LTC-4724JD 0.4인치 3자리 7-세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 자릿수 높이 10.0mm - 순방향 전압 2.6V - 하이퍼 레드 639nm - 한국어 기술 문서

2.3 열 및 환경 사양

장치의 작동 범위는 온도 범위에 의해 정의됩니다.

• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 디스플레이는 이 주변 온도 범위 내에서 정상적으로 기능하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 한계 내에서 작동 없이 보관되어도 성능 저하 없이 보관될 수 있습니다.
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링 공정 중, 패키지는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 지점에서 3초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 따라 분류됨"이라고 명시적으로 언급합니다. 이는 생산 후 빈닝 과정을 의미합니다. 이 발췌문에서 특정 빈 코드는 제공되지 않지만, 이러한 디스플레이에 대한 일반적인 분류는 표준 테스트 전류(예: 1mA 또는 20mA)에서 측정된 발광 강도에 따라 유닛을 분류하는 것을 포함합니다. 이는 여러 디스플레이를 조달하는 설계자가 제품 내 모든 유닛에서 일관된 밝기 수준을 기대할 수 있도록 하여 최종 패널에서 균일한 외관을 유지합니다. 순방향 전압(V_F)에 대한 매칭 비율도 완전한 빈닝 사양의 일부일 수 있지만, 여기서는 자세히 설명되지 않았습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 포함되지 않았지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):지수 관계를 보여주며, 전류 제한 회로 설계에 중요합니다. 이 곡선은 턴온 전압과 V_F가 I_F.
• 에 따라 어떻게 증가하는지를 나타냅니다.상대 발광 강도 대 순방향 전류:
• 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 어느 지점까지는 거의 선형 관계를 보인 후 효율이 떨어집니다.상대 발광 강도 대 주변 온도:
• 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 온도 상승에 따라 효율이 크게 감소합니다.스펙트럼 분포:

상대 강도 대 파장의 그래프로, 639nm에서 피크와 20nm 반치폭을 보여줍니다.

이 곡선들은 구동 조건 최적화, 열 효과 이해 및 실제 적용 환경에서의 성능 예측에 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수 및 외형

이 장치는 "0.4인치(10.0 mm) 자릿수 높이" 디스플레이로 설명됩니다. 패키지 도면(여기서는 완전히 상세히 설명되지 않음)은 전체 모듈 치수, 자릿수 및 세그먼트 간격, 15핀 구성의 풋프린트를 보여줍니다. 모든 선형 치수의 공차는 별도로 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.25 mm입니다. 물리적 구조는 "넓은 시야각" 기능에 기여합니다.

5.2 핀아웃 및 연결 다이어그램

• 디스플레이는 멀티플렉싱 공통 캐소드 구성을 사용합니다. 내부 회로도 및 핀 연결 테이블이 제공됩니다. 주요 사항:구성:
• 멀티플렉싱 공통 캐소드. 각 자릿수(자릿수 1, 2, 3)에 대한 LED의 캐소드는 내부적으로 함께 연결되어 있으며, 왼쪽 소수점/표시기(L1, L2, L3)의 캐소드도 마찬가지입니다. 각 세그먼트 유형(A-G, DP)의 애노드는 모든 자릿수에 공통입니다.핀 기능:
  • 15핀 인터페이스는 다음을 포함합니다:
  • 자릿수 1(핀 1), 자릿수 2(핀 5), 자릿수 3(핀 7) 및 표시기 L1/L2/L3(핀 14)에 대한 공통 캐소드 핀.
  • 세그먼트 A(핀 12), B(핀 11), C(핀 3), D(핀 4), E(핀 2), F(핀 15), G(핀 8) 및 소수점 DP(핀 6)에 대한 애노드 핀.
  • 세그먼트 C와 표시기 L3은 애노드 핀 3을 공유합니다. 세그먼트 A는 L1(핀 12)과 공유하고, 세그먼트 B는 L2(핀 11)과 공유합니다.

여러 핀은 "연결 없음" 또는 "핀 없음"(핀 9, 10, 13)으로 표시됩니다.

이 핀아웃은 각 자릿수의 캐소드를 순차적으로 활성화하면서 해당 자릿수에 원하는 숫자에 대한 올바른 애노드 패턴을 인가하는 멀티플렉싱 구동 회로를 필요로 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 조립 사양은 리플로우 솔더링 프로파일입니다: 구성 요소는 패키지 본체 아래 1.6mm(1/16")에서 측정하여 3초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다. 이는 "무연 패키지" 기능과 일치하는 표준 무연(Pb-free) 솔더링 조건입니다. 설계자는 LED 칩이나 내부 와이어 본딩에 과도한 열 응력을 가하지 않고도 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하기 위해 PCB 패드 설계, 스텐실 개구 및 리플로우 프로파일 상승/하강 속도에 대한 표준 IPC 지침을 따라야 합니다. 모든 조립 단계에서 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 준수해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTC-4724JD입니다. "JD" 접미사는 색상(하이퍼 레드) 및 패키지 유형과 같은 특정 특성을 나타낼 수 있습니다. 장치는 핀을 보호하고 운송 및 취급 중 ESD 손상을 방지하기 위해 정전기 방지 튜브나 트레이에 공급될 가능성이 높습니다. 패키징은 보관 온도 범위 사양을 충족하도록 설계될 것입니다.

