LTC-4624JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-4624JD는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 소형 고성능 3자릿수 숫자 표시 모듈입니다. 핵심 기능은 세 개의 자릿수 각각에서 개별적으로 주소 지정 가능한 LED 세그먼트를 사용하여 0부터 9까지의 숫자를 시각적으로 표현하는 것입니다.

이 장치는 공통 애노드, 멀티플렉싱된 7세그먼트 디스플레이 범주에 속합니다. 발광 소자로는 특히 하이퍼 레드 색상의 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 주요 설계 목표는 계기판, 소비자 가전, 산업용 제어 장치 및 숫자 데이터 표시가 중요한 기타 임베디드 시스템을 위한 신뢰할 수 있고 저전력이며 시각적으로 균일한 솔루션을 제공하는 것입니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 자릿수 크기:문자 높이가 0.40인치(10.0mm)로, 중간 거리 시청에 적합합니다.
• 광학 품질:각 세그먼트 전체에 걸쳐 연속적이고 균일한 발광을 제공하여 어두운 부분을 제거하고 일관된 문자 모양을 보장합니다.
• 효율성:AlInGaP 기술로 제작되어 높은 밝기를 달성하는 데 상대적으로 낮은 구동 전류가 필요하며, 이는 전체 시스템 전력 소비를 낮추는 데 기여합니다.
• 시각적 성능:회색 배경에 대한 높은 밝기와 높은 대비를 위해 설계되어 탁월한 가독성을 제공합니다. 또한 넓은 시야각을 제공하여 다양한 위치에서 디스플레이를 읽을 수 있게 합니다.
• 신뢰성:고체 상태 장치로서 기계식 디스플레이에 비해 높은 신뢰성, 긴 작동 수명, 충격 및 진동에 대한 내성을 제공합니다.
• 규정 준수:본 제품은 RoHS(유해 물질 제한) 환경 지침을 준수하는 무연 패키지로 구성됩니다.

1.2 장치 식별

부품 번호 LTC-4624JD는 멀티플렉싱된 공통 애노드 구성에 AlInGaP 하이퍼 레드 LED를 사용하고 오른쪽 소수점을 포함하는 장치를 지정합니다. 이 명명 규칙은 기술, 색상, 전기 구성 및 특수 기능을 명확하게 식별할 수 있게 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 작동은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 즉, 더운 환경에서는 안전한 연속 전류가 감소합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 납땜 온도:조립 중 좌석 평면 아래 1.6mm 거리에서 최대 260°C를 최대 3초 동안 견딥니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 지정된 테스트 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도(I_V):순방향 전류(I_F) 1 mA에서 200~650 µcd 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 광 출력을 나타냅니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):일반적으로 2.6V, I_F=20mA에서 최대 2.6V입니다. 설계자는 구동 회로가 이 범위에서 충분한 전압을 제공할 수 있도록 해야 합니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):650 nm. 이는 방출된 빛의 강도가 가장 높은 파장으로, 하이퍼 레드 색상을 정의합니다.
• 주 파장(λ_d):639 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 색상의 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20 nm. 이 매개변수는 피크 파장 주변의 방출 스펙트럼의 확산을 설명합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA.
• 발광 강도 매칭 비율:최대 2:1. 이는 동일한 디스플레이 내 세그먼트 간의 밝기 변동을 제어하여 균일한 외관을 제공합니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

LTC-4624JD는 표준 스루홀 DIP(듀얼 인라인 패키지) 형식으로 제공됩니다. PCB(인쇄 회로 기판) 풋프린트 설계 및 패널 절단에 필요한 모든 중요 치수는 상세한 기계 도면에 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.25mm의 표준 공차를 가진 밀리미터 단위입니다. 설계자는 정확한 장착 구멍 간격, 세그먼트 창 위치 및 핀 간격을 위해 이 도면을 참조하여 적절한 기계적 맞춤을 보장해야 합니다.

3.2 핀 연결 및 내부 회로

디스플레이는 15핀 구성(여러 핀이 "No Pin"으로 표시됨)을 사용합니다. 멀티플렉싱된 공통 애노드 방식을 사용합니다.

