LTC-571JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 자릿수 높이 - AlInGaP 적색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-571JD는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고성능 3자리 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 테스트 장비, 산업용 제어 장치, 계기 패널, 소비자 가전과 같은 전자 장치에서 시각적인 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩 기술을 활용한다는 점으로, 기존 재료에 비해 우수한 발광 효율과 색 순도를 제공합니다. 이로 인해 데이터시트에서 강조하는 주요 특징인 높은 밝기, 연속적이고 균일한 세그먼트를 통한 우수한 문자 외관, 높은 대비, 넓은 시야각이 구현됩니다. 이 장치는 휘도 강도에 따라 분류되어 생산 로트 간 밝기 수준의 일관성을 보장하며, 균일성이 가장 중요한 다중 자릿수 디스플레이에 매우 중요합니다. 목표 시장은 신뢰성, 다양한 조명 조건에서의 가독성, 긴 작동 수명이 중요한 요구 사항인 전문 및 산업용 전자 장비의 설계자와 제조업체를 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 이 디스플레이의 기능성의 핵심입니다. 평균 휘도 강도(Iv)는 1mA 순방향 전류(IF)의 테스트 조건에서 최소 340 µcd, 전형값 700 µcd로 지정되며 최대 한도는 없습니다. 이 높은 밝기는 가시성을 보장합니다. 방출되는 빛은 적색 스펙트럼으로, 피크 방출 파장(λp)은 656 nm, 주 파장(λd)은 640 nm이며, 둘 다 IF=20mA에서 측정됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 22 nm로, 상대적으로 순수한 색상 방출을 나타냅니다. 휘도 강도는 CIE 명시야 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정되므로, 값이 인간의 시각적 인지에 대응한다는 점을 유의해야 합니다.

2.2 전기적 특성 및 절대 최대 정격

장치의 전기적 한계는 안전 작동 영역을 정의합니다. 절대 최대 정격은 영구적 손상을 방지하기 위해 초과해서는 안 됩니다. 주요 한계는 다음과 같습니다: 세그먼트당 소비 전력 70 mW, 세그먼트당 피크 순방향 전류 110 mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭), 25°C에서 세그먼트당 연속 순방향 전류 25 mA (25°C 이상에서 0.33 mA/°C로 선형 디레이팅). 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5 V입니다. 세그먼트당 순방향 전압(VF)은 IF=20mA에서 전형값 2.6V, 최대값 2.6V이며, 세그먼트당 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA입니다. 세그먼트 간 휘도 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 디스플레이 전체의 시각적 균일성을 보장합니다.

2.3 열 및 환경 사양

온도 전반에 걸친 신뢰성은 핵심 특징입니다. 이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C 및 동일한 저장 온도 범위로 등급이 매겨져 있습니다. 이 넓은 범위는 가혹한 환경에 적합하게 만듭니다. 조립을 위한 최대 납땜 온도는 260°C이며 최대 지속 시간은 3초로, LED 칩이나 패키지에 대한 열 손상을 피하기 위한 웨이브 또는 리플로우 납땜 공정의 표준 지침인 장착 평면 아래 1.6mm에서 측정됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "휘도 강도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 빈닝 또는 분류 시스템의 구현을 나타냅니다. LED 제조 과정에서는 본질적인 변동이 발생합니다. 빈닝은 생산된 LED를 휘도 강도, 순방향 전압, 주 파장과 같은 특정 측정 파라미터를 기준으로 그룹(빈)으로 분류하는 과정입니다. LTC-571JD의 경우 주요 빈닝 기준은 휘도 강도입니다. 이는 고객이 모든 자릿수와 세그먼트의 밝기 수준이 밀접하게 일치하는 디스플레이를 받도록 보장하여, 다중 자릿수 장치에서 한 자릿수가 다른 자릿수보다 눈에 띄게 어둡거나 밝게 보이는 것을 방지합니다. 이는 최종 제품의 미적 및 기능적 균일성에 매우 중요합니다. 데이터시트에 특정 빈 코드나 범위가 자세히 설명되어 있지는 않지만, 분류에 대한 언급은 사용자에게 이 품질 관리 단계를 보증합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선" 섹션이 포함되어 있습니다. 이러한 그래프는 심층 설계 분석에 필수적입니다. 제공된 텍스트에 특정 곡선이 자세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 장치의 전형적인 곡선에는 다음이 포함됩니다:순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이는 LED를 통과하는 전류와 LED 양단의 전압 강하 사이의 관계를 보여줍니다. 비선형적이며, 설계자는 이를 사용하여 적절한 전류 제한 저항을 선택합니다.휘도 강도 대 순방향 전류(L-I 곡선):이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형적이지만 더 높은 전류에서는 포화 상태에 도달합니다.휘도 강도 대 주변 온도:이 곡선은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이 디레이팅을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 작동하는 설계에 매우 중요합니다.스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 640-656 nm 주변의 적색 발광 피크의 모양과 순도를 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

