LTR-516AD ফটোট্রানজিস্টর ডেটাশিট - গাঢ় সবুজ প্যাকেজ - ৩০V বিপরীত ভোল্টেজ - ১৫০mW পাওয়ার ডিসিপেশন - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

LTR-516AD হল ইনফ্রারেড বিকিরণ শনাক্ত করার জন্য নকশাকৃত একটি উচ্চ-কার্যকারিতা সিলিকন NPN ফটোট্রানজিস্টর। এর মূল কাজ হল আপতিত ইনফ্রারেড আলোকে বৈদ্যুতিক কারেন্টে রূপান্তর করা। এই উপাদানটির একটি মূল বৈশিষ্ট্য হল এর বিশেষ গাঢ় সবুজ প্লাস্টিক প্যাকেজ, যা দৃশ্যমান আলোর বর্ণালির বেশিরভাগ অংশ ফিল্টার আউট করার জন্য নকশা করা হয়েছে। এটি এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিশেষভাবে উপযোগী যেখানে সেন্সরকে প্রাথমিকভাবে ইনফ্রারেড সংকেতের প্রতি সাড়া দিতে হয়, পারিপার্শ্বিক দৃশ্যমান আলোর হস্তক্ষেপ কমিয়ে আনে। ডিভাইসটি উচ্চ ফটোসেন্সিটিভিটি, কম জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স এবং দ্রুত সুইচিং সময়ের সমন্বয় প্রদান করে, যা এটিকে বিভিন্ন ইনফ্রারেড সেন্সিং এবং যোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য একটি আদর্শ পছন্দ হিসেবে প্রতিষ্ঠিত করে।

২. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে এবং ক্ষতি রোধ করতে ডিভাইসটি নির্দিষ্ট পরিবেশগত ও বৈদ্যুতিক সীমার মধ্যে পরিচালনার জন্য রেট করা হয়েছে। পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা (T_A) ২৫°C-এ সর্বোচ্চ পাওয়ার ডিসিপেশন হল ১৫০ mW। এটি সর্বোচ্চ ৩০ V পর্যন্ত একটি বিপরীত ভোল্টেজ (V_R) সহ্য করতে পারে। কার্যকরী তাপমাত্রার পরিসীমা হল -৪০°C থেকে +৮৫°C, যখন এটি -৫৫°C থেকে +১০০°C পরিসরের তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করা যেতে পারে। অ্যাসেম্বলির জন্য, লিডগুলি সর্বোচ্চ ৫ সেকেন্ডের জন্য ২৬০°C তাপমাত্রায় সোল্ডার করা যেতে পারে, সোল্ডারিং পয়েন্ট প্যাকেজ বডি থেকে কমপক্ষে ১.৬ মিমি দূরে অবস্থিত হতে হবে।

২.২ বৈদ্যুতিক ও অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য

সমস্ত বৈদ্যুতিক ও অপটিক্যাল প্যারামিটার T_A= ২৫°C-এ নির্দিষ্ট করা হয়েছে। বিপরীত ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (V_(BR)R) সাধারণত ৩০V হয় যখন বিপরীত কারেন্ট (I_R) ১০০µA হয়। বিপরীত ডার্ক কারেন্ট (I_D(R)), যা কোনো আলো আপতিত না হলে লিকেজ কারেন্ট, V_R= ১০V-এ সর্বোচ্চ মান ৩০ nA। ৯৪০nm উৎস থেকে ০.৫ mW/cm² এর একটি বিকিরণ (E_e) এর অধীনে, ফটোট্রানজিস্টরটি একটি ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (V_OC) ৩৫০ mV উৎপন্ন করে। এর গতিশীল কর্মক্ষমতা V_r=১০V, একটি ৯৪০nm পালস এবং একটি ১ kΩ লোড রেজিস্টর দিয়ে পরীক্ষা করার সময় রাইজ এবং ফল টাইম (T_f, T_R) প্রতিটি ৫০ ন্যানোসেকেন্ড দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। শর্ট-সার্কিট কারেন্ট (I_S), সংবেদনশীলতার একটি মূল পরিমাপ, V_R=৫V, λ=৯৪০nm, এবং E_e=০.১ mW/cm² এর অধীনে ২ µA (সাধারণ)। মোট জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স (C_T) V_R=৩V এবং ১ MHz-এ সর্বোচ্চ ২৫ pF। পিক বর্ণালী সংবেদনশীলতার তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λ_SMAX) হল ৯০০ nm।