• 공통 애노드:핀 1(자릿수 1), 5(자릿수 2), 7(자릿수 3) 및 14(LED L1, L2, L3 공통)는 자릿수 및 표시기 LED의 양극 공급 단자입니다.
• 세그먼트 캐소드:핀 2(E), 3(C, L3), 4(D), 6(DP), 8(G), 11(B, L2), 12(A, L1) 및 15(F)는 개별 세그먼트 및 오른쪽 소수점(DP)의 음극 단자입니다. 세그먼트 A-G는 주요 자릿수를 구성하고, L1-L3는 별도의 표시기 LED입니다.
• 회로도:내부 회로도는 각 자릿수의 세그먼트가 공통 애노드 연결을 공유함을 보여줍니다. 특정 자릿수의 특정 세그먼트를 점등하려면 해당 자릿수의 공통 애노드 핀을 하이(고전압)로 구동하는 동안 해당 세그먼트의 캐소드 핀을 로우(접지)로 구동해야 합니다. 이 멀티플렉싱 기술은 필요한 구동기 핀의 총 수를 줄입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 상세한 설계 분석에 필수적인 일반적인 특성 곡선이 포함되어 있습니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 곡선은 LED에 가해진 전압과 결과 전류 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. LED는 전류 구동 장치이므로 구동 회로의 전류 제한 측면을 설계하는 데 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 설명합니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 더 높은 전류에서 포화됩니다. 설계자는 밝기와 효율성 및 수명을 균형 있게 조화시키는 작동점을 선택하기 위해 이를 사용합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이 곡선은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 특히 고온 또는 고전류 애플리케이션에서 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:650 nm 피크를 중심으로 다양한 파장에 걸쳐 방출된 빛의 상대적 강도를 보여주는 플롯입니다. 이는 하이퍼 레드 발광의 정확한 색상 특성을 정의합니다.

5. 적용 지침 및 설계 고려사항

5.1 구동 회로 설계

• 정전류 구동:정전압 구동보다 강력히 권장됩니다. LED는 전류에 민감합니다. 정전류 소스는 순방향 전압이 장치 간 또는 온도에 따라 변하더라도 일관된 밝기를 보장하고 열 폭주로부터 보호합니다.
• 전압 마진:구동 회로는 LED의 순방향 전압(V_F)의 전체 범위(최소에서 최대까지)를 수용하도록 설계되어 모든 조건에서 목표 전류가 전달되도록 보장해야 합니다.
• 전류 제한:안전 작동 전류는 예상 최대 주변 온도를 기반으로 선택해야 하며, 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 감액 계수를 적용해야 합니다.
• 역방향 바이어스 보호:회로는 전원 사이클링 중 역방향 전압 또는 전압 스파이크의 적용을 방지하기 위해 보호 장치(예: 디스플레이 핀과 병렬로 연결된 다이오드)를 포함해야 합니다. 이는 금속 이동 및 장치 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 멀티플렉싱 구현:공통 애노드 멀티플렉싱 디스플레이이므로 마이크로컨트롤러 또는 전용 구동기 IC는 캐소드 라인에 해당 자릿수의 세그먼트 데이터를 표시하면서 각 자릿수의 애노드를 순차적으로 활성화해야 합니다. 리프레시 레이트는 가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).

5.2 열 및 환경 관리

• 과부하 피하기:권장 구동 전류 또는 작동 온도를 초과하면 광 출력 저하(루멘 감소)를 가속화하고 조기 파괴적 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 응결 방지:특히 습한 환경에서 디스플레이를 급격한 온도 변화에 노출시키지 마십시오. LED 표면에 응결이 형성되면 전기적 또는 광학적 문제를 일으킬 수 있습니다.
• 기계적 취급:조립 중 디스플레이 본체에 비정상적인 힘을 가하지 마십시오. 에폭시 렌즈 균열 또는 내부 와이어 본드 손상을 피하기 위해 적절한 도구와 방법을 사용하십시오.

5.3 조립 및 통합 참고사항

• 필터/오버레이 필름:감압 접착 필름(색상 필터 또는 패턴용)을 사용하는 경우, 전면판과 강력하게 접촉하지 않도록 하십시오. 이는 필름이 의도된 위치에서 벗어나게 할 수 있습니다.
• 다중 디스플레이 세트용 바이닝:한 조립체(예: 다중 자릿수 패널)에서 두 개 이상의 디스플레이를 사용할 때는 장치 간 색조 또는 밝기의 눈에 띄는 차이를 피하기 위해 동일한 생산 바인에서 디스플레이를 조달하는 것이 강력히 권장됩니다.
• 신뢰성 테스트:이 디스플레이를 포함하는 최종 제품이 특정 낙하 또는 진동 테스트를 거쳐야 하는 경우, 호환성을 보장하기 위해 테스트 조건을 사전에 평가해야 합니다.