기계적 설계는 신뢰할 수 있는 장착과 전기적 연결을 보장합니다. 이 장치는 자릿수 높이 0.56인치(14.2 mm)의 표준 패키지를 특징으로 합니다. 패키지 치수는 모든 측정값이 밀리미터 단위로 제공되는 상세 도면에 나와 있으며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 이를 통해 정밀한 PCB(인쇄 회로 기판) 풋프린트 설계가 가능합니다. 핀 연결도는 올바른 배선에 매우 중요합니다. LTC-571JD는 오른쪽 소수점을 가진 멀티플렉스 공통 캐소드 타입입니다. 12핀 할당은 다음과 같습니다: 핀 1: 애노드 E, 핀 2: 애노드 D, 핀 3: 애노드 D.P. (소수점), 핀 4: 애노드 C, 핀 5: 애노드 G, 핀 6: 연결 없음, 핀 7: 애노드 B, 핀 8: 자릿수 3 공통 캐소드, 핀 9: 자릿수 2 공통 캐소드, 핀 10: 애노드 F, 핀 11: 애노드 A, 핀 12: 자릿수 1 공통 캐소드. 내부 회로도는 각 자릿수의 세그먼트가 공통 캐소드 연결을 공유함을 보여주며, 이는 필요한 구동 핀 수를 최소화하기 위한 멀티플렉스 디스플레이의 표준 방식입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 처리는 신뢰성에 매우 중요합니다. 제공된 주요 지침은 납땜 온도 한계입니다: 장착 평면 아래 1.6mm에서 최대 260°C, 3초. 이는 표준 무연 리플로우 납땜 프로파일과 호환됩니다. 설계자는 PCB 조립 공정이 이 한계를 준수하도록 하여 LED 칩에 대한 열 응력을 방지해야 합니다. 열 응력은 광 출력 감소, 색상 변화 또는 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. 수동 납땜의 경우, 최소한의 접촉 시간으로 온도 조절 납땜 인두를 사용해야 합니다. 사용 전 장치는 수분 흡수를 방지하기 위해 제어된 환경(지정된 -35°C ~ +85°C 범위 내)에서 원래의 방습 백에 보관해야 합니다. 수분 흡수는 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

부품 번호는 LTC-571JD입니다. 특정 포장 세부 사항(예: 테이프 및 릴, 튜브 수량)은 제공된 발췌문에 나열되어 있지 않지만, 이러한 디스플레이에 대한 표준 산업 관행은 핀과 표면을 보호하기 위해 정전기 방지 튜브나 트레이에 실어 보내는 것입니다. "사양 번호" DS30-2001-188과 "유효 날짜" 06/12/2001은 개정 관리 식별자입니다. 모델 명명 규칙 "LTC-571JD"는 내부 코딩 시스템을 따를 가능성이 높으며, 여기서 "LTC"는 디스플레이 제품 라인을 나타내고, "571"은 크기와 유형을 지정하며, "JD"는 색상, 빈닝 또는 기타 변형을 나타낼 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 전형적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 선명한 다중 자릿수 숫자 표시가 필요한 모든 장치에 이상적입니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다: 디지털 멀티미터 및 클램프 미터, 주파수 카운터, 공정 타이머 및 컨트롤러, 전원 공급 장치 디스플레이, 의료 모니터링 장비, 자동차 진단 도구, 판매 시점 단말기. 높은 밝기와 넓은 시야각으로 인해 디스플레이가 각도에서 보이거나 밝은 주변광 아래에서 볼 수 있는 응용 분야에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항 및 회로 구현