8. 적용 노트 및 설계 고려사항

8.1 전형적인 적용 회로

멀티플렉싱 공통 캐소드 설계는 마이크로컨트롤러 유닛(MCU) 또는 전용 디스플레이 드라이버 IC(예: MAX7219, TM1637)와 직접 인터페이스하기 위한 것입니다. 전형적인 회로는 세그먼트 애노드에 대해 MCU의 GPIO 핀을 사용하고(종종 전류 제한 저항을 통해), 자릿수 캐소드에 대한 전류를 싱크하기 위해 GPIO 핀이나 트랜지스터 스위치(NPN 또는 N채널 MOSFET)를 사용하는 것을 포함합니다. 소프트웨어의 멀티플렉싱 루틴은 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 각 자릿수를 빠르게(일반적으로 >60Hz) 갱신해야 합니다.

• 8.2 주요 설계 계산_{전류 제한 저항(R}lim):_{정전압 구동(예: 5V 공급)의 경우, R}lim_{= (V}supply_F- V_F) / I_F. V_F=2.6V 및 원하는 I_{15mA를 사용하면: R}lim²= (5 - 2.6) / 0.015 = 160 Ω. 표준 150 Ω 또는 180 Ω 저항이 적합합니다. 저항의 전력 정격을 확인해야 합니다: P = I
• * R.멀티플렉싱 듀티 사이클 및 피크 전류:_{3자리 멀티플렉싱에서 각 자릿수는 대략 1/3 시간 동안 켜집니다. 평균 전류 I}avg_{를 달성하려면 활성 시간 슬롯 동안의 피크 전류는 I}peak_{= I}avg
• * 자릿수_개수 여야 합니다. 세그먼트당 평균 5mA를 원한다면, 자릿수의 활성 기간 동안 피크 전류는 약 15mA여야 합니다. 이는 25mA 연속 정격 아래로 유지되어야 합니다.전력 소산:_F"8"(모든 7개 세그먼트 점등)을 표시하는 자릿수의 경우, 세그먼트당 I_F=10mA 및 V

=2.6V이면 세그먼트당 전력은 26mW입니다. 자릿수당 총합은 182mW입니다. 이 열은 멀티플렉싱 모드에서 세 자릿수에 걸쳐 순차적으로 소산되어 정적 구동에 비해 효과적인 열 부하를 줄입니다.

• 8.3 설계 고려사항시야각:
• 넓은 시야각은 축외 위치에서 볼 수 있는 패널에 유리합니다.대비:
• 회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 적색 LED가 꺼졌을 때 높은 대비를 제공하여 밝은 주변광에서 가독성을 향상시킵니다.저전력:
• 낮은 전류(예: 측정 가능한 밝기를 위한 1mA)에서 작동할 수 있는 능력은 배터리 구동 장치에 적합하며, 특히 평균 전류 소모를 줄이는 멀티플렉싱과 결합될 때 더욱 그렇습니다.열 관리:

세그먼트를 최대 전류 정격 근처에서 구동하거나 높은 주변 온도에서 작동하는 경우 특히 PCB 레이아웃이 약간의 열 방출을 허용하는지 확인하십시오. 순방향 전류에 대한 감액 곡선을 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교하여, LTC-4724JD의 AlInGaP 기술은 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에 대해 더 큰 밝기 또는 동일한 밝기에 대해 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 하이퍼 레드 색상(639nm)은 표준 적색 LED(~620-625nm)의 주황색-적색 색조보다 더 포화되고 시각적으로 뚜렷합니다. 단일 자릿수 디스플레이와 비교하여, 이 통합 3자리 유닛은 상당한 PCB 공간을 절약하고 세 개의 별도 구성 요소를 사용하는 것보다 조립을 단순화합니다. 멀티플렉싱 인터페이스는 정적 구동보다 더 복잡한 구동 회로를 필요로 하지만, 마이크로컨트롤러에서 필요한 제어 핀 수를 극적으로 줄입니다(예: 소수점이 있는 3자리 정적 구동의 경우 11핀 대 멀티플렉싱의 경우 8 세그먼트 + 3 자릿수 = 11핀이지만, 종종 드라이버로 더 최적화됨).

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: "공통 캐소드" 설계의 목적은 무엇입니까?