৩. পারফরম্যান্স কার্ভ বিশ্লেষণ

ডেটাশিটে বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্যগত কার্ভ প্রদান করা হয়েছে যা সার্কিট ডিজাইনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। চিত্র ১ বিপরীত ভোল্টেজ (V_D) এর বিপরীতে ডার্ক কারেন্ট (I_R) প্লট করে, অন্ধকারে ডিভাইসের লিকেজ আচরণ দেখায়। চিত্র ২ চিত্রিত করে কিভাবে জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স (C_T) বিপরীত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়, যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। চিত্র ৩ ফটোকারেন্টের পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তন দেখায়, যা নির্দেশ করে কিভাবে সেন্সরের আউটপুট তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে ড্রিফট করতে পারে। চিত্র ৪ একইভাবে তাপমাত্রার বিপরীতে ডার্ক কারেন্ট প্লট করে। চিত্র ৫ হল আপেক্ষিক বর্ণালী সংবেদনশীলতা কার্ভ, যা গ্রাফিকভাবে ৯০০nm-এ পিক রেসপন্স এবং দৃশ্যমান আলোর পরিসরে সংবেদনশীলতা হ্রাস করতে গাঢ় সবুজ প্যাকেজের কার্যকারিতা নিশ্চিত করে। চিত্র ৬ ফটোকারেন্ট (I_p) এবং ইনফ্রারেড বিকিরণ (E_e) এর মধ্যে রৈখিক সম্পর্ক দেখায়। চিত্র ৭ হল একটি পোলার ডায়াগ্রাম যা সংবেদনশীলতার কৌণিক নির্ভরতা দেখায়। চিত্র ৮ বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করে কিভাবে সর্বোচ্চ অনুমোদিত মোট পাওয়ার ডিসিপেশন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা ২৫°C-এর উপরে বৃদ্ধির সাথে ডিরেট হয়।

৪. যান্ত্রিক ও প্যাকেজ তথ্য

LTR-516AD একটি বিশেষ গাঢ় সবুজ প্লাস্টিক প্যাকেজে আবদ্ধ। মাত্রিক নোটগুলির মধ্যে রয়েছে: সমস্ত মাত্রা মিলিমিটারে, যদি না অন্যথায় উল্লেখ করা হয় তবে সাধারণ সহনশীলতা ±০.২৫mm। ফ্ল্যাঞ্জের নিচে রজন সর্বোচ্চ ১.৫mm পর্যন্ত প্রসারিত হতে পারে। লিড স্পেসিং লিডগুলি প্যাকেজ বডি থেকে বের হওয়ার বিন্দুতে পরিমাপ করা হয়। প্যাকেজটি থ্রু-হোল মাউন্টিংয়ের জন্য নকশা করা হয়েছে। গাঢ় সবুজ রঙটি এর কার্যকারিতার সাথে অবিচ্ছেদ্য, ইনফ্রারেড শনাক্তকরণের জন্য সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত উন্নত করতে দৃশ্যমান আলো ফিল্টার হিসেবে কাজ করে।

