LTC-561JG LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 자릿수 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-561JG는 고성능, 저전력, 3자리 7세그먼트 디스플레이 모듈입니다. 주로 테스트 장비, 산업용 제어 패널, 계측기, 소비자 가전 등 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 장치에 적용됩니다. 이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용하여 기존 소재 대비 우수한 발광 효율과 색 순도를 제공한다는 점입니다.

이 디스플레이는 0.56인치(14.2mm)의 자릿수 높이를 특징으로 하여 뛰어난 가독성을 제공합니다. 멀티플렉스 공통 애노드 구성으로 설계되어 마이크로컨트롤러나 디스플레이 드라이버와 인터페이스할 때 구동 회로를 단순화합니다. 주요 설계 목표는 매우 낮은 구동 전류에서도 우수한 성능을 달성하여 배터리 구동 또는 에너지 민감도가 높은 애플리케이션에 적합하도록 하는 것입니다. 세그먼트는 연속적이고 균일하며, 생산 로트 간 일관성을 보장하기 위해 발광 강도로 분류됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 이 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다. 세그먼트당 표준 테스트 전류 1mA에서 평균 발광 강도(Iv)의 전형적인 값은 577 µcd이며, 최소 지정 값은 200 µcd입니다. 이는 대부분의 실내 조명 조건에서 디스플레이가 충분히 밝도록 보장합니다. 발광은 피크 파장(λp) 571 nm와 주 파장(λd) 572 nm로 특징지어지며, 가시 스펙트럼의 순수한 녹색 영역에 확실히 위치합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로, 상대적으로 좁고 명확한 색상 출력을 나타냅니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 동작 한계와 전력 요구 사항을 정의합니다. 절대 최대 정격은 안전한 동작을 위한 한계를 제공합니다: 세그먼트당 최대 전력 소산 70 mW, 피크 순방향 전류 60 mA(1/10 듀티 사이클의 펄스 조건 하), 25°C에서 연속 순방향 전류 25 mA(해당 온도 이상에서는 0.33 mA/°C로 선형 감소). 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5V입니다.

일반적인 동작 조건(Ta=25°C)에서, 구동 전류 20mA 시 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 2.6V입니다. 데이터시트에서 강조하는 주요 특징은 장치의 우수한 저전류 특성입니다; 세그먼트당 1mA 정도의 낮은 구동 전류에서도 잘 동작하도록 테스트 및 선별되어 전체 시스템 전력 소비를 크게 줄입니다. 역방향 전류(Ir)는 전체 5V 역바이어스에서 최대 100 µA로 지정됩니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 -35°C ~ +105°C의 동작 온도 범위와 동일한 저장 온도 범위로 정격화되어 있습니다. 이 넓은 범위는 산업용 냉동고부터 열원 근처 장비까지 가혹한 환경에서 사용하기에 적합합니다. 데이터시트는 또한 특정 납땜 지침을 제공합니다: 부품은 웨이브 또는 리플로우 납땜을 견딜 수 있으며, 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서의 온도가 3초 동안 260°C를 초과하지 않아야 합니다. 이 정보는 LED 칩이나 플라스틱 패키지에 열 손상을 방지하기 위한 PCB 조립에 매우 중요합니다.

3. 빈닝 및 매칭 시스템

LTC-561JG는 발광 강도로 분류됩니다. 이는 제품들이 표준 테스트 조건(일반적으로 1mA)에서 측정된 광 출력을 기준으로 테스트되고 빈으로 분류됨을 의미합니다. 이 빈닝 과정은 설계자들이 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 받도록 보장하며, 이는 다중 자릿수 디스플레이나 여러 장치를 나란히 사용하는 제품에 필수적입니다. 데이터시트는 발광 강도 매칭 비율(유사 점등 영역에 대해)을 최대 2:1로 지정합니다. 이 비율은 단일 장치 내 세그먼트 간 허용 가능한 밝기 변동을 정의하여 표시된 숫자 전체에 걸쳐 시각적 균일성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치의 전형적인 곡선은 다음과 같을 것입니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 곡선은 LED를 통과하는 전류와 양단 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 그래프는 밝기가 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 준선형적이며, 매우 높은 전류에서 효율이 감소함을 의미합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이 곡선은 광 출력의 열적 감소를 보여줍니다. 온도가 증가함에 따라 발광 효율은 일반적으로 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 571-572 nm 근처의 좁은 피크를 보여줍니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 특정 애플리케이션에 맞춰 밝기, 전력 소비, 장치 수명을 균형 있게 조정하며 구동 조건을 최적화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

패키지는 표준 스루홀 타입입니다. 모든 핵심 치수는 밀리미터 단위로 제공됩니다. 대부분 치수의 공차는 ±0.25 mm로, 표준 PCB 레이아웃 및 소켓과의 호환성을 보장합니다. 핀 끝 변위 공차가 +0.4 mm임을 특별히 언급하며, 이는 자동 삽입 장비에 중요합니다.