LTC-571JD를 사용한 설계는 공통 캐소드 아키텍처로 인해 멀티플렉싱 구동 회로가 필요합니다. 일반적으로 마이크로컨트롤러나 전용 디스플레이 드라이버 IC(MAX7219 또는 유사 제품)가 사용됩니다. 드라이버는 각 자릿수에 대한 적절한 세그먼트 애노드 데이터(핀 1,2,3,4,5,7,10,11)를 공급하면서 각 자릿수의 공통 캐소드(핀 8, 9, 12)를 고주파(예: 100Hz-1kHz)로 순차적으로 활성화합니다. 이 방법은 필요한 I/O 핀 수를 (7 세그먼트 + 1 DP) * 3 자릿수 = 24개에서 7 세그먼트 + 1 DP + 3 자릿수 = 11개로 줄입니다. 순방향 전류를 설정하기 위해 각 세그먼트 애노드 라인에 전류 제한 저항이 필수적입니다(예: 세그먼트당 10-20 mA). 저항 값은 R = (Vcc - Vf) / If 공식을 사용하여 계산할 수 있으며, 여기서 Vf는 전형적인 순방향 전압(2.6V)입니다. 5V 공급 전압과 15mA 목표 전류의 경우: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160 옴. 150 또는 180 옴 저항이 적합합니다. 설계자는 세그먼트당 피크 전류가 110mA 펄스 정격을 초과하지 않도록 하고, 멀티플렉스 듀티 사이클을 고려한 세그먼트당 평균 소비 전력이 70mW 미만으로 유지되도록 해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTC-571JD는 주로 AlInGaP LED 기술의 사용을 통해 차별화됩니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공합니다. 이는 동일한 양의 전류에 대해 더 많은 광 출력(더 높은 밝기)을 생산하거나, 더 낮은 전류에서 동일한 밝기를 달성하여 전력 효율을 향상시킨다는 것을 의미합니다. "Hi-Eff. Red" 지정은 이 장점을 강조합니다. 또한, AlInGaP LED는 일반적으로 더 나은 온도 안정성과 더 긴 수명을 가집니다. "연속 균일 세그먼트" 기능은 각 세그먼트 내의 간격이나 불균일한 조명을 제거하는 고품질 마스크 또는 확산판 설계를 나타내며, 눈에 띄게 분할되거나 점선 패턴이 있는 디스플레이보다 우수한 전문적이고 고품질의 외관을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: "연결 없음" 핀(핀 6)의 목적은 무엇입니까?

A: 이 핀은 기계적으로 존재하지만 전기적으로 절연되어 있습니다. 성형 공정 중 기계적 대칭과 안정성을 위해 또는 표준 핀 간격을 유지하기 위해 포함되었을 가능성이 높습니다. 어떤 회로 트레이스에도 연결해서는 안 됩니다.

Q: 멀티플렉스 구성에서 세그먼트당 평균 전류는 어떻게 계산합니까?

A: 평균 전류는 피크 전류에 듀티 사이클을 곱한 값입니다. 자릿수당 동일한 시간을 갖는 3자릿수 멀티플렉스의 경우, 각 자릿수의 듀티 사이클은 1/3입니다. 해당 자릿수가 활성화될 때 각 세그먼트를 20mA로 구동하면 세그먼트당 평균 전류는 20mA * (1/3) ≈ 6.67mA입니다. 이 평균 전류는 소비 전력 계산에 사용됩니다.

Q: 이 디스플레이를 상수(비멀티플렉스) 전류로 구동할 수 있습니까?

A: 기술적으로는 가능합니다. 모든 공통 캐소드를 함께 연결하고 각 세그먼트 애노드를 독립적으로 구동함으로써 가능합니다. 그러나 이렇게 하면 11개의 구동 라인(8개의 애노드 + 함께 묶인 3개의 캐소드)이 필요하며, 멀티플렉싱에 비해 부품 수와 마이크로컨트롤러 I/O 사용 측면에서 효율성이 떨어집니다. 전기적 정격은 여전히 적용됩니다.