৫. সোল্ডারিং ও অ্যাসেম্বলি নির্দেশিকা

নির্ভরযোগ্য সোল্ডারিংয়ের জন্য, নির্দিষ্ট শর্তাবলী মেনে চলা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। লিডগুলি সর্বোচ্চ ৫ সেকেন্ডের জন্য ২৬০°C তাপমাত্রায় সোল্ডার করা উচিত। সেমিকন্ডাক্টর ডাই এবং প্লাস্টিক এনক্যাপসুলেশনে তাপীয় ক্ষতি রোধ করতে সোল্ডারিং পয়েন্টটি প্লাস্টিক প্যাকেজ বডি থেকে কমপক্ষে ১.৬mm (০.০৬৩ ইঞ্চি) দূরে থাকতে হবে। স্ট্যান্ডার্ড ওয়েভ সোল্ডারিং বা হ্যান্ড সোল্ডারিং কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে, শর্ত থাকে যে তাপমাত্রা এবং সময় সীমা কঠোরভাবে পালন করা হয়। নির্দিষ্ট সীমার উপরে তাপমাত্রায় দীর্ঘায়িত এক্সপোজার কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে বা স্থায়ী ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।

৬. প্রয়োগের পরামর্শ

৬.১ সাধারণ প্রয়োগের ক্ষেত্র

LTR-516AD বিভিন্ন ইনফ্রারেড-ভিত্তিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বেশ উপযুক্ত। এর মধ্যে রয়েছে অটোমেশন এবং নিরাপত্তা ব্যবস্থায় বস্তু শনাক্তকরণ এবং প্রক্সিমিটি সেন্সিং, প্রিন্টার এবং ভেন্ডিং মেশিনে স্লট সেন্সর, টাচলেস সুইচ এবং ইনফ্রারেড ডেটা কমিউনিকেশন লিঙ্ক (পুরানো IRDA ইন্টারফেসের মতো)। এর দ্রুত সুইচিং সময় এটিকে দ্রুত পালস শনাক্তকরণের প্রয়োজন এমন সিস্টেমে প্রয়োগযোগ্য করে তোলে।

৬.২ ডিজাইন বিবেচ্য বিষয়

এই ফটোট্রানজিস্টর দিয়ে ডিজাইন করার সময়, বেশ কয়েকটি বিষয় বিবেচনা করতে হবে। প্রথমত, অপারেটিং পয়েন্টটি প্রয়োজনীয় সংবেদনশীলতা এবং গতি বিবেচনা করে নির্বাচন করা উচিত; একটি উচ্চতর বিপরীত ভোল্টেজ সাধারণত ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করে এবং গতি উন্নত করে কিন্তু ডার্ক কারেন্ট বৃদ্ধি করে। লোড রেজিস্টর (R_L) মান একটি গুরুত্বপূর্ণ ডিজাইন পছন্দ: একটি বড় R_Lউচ্চতর ভোল্টেজ আউটপুট প্রদান করে কিন্তু রেসপন্স টাইম ধীর করে দেয় (RC টাইম কনস্ট্যান্ট বৃদ্ধি করে)। গাঢ় সবুজ প্যাকেজ পারিপার্শ্বিক দৃশ্যমান আলোর হস্তক্ষেপ কমায়, কিন্তু ডিজাইনারকে এখনও অ্যাপ্লিকেশন পরিবেশে ইনফ্রারেড ব্যাকগ্রাউন্ড বিবেচনা করা উচিত। তাপমাত্রার উপর স্থিতিশীল অপারেশনের জন্য, চিত্র ৩ এবং ৪-এ দেখানো পরিবর্তনগুলি বিবেচনায় নেওয়া উচিত, সম্ভবত সিগন্যাল কন্ডিশনিং সার্কিটে তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণের মাধ্যমে।

৭. প্রযুক্তিগত তুলনা ও পার্থক্য

LTR-516AD-এর প্রাথমিক পার্থক্যসূচক বৈশিষ্ট্য হল দৃশ্যমান আলো দমন করার জন্য এর নিবেদিত গাঢ় সবুজ প্যাকেজ, যা সমস্ত স্ট্যান্ডার্ড ফটোট্রানজিস্টরে পাওয়া যায় না। এটি পরিবর্তনশীল