5.2 핀아웃 및 내부 회로

이 장치는 12핀 구성을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 멀티플렉스 공통 애노드 디스플레이임을 보여줍니다. 세 자릿수는 세그먼트 캐소드를 공유하며, 각 자릿수는 자체 공통 애노드 핀을 가지고 있습니다(각각 자릿수 1, 2, 3에 대해 핀 12, 9, 8). 이를 통해 마이크로컨트롤러는 애노드를 켜고 적절한 세그먼트 캐소드 핀을 통해 전류를 싱크함으로써 한 번에 한 자릿수만 점등할 수 있습니다. 핀 연결은 다음과 같습니다: 1:E, 2:D, 3:DP(소수점), 4:C, 5:G, 6:NC(연결 없음), 7:B, 8:애노드 자릿수 3, 9:애노드 자릿수 2, 10:F, 11:A, 12:애노드 자릿수 1.

6. 납땜 및 조립 지침

열 사양에서 언급된 바와 같이, 허용 가능한 최대 납땜 온도는 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정 시 3초 동안 260°C입니다. 플라스틱 패키지 변형이나 내부 와이어 본드 손상을 방지하기 위해 이를 준수하는 것이 중요합니다. 리플로우 납땜의 경우, 피크 온도가 260°C 미만이고 액상선 이상에서의 시간이 제한된 프로파일을 권장합니다. 수동 납땜의 경우, 최소 접촉 시간으로 온도 제한된 인두를 사용해야 합니다. 장치는 사용 전까지 원래의 습기 차단 백에 보관하여 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있는 수분 흡수를 방지해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 전형적인 애플리케이션 회로

멀티플렉스 공통 애노드 설계는 드라이버 회로를 필요로 합니다. 이는 일반적으로 충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러나 전용 LED 디스플레이 드라이버 IC(예: MAX7219 또는 TM1637)를 사용하는 것을 포함합니다. 드라이버는 각 자릿수의 애노드를 순차적으로 활성화(트랜지스터 스위치를 통해)하면서 해당 자릿수에서 점등되어야 할 세그먼트 패턴을 출력합니다. 각 세그먼트 캐소드 라인(또는 드라이버 IC 내장)과 직렬로 전류 제한 저항이 필요합니다. 이 저항의 값은 원하는 세그먼트 전류와 LED의 순방향 전압을 기반으로 계산됩니다. 예를 들어, 5V 공급 전압과 5mA의 원하는 전류에서: R = (Vcc - Vf) / I = (5V - 2.6V) / 0.005A = 480Ω(470Ω 표준 저항이 사용됨).

7.2 설계 고려 사항

• 갱신률:멀티플렉싱 시, 갱신률은 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).
• 전류 제한:항상 전류 제한 저항을 사용하십시오. 마이크로컨트롤러 핀에서 LED를 직접 구동하면 LED와 마이크로컨트롤러 모두 손상될 수 있습니다.
• 전원 시퀀싱:역방향 전압을 인가하거나 절대 최대 정격을 초과하는 것을 피하십시오.
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 사용자의 일반적인 시선에 상대적인 장착 위치는 여전히 고려해야 합니다.

8. 기술 비교 및 장점

LTC-561JG의 주요 차별점은 녹색 발광을 위한 AlInGaP 기술 사용입니다. GaP(갈륨 포스파이드)와 같은 오래된 기술과 비교하여, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력에서 동등한 밝기를 가능하게 합니다. "저전력 요구 사항"과 세그먼트당 1mA까지 동작 가능한 능력은 이 소재 장점의 직접적인 결과입니다. 또한, "회색 얼굴과 흰색 세그먼트" 구조는 대비비를 향상시켜, 특히 주변광이 강한 조건에서 배경에 대해 점등된 녹색 세그먼트를 더 선명하게 돋보이게 합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 가시적인 디스플레이를 보기 위한 최소 전류는 얼마입니까?