Q: "회색 얼굴과 흰색 세그먼트"는 무엇을 의미합니까?

A: 이는 디스플레이가 꺼져 있을 때의 외관을 설명합니다. 얼굴(배경)은 회색이며, 이는 적색 세그먼트가 점등될 때 대비를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 세그먼트 자체는 흰색이며, 이는 적색 LED 빛이 비추는 확산 재료 또는 마스크의 색상으로, 전원이 공급되면 밝은 적색 발광을 생성합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러를 사용하여 간단한 3자릿수 전압계를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러는 전압(0-5V)을 읽고, 이를 3자릿수 숫자(0.00 ~ 5.00)로 변환한 다음 LTC-571JD를 구동합니다. 드라이버 코드는 시분할 멀티플렉싱을 구현합니다. 루프에서 다음을 수행합니다: 1) 애노드 포트에 백의 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 설정한 다음 자릿수 1(핀 12)의 캐소드를 활성화합니다. 2) 짧은 지연(예: 2ms)을 기다립니다. 3) 자릿수 1을 비활성화하고, 십의 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 설정한 다음 자릿수 2(핀 9)의 캐소드를 활성화합니다. 4) 자릿수 3(핀 8)과 소수점 애노드(핀 3)를 사용하여 일의 자리/소수점 자릿수에 대해 반복합니다. 이 사이클이 빠르게 반복되어 안정적이고 지속적으로 점등되는 3자릿수 숫자의 착시를 만듭니다. 피크 전류 15-20mA에 대해 계산된 각 애노드 라인에 적절한 전류 제한 저항이 필수적입니다. 이 설계는 마이크로컨트롤러의 I/O 핀을 단 몇 개만 효율적으로 사용합니다.

12. 기술 원리 소개

LTC-571JD는 고체 반도체 발광을 기반으로 합니다. 핵심 구성 요소는 AlInGaP LED 칩입니다. 다이오드의 접합 전위(약 2.1-2.6V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)에 대응합니다. 이 경우 적색(~640-656 nm)입니다. 칩은 불투명한 GaAs 기판에 장착되어 빛을 외부로 반사하는 데 도움을 주어 효율을 향상시킵니다. 작은 LED 칩에서 나오는 빛은 세그먼트용 흰색 확산 재료와 배경용 회색 필터가 있는 성형 플라스틱 패키지를 통과하여 인식 가능한 7세그먼트 숫자 모양을 만듭니다. 공통 캐소드 멀티플렉싱 아키텍처는 한 자릿수의 모든 LED를 공유 음극 단자에 연결하여 개별 자릿수 제어를 가능하게 하는 전기적 설계 선택입니다.

13. 기술 동향 및 진화

LTC-571JD는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타내지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 분야는 계속 진화하고 있습니다. 7세그먼트 디스플레이의 동향은 더 높은 효율성과 통합을 향해 발전해 왔습니다. 현대 변형은 약간 더 나은 성능이나 더 작은 베젤을 위해 더욱 진보된 반도체 재료나 칩 스케일 패키징을 사용할 수 있습니다. 그러나 기본적인 멀티플렉스 LED 세그먼트 디스플레이는 단순성, 견고성, 숫자 전용 출력에 대한 낮은 비용, 우수한 가시성으로 인해 여전히 매우 관련성이 높습니다. 이 데이터시트에 구현된 핵심 원칙(효율적인 재료(AlInGaP), 균일성을 위한 신중한 빈닝, 명확한 기계적/전기적 사양)은 신뢰할 수 있는 디스플레이 구성 요소 설계의 기초로 남아 있습니다. 새로운 설계의 경우, 엔지니어는 내장 컨트롤러가 있는 완전 통합 모듈을 평가하거나 영숫자 유연성을 위한 도트 매트릭스 OLED를 고려할 수도 있지만, 높은 밝기와 긴 수명이 필요한 순수 숫자 응용 분야의 경우 LTC-571JD와 같은 디스플레이는 계속해서 최적이고 검증된 솔루션입니다.