A: 멀티플렉싱을 가능하게 합니다. 세그먼트 애노드를 자릿수 간에 공유하고 자릿수 캐소드를 개별적으로 제어함으로써, 단일 세트의 세그먼트 드라이버만 사용하여 각 자릿수에 다른 숫자를 표시할 수 있어 컨트롤러에서 필요한 I/O 핀을 최소화합니다.

Q: 멀티플렉싱 없이 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 기술적으로는 가능합니다. 모든 공통 캐소드를 함께 연결하고 정적 3자리 디스플레이로 취급하면 됩니다. 그러나 이는 7(세그먼트) + 1(DP) + 3(표시기) = 11개의 애노드 드라이버와 모든 점등 세그먼트의 결합 전류(예: 자릿수당 최대 7*25mA=175mA)를 처리할 수 있는 하나의 캐소드 싱크를 필요로 하므로 비효율적이고 더 많은 핀을 사용합니다.

Q: 순방향 전압은 전형적으로 2.6V입니다. 3.3V 마이크로컨트롤러 공급 전원에서 직접 구동할 수 있습니까?_FA: 예, 하지만 전류 제한 저항을 포함해야 합니다. 계산: R = (3.3V - 2.6V) / I

. 10mA의 경우, R = 0.7V / 0.01A = 70 Ω. MCU GPIO 핀이 필요한 전류를 소싱/싱크할 수 있는지 확인하십시오.

Q: "하이퍼 레드"는 표준 레드와 비교하여 무엇을 의미합니까?

A: 하이퍼 레드는 일반적으로 주 파장이 약 630nm보다 긴 LED를 지칭하며, 표준 적색 LED(~620-625nm)의 주황색-적색 색조보다 더 깊고 "진한" 적색을 생성합니다. 이는 AlInGaP와 같은 고급 반도체 소재로 달성됩니다.

Q: 소수점/표시기(L1, L2, L3)를 어떻게 제어합니까?

A: 이들은 각각 세그먼트 A, B, C와 애노드 핀을 공유합니다. 예를 들어, 표시기 L1을 점등하려면, 자릿수의 A 세그먼트를 점등하는 것과 마찬가지로 표시기에 대한 공통 캐소드(핀 14)를 활성화하면서 세그먼트 A의 애노드(핀 12)도 활성화해야 합니다.

11. 실제 적용 예시

시나리오: 간단한 3자리 전압계 표시 장치 설계.

1. 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러가 전압(0-5V)을 측정합니다. 소프트웨어는 판독값을 0에서 5.00 사이의 값으로 스케일링합니다. 그런 다음 이를 세 자릿수로 분리합니다: 백의 자리, 십의 자리, 일의 자리/십분의 일 자리(소수점은 첫 번째 자릿수 뒤에 고정). 멀티플렉싱 루틴은 타이머 인터럽트에서 5ms마다(200Hz 갱신) 실행됩니다.사이클 1:
2. MCU는 출력 핀에 "백의 자리" 자릿수(예: "5")에 대한 세그먼트 애노드 패턴을 설정합니다. 그런 다음 자릿수 1의 캐소드(핀 1)에 대한 전류를 싱크하는 트랜지스터를 활성화합니다. 다른 모든 자릿수 캐소드는 꺼집니다. 이는 약 1.6ms 동안 지속됩니다.사이클 2:
3. MCU는 "십의 자리" 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 변경하고 캐소드 활성화를 자릿수 2(핀 5)로 전환합니다.사이클 3:

MCU는 "일의 자리/십분의 일 자리" 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 설정하고, 소수점을 위해 DP 애노드(핀 6)를 활성화합니다. 자릿수 3의 캐소드(핀 7)를 활성화합니다.

이 사이클이 반복됩니다. 인간의 눈에는 시각의 잔상으로 인해 세 자릿수가 모두 동시에 꾸준히 점등된 것처럼 보입니다. 전류 제한 저항은 각 세그먼트 애노드 라인에 배치됩니다. 세그먼트당 평균 전류는 피크 전류를 3(자릿수 개수)로 나눈 값입니다.

12. 작동 원리

기본 원리는 반도체 PN 접합에서의 전계 발광입니다. AlInGaP LED 칩 양단에 다이오드의 턴온 전압을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 639nm의 특정 파장은 GaAs 기판 위의 에피택셜 성장 공정 중에 설계된 AlInGaP 반도체 소재의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 디스플레이의 각 세그먼트는 이러한 작은 LED 칩 하나 이상을 포함합니다. 멀티플렉싱 회로는 인간의 눈이 빠른 켜기/끄기 전환을 인지하지 못하는 점을 이용하여, 하드웨어 복잡성과 전력 소비를 크게 줄이면서도 지속적으로 점등된 다중 자릿수 디스플레이의 환상을 생성합니다.

13. 기술 동향 및 배경