LTS-4801KF LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 황색-주황색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4801KF는 선명한 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 소형 고성능 단일 자릿수 7세그먼트 디스플레이입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 시각적 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩 기술을 활용하여 기존 재료에 비해 우수한 밝기와 효율을 제공한다는 점입니다. 목표 시장은 산업용 제어판, 계측기, 테스트 장비, 소비자 가전 및 신뢰할 수 있고 읽기 쉬운 숫자 디스플레이가 필요한 임베디드 시스템을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학 성능은 이 디스플레이의 기능성의 핵심입니다. 표준 테스트 전류 20mA에서 평균 광도(Iv)의 전형적인 값은 44,000 µcd(마이크로칸델라)이며, 최소 지정 값은 27,520 µcd입니다. 이 높은 밝기는 우수한 가시성을 보장합니다. 방출되는 빛은 황색-주황색 스펙트럼입니다. 피크 방출 파장(λp)은 전형적으로 611 nm이며, 주 파장(λd)은 전형적으로 605 nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 약 17 nm로, 상대적으로 순수하고 포화된 색상 출력을 나타냅니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트가 있는 회색 면을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시키는 높은 대비비에 기여합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기 사양은 신뢰할 수 있는 사용을 위한 작동 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 설계에 매우 중요합니다:

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 60 mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V.
• 세그먼트당 순방향 전압(Vf):전형적으로 2.6V, IF=20mA에서 2.05V에서 2.6V 범위.
• 세그먼트당 역방향 전류(Ir):VR=5V에서 최대 100 µA.

세그먼트 간 광도 매칭 비율(유사한 점등 영역의 경우)은 최대 2:1로 지정되어 숫자 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다.

2.3 열 및 환경 사양

장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +105°C 및 저장 온도 범위 -35°C ~ +105°C로 정격이 지정됩니다. 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서 사용하기에 적합합니다. 연속 순방향 전류의 감소는 과열을 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위한 직접적인 열 고려 사항입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 광도에 따라 분류됨을 나타냅니다. 이는 측정된 광 출력을 기준으로 유닛이 분류 및 판매되는 빈닝 시스템을 의미합니다. 일반적으로 빈은 광도 범위(예: 빈 A: 27,520-35,000 µcd, 빈 B: 35,001-44,000 µcd)로 정의됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 응용 분야의 밝기 요구 사항을 충족하는 부품을 선택하여 생산 런의 일관성을 보장할 수 있습니다. 파장에 대해 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 이러한 분류는 색상 일관성을 유지하기 위해 주 파장 또는 피크 파장에 대해서도 일반적입니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래픽 데이터("전형적인 전기/광학 특성 곡선")가 참조되지만, 이러한 데이터시트에 일반적으로 포함되는 곡선은 단일 지점 사양을 넘어 장치 동작을 이해하는 데 중요합니다. 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주어 원하는 밝기와 효율을 위한 구동 전류를 최적화하는 데 도움을 줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:온도가 상승함에 따라 밝기가 어떻게 감소하는지 보여주어 고온 또는 고전력 응용 분야에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여주는 그래프로, 황색-주황색 색상 특성을 확인합니다.

설계자는 이러한 곡선을 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서의 성능을 예측하고 제품의 작동 수명 동안 디스플레이가 가시성 요구 사항을 충족하도록 보장하는 데 사용해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LTS-4801KF는 표준 10핀 단일 행 구성의 스루홀 부품입니다. 자릿수 높이는 0.4인치(10.16mm)입니다. 패키지 치수 도면은 모든 중요한 기계적 측정치를 제공합니다. 주요 공차는 다음과 같습니다: 대부분의 치수에 대해 ±0.25mm(0.01") 및 핀 팁 이동 공차 +0.4mm. 핀 연결 다이어그램은 올바른 PCB 레이아웃에 필수적입니다:

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

장치는 커먼 애노드 구성을 사용하며, 이는 모든 LED 세그먼트 애노드가 내부적으로 커먼 핀(3 및 8)에 연결됨을 의미합니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 로우(접지에 연결)로 구동해야 하며, 커먼 애노드는 전류 제한 저항을 통해 양의 전압으로 유지됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 조립 중 손상을 방지하기 위한 납땜 조건을 지정합니다: 부품은 시팅 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서의 납땜 온도가 260°C를 3초 이상 초과하지 않는 조건으로 웨이브 또는 핸드 납땜을 적용할 수 있습니다. 또는 조립 중 유닛 자체의 온도가 최대 온도 정격을 초과해서는 안 됩니다. 현대 조립의 경우, 리플로우 납땜을 사용하는 경우 유사한 열 한계를 가진 스루홀 부품에 적합한 프로파일을 사용해야 합니다. 이는 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지입니다. 저장 및 조립 중 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 따라야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