A: 이 장치는 세그먼트당 1mA까지 특성화되어 있으며, 이는 가시적인 출력(최소 200 µcd)을 생성합니다. 매우 저전력 애플리케이션의 경우 1-2mA 범위의 전류도 사용 가능합니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예. 전형적인 순방향 전압은 2.6V입니다. 3.3V 공급 전압으로, 전류 제한 저항 양단에 0.7V가 걸리며, 이는 중저전류(예: 5-10mA)에서 안정적인 전류 조절에 충분합니다.

Q: "연결 없음" 핀(핀 6)이 있는 이유는 무엇입니까?

A: 이는 다양한 제품 변형(예: 소수점 유무, 다른 색상) 간에 표준 핀 수와 풋프린트를 유지하기 위해 디스플레이 패키지에서 흔한 일입니다. 기계적 안정성을 제공하지만 전기적으로 연결해서는 안 됩니다.

Q: 세 자릿수 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 어떻게 달성합니까?

A: 멀티플렉스 동작에서 각 자릿수의 점등 시간(듀티 사이클)이 동일한지 확인하십시오. 또한, 발광 강도 빈닝 정보를 활용하십시오; 공급업체로부터 엄격한 빈을 지정하는 것이 도움이 됩니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 휴대용 멀티미터 디스플레이

설계자가 휴대용 디지털 멀티미터를 제작 중입니다. 주요 요구 사항은 배터리 구동(9V), 실내/외부에서 선명한 가독성, 배터리 수명 연장을 위한 저전력 소비입니다. LTC-561JG는 이상적인 후보입니다. 설계자는 세그먼트당 2mA로 각 세그먼트를 구동하기로 선택합니다. 9V 배터리(논리용으로 5V로 강압)로 구동되는 멀티플렉싱 드라이버 IC를 사용하여, 완전히 점등된 "888" 디스플레이의 평균 전류 소모를 계산할 수 있습니다. 3자릿수 * 7세그먼트 = 21개 세그먼트가 점등되지만, 멀티플렉싱으로 인해 한 번에 한 자릿수만 켜집니다. 자릿수당 피크 전류는 7세그먼트 * 2mA = 14mA입니다. 1/3 듀티 사이클로 평균 전류는 약 4.7mA입니다. 드라이버의 대기 전류를 더하면 총 전류는 10mA 미만으로, 표준 9V 배터리로 수백 시간 동작이 가능합니다. 높은 밝기와 대비는 다양한 조명 조건에서 가독성을 보장합니다.

11. 동작 원리

이 장치는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 동작합니다. 다이오드의 턴온 전압(이 AlInGaP 장치의 경우 약 2.05V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역에서 재결합합니다. AlInGaP에서 이 재결합은 주로 녹색 파장 범위(약 572 nm)의 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 일곱 개의 세그먼트(A부터 G까지)와 소수점(DP) 각각은 하나 이상의 이러한 LED 칩을 포함합니다. 공통 애노드 구성에서 특정 자릿수의 모든 LED의 애노드는 내부적으로 함께 연결됩니다. 세그먼트를 점등하려면, 해당 세그먼트의 캐소드를 더 낮은 전압(저항을 통해 접지)에 연결하고 해당 자릿수의 공통 애노드를 양의 공급 전압에 연결합니다.

12. 기술 동향

7세그먼트 디스플레이는 숫자 표시에 여전히 보편적이지만, 기반 LED 기술은 계속 발전하고 있습니다. AlInGaP는 적색, 주황색, 호박색, 녹색 LED를 위한 성숙하고 매우 효율적인 소재 시스템을 나타냅니다. 디스플레이 기술의 현재 동향은 올실리콘 기반 마이크로 LED로의 전환과 더욱 소형화를 포함합니다. 그러나 스루홀, 중간 크기 자릿수 디스플레이의 경우, AlInGaP는 성능, 신뢰성, 비용의 훌륭한 균형을 제공합니다. 모든 전자 장치에서 저전력 소비로의 추세는 이 디스플레이의 매우 낮은 전류에서 동작 가능한 능력과 완벽하게 일치합니다. 또한, 데이터시트에 언급된 RoHS 준수(무연 패키지)는 환경 친화적인 제조 공정으로의 산업 전반의 움직임을 반영합니다.