6. 보관 및 취급

적절한 보관은 납땜성과 성능을 유지하는 데 중요합니다.

• 표준 보관 조건:원래 포장 상태의 스루홀 디스플레이의 경우, 권장 환경은 5°C ~ 30°C, 상대 습도 60% RH 미만입니다.
• 습기 민감도:제품이 습기 차단 백에 보관되지 않았거나 백이 6개월 이상 개봉된 경우, 사용 전에 구성 요소를 60°C에서 48시간 동안 베이킹하는 것이 좋습니다. 조립은 베이킹 후 1주일 이내에 완료해야 합니다.
• 재고 관리:핀 산화를 방지하기 위해 재고 수준을 낮게 유지하고 구성 요소를 가능한 한 빨리 사용하는 것이 좋습니다. 비이상적인 조건에서 장기간 보관하면 납땜 전 리드의 재도금이 필요할 수 있습니다.

7. 일반적인 적용 시나리오

LTC-4624JD는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 다양한 애플리케이션에 적합합니다:

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치(밝기와 가독성이 중요한 경우).
• 산업용 제어 장치:공정 타이머, 카운터 디스플레이, 기계 제어판의 온도 판독값.
• 소비자 가전:오디오 장비(증폭기 레벨 디스플레이), 구형 시계 및 가전 제어 장치.
• 자동차 애프터마켓:게이지 및 진단 도구(단, 사전 협의 없이 기본 자동차 안전 시스템용은 아님).
• 임베디드 시스템 및 프로토타이핑:직관적인 멀티플렉싱 인터페이스 덕분에 교육용 키트 및 취미 프로젝트.

8. 자주 묻는 질문(FAQ)

8.1 공통 애노드와 공통 캐소드의 차이점은 무엇입니까?

공통 애노드 디스플레이에서는 한 자릿수의 모든 LED의 애노드(양극 측)가 함께 연결됩니다. 세그먼트를 켜려면 해당 캐소드에 낮은 전압(접지)을 인가합니다. 공통 캐소드 디스플레이에서는 캐소드가 공통이며, 세그먼트를 켜려면 애노드에 높은 전압을 인가합니다. LTC-4624JD는 공통 애노드 유형입니다.

8.2 전류 제한 저항 값을 어떻게 계산합니까?

정전압 구동(주요 방법으로 권장되지 않음)의 경우 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 데이터시트의 최대 V_F(2.6V)와 원하는 I_F(예: 20mA)를 사용하십시오. V_공급=5V인 경우, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω입니다. 정전류 구동기 회로가 더 강력한 솔루션입니다.

8.3 왜 멀티플렉싱을 사용합니까?

멀티플렉싱은 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 또는 구동기 IC 채널 수를 크게 줄입니다. 비멀티플렉싱 3자릿수 7세그먼트 디스플레이는 3*7=21개의 핀이 필요합니다. 이 멀티플렉싱 버전은 3(자릿수 애노드) + 8(세그먼트 캐소드) = 11개의 핀만 필요하며, 일부는 표시기를 위해 공유됩니다.

8.4 "하이퍼 레드"는 무엇을 의미합니까?

하이퍼 레드는 주 파장이 약 639-650 nm인 AlInGaP LED에서 방출되는 특정한 짙은 빨간색 빛을 의미합니다. 이는 표준 빨간색 LED보다 종종 더 밝고 효율적이며 높은 가시성과 대비를 위해 선택됩니다.

9. 기술 배경 및 동향

9.1 AlInGaP 기술

알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)는 빨간색, 주황색 및 노란색 파장 범위에서 고효율 발광을 위해 특별히 설계된 반도체 재료입니다. 불투명한 GaAs 기판 위에서 성장하며, GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 우수한 발광 효율과 열 안정성을 제공하여 LTC-4624JD에서 볼 수 있는 높은 밝기와 신뢰성을 실현합니다.

9.2 디스플레이 기술 맥락

LTC-4624JD와 같은 7세그먼트 LED 디스플레이는 단순성, 밝기 및 저비용으로 인해 전용 숫자 표시 장치로서 여전히 핵심 요소이지만, 더 넓은 생태계의 일부입니다. 도트 매트릭스 LED 디스플레이는 영숫자 및 그래픽 기능을 제공합니다. 복잡한 정보의 경우 LCD(액정 디스플레이) 및 OLED(유기 발광 다이오드)가 자주 사용됩니다. 선택은 시야각, 밝기, 전력 소비, 정보 복잡성 및 비용에 대한 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.