부품 번호는 LTS-4801KF입니다. "KF" 접미사는 특정 패키지 또는 단자 마감 세부 사항을 나타낼 가능성이 높습니다. 정확한 포장 세부 사항(릴, 튜브, 트레이) 및 수량은 제공된 발췌문에 명시되지 않았지만, 이러한 디스플레이의 일반적인 포장은 정전기 방지 튜브 또는 트레이입니다. 데이터시트 개정판은 C이며, 유효 날짜는 2010년 6월 24일로, 현재 사양을 확인해야 합니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 단일 숫자 자릿수가 필요한 모든 장치에 이상적입니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다: 전압, 전류 또는 온도용 패널 미터; 디지털 시계 및 타이머; 스코어보드; 가전 제어(오븐, 전자레인지); 자동차 계기판 표시기(예: 기어 위치); 산업 장비 상태 디스플레이.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:각 커먼 애노드 연결에 대해 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값은 R = (Vsupply - Vf) / If를 사용하여 계산되며, 여기서 Vf는 순방향 전압(~2.6V)이고 If는 원하는 순방향 전류(최대 25mA 연속)입니다. 5V 공급 전압을 사용하면 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴입니다.
• 멀티플렉싱:유사한 부품을 사용하는 다중 자릿수 디스플레이의 경우, 멀티플렉싱을 사용하여 더 적은 I/O 핀으로 여러 자릿수를 제어할 수 있습니다. 이는 커먼 애노드 디스플레이이므로, 멀티플렉싱은 한 번에 한 자릿수의 커먼 애노드를 순차적으로 활성화(전원 공급)하고 해당 자릿수의 세그먼트 데이터를 캐소드 라인에 표시하는 것을 포함합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 유리합니다.
• 밝기 제어:밝기는 순방향 전류를 (한도 내에서) 변경하거나 구동 신호에 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 조정할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTS-4801KF의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 기술 사용과 특정 설계 선택입니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP LED 디스플레이와 비교하여 AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 큰 밝기 또는 더 낮은 전력에서 동등한 밝기를 제공합니다. 회색 면/흰색 세그먼트 조합은 높은 대비를 위해 최적화되었습니다. 0.4인치 자릿수 높이는 더 작은(0.3") 및 더 큰(0.5", 0.56") 디스플레이 사이의 특정 틈새 시장을 채웁니다. 이중 커먼 애노드 핀(3 및 8)은 설계 유연성을 제공하고 전류 분배 균형을 맞추는 데 도움을 줄 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 커먼 애노드와 커먼 캐소드의 차이점은 무엇인가요?

A: 커먼 애노드 디스플레이에서는 모든 애노드가 함께 연결됩니다. 커먼 핀에 양의 전압을 가하고 점등하려는 세그먼트의 캐소드를 접지합니다. 커먼 캐소드 디스플레이에서는 모든 캐소드가 함께 연결됩니다. 커먼 핀을 접지하고 점등하려는 세그먼트의 애노드에 양의 전압을 가합니다. LTS-4801KF는 커먼 애노드 타입입니다.

Q: 이 디스플레이를 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 세그먼트당 필요한 20-25mA(그리고 하나의 커먼 애노드에서 여러 세그먼트가 동시에 점등되는 경우 훨씬 더 많은 전류)를 소싱하거나 싱크할 수 없습니다. 적절한 전류 제한 저항과 함께 트랜지스터 어레이(예: ULN2003)와 같은 구동 회로를 사용하여 커먼 애노드와 가능하면 세그먼트 캐소드를 스위칭해야 합니다.

Q: "광도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 점등된 숫자에서 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 표시된 숫자 전체에 걸쳐 시각적 균일성을 보장합니다.

Q: 방열판이 필요한가요?

A: 최대 연속 전류(25mA/세그먼트) 및 높은 주변 온도에서 연속 작동의 경우, 전력 소산 감소로 인해 PCB 레이아웃을 방열판으로 신중하게 고려해야 합니다. 더 낮은 전류 또는 멀티플렉싱을 사용하는 대부분의 일반적인 응용 분야에서는 추가 방열판이 필요하지 않습니다.

11. 실용 응용 예시

단일 자릿수(예: 십의 자리)를 표시하는 간단한 디지털 온도계 설계를 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러는 온도 센서를 읽고 데이터를 처리하여 표시할 숫자(0-9)를 결정합니다. MAX7219와 같은 드라이버 IC 또는 개별 트랜지스터 회로가 사용됩니다. 마이크로컨트롤러는 BCD(이진화 십진법) 코드 또는 직접 세그먼트 맵을 드라이버로 전송합니다. 드라이버는 차례로 캐소드 핀 A-G 및 D.P.에 올바른 로우 신호를 제공하면서 커먼 애노드 핀에 전원을 공급합니다. 전류 제한 저항은 커먼 애노드 연결과 직렬로 배치됩니다. AlInGaP 디스플레이의 높은 밝기는 밝은 방에서도 온도를 읽을 수 있도록 보장합니다.

12. 기술 원리 소개

LTS-4801KF는 반도체 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 재료는 직접 밴드갭 반도체입니다. 순방향 바이어스(애노드에 캐소드에 비해 양의 전압이 가해질 때)되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)에 직접 대응합니다. 이 경우 황색-주황색(~605-611 nm)입니다. 불투명한 GaAs 기판은 잡광을 흡수하여 대비를 향상시키는 데 도움을 줍니다. 7개의 세그먼트는 개별 LED 칩 또는 칩 배열로, 별도의 캐소드 핀에 연결되지만 커먼 애노드 연결을 공유하여 숫자 문자를 형성하기 위해 독립적으로 제어할 수 있습니다.

13. 기술 동향 및 배경

7세그먼트 LED 디스플레이는 숫자 표시를 위한 강력하고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있지만, 더 넓은 디스플레이 기술 환경은 진화했습니다. 동향에는 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 전환, 더 높은 밀도의 다중 자릿수 모듈, 디스플레이 패키지에 드라이버 및 컨트롤러 통합이 포함됩니다. 유기 발광 다이오드(OLED) 및 고급 액정 디스플레이(LCD) 기술은 전력 소비, 시야각 및 맞춤화 측면에서 다른 절충점을 제공하는 대안을 제공합니다. 그러나 극도의 신뢰성, 넓은 온도 범위 작동, 높은 밝기 및 단순성이 요구되는 응용 분야의 경우 LTS-4801KF와 같은 개별 LED 세그먼트 디스플레이는 계속 선호되는 선택입니다. AlInGaP 사용은 오래된 LED 재료에 비해 발전을 나타내며 더 나은 효율성과 색상 안정성을 제공합니다.