 흡수하여 대비를 향상시키는 데 도움이 되어 특징에 언급된 높은 대비비에 기여합니다. 숫자의 각 세그먼트에는 하나 이상의 작은 AlInGaP LED 칩이 포함되어 있습니다. 회색 면과 흰색 세그먼트는 플라스틱 패키지의 일부로, 확산판 및 렌즈 역할을 하여 최적의 가시성과 시야각을 위한 광 출력을 형성합니다.

13. 기술 동향 및 발전

디스플레이 기술 분야는 지속적으로 진화하고 있습니다. LTS-4801JF와 같은 전통적인 7세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 표시 응용 분야에서 단순성, 신뢰성 및 비용 효율성으로 인해 여전히 매우 관련성이 높지만, 더 넓은 동향이 뚜렷합니다. 마이크로컨트롤러 인터페이스를 단순화하고 필요한 I/O 핀 수를 줄이는 내장 컨트롤러(I2C 또는 SPI 인터페이스)가 있는 디스플레이와 같은 더 높은 통합으로의 일반적인 이동이 있습니다.

재료 측면에서 AlInGaP는 적색/주황색/황색에 우수하지만, InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)과 같은 다른 재료는 청색 및 녹색 스펙트럼을 지배하며 백색 LED에 사용됩니다. 모든 LED 색상에 걸쳐 효율성(루멘/와트), 색 재현성 및 수명을 개선하기 위한 연구가 계속되고 있습니다. 특히 7세그먼트 응용 분야의 경우, IoT 장치를 위한 더 낮은 전력 소비, 햇빛에서 읽을 수 있는 응용 분야를 위한 더 높은 밝기, 더 세련된 제품 설계를 위한 더 얇은 패키지 달성에 초점을 맞춘 동향이 있습니다. 그러나 강력하고 쉽게 이해할 수 있는 인간-기계 인터페이스로서의 개별 7세그먼트 디스플레이의 기본 원리와 응용은 전자 설계에서 계속해서 주요 요소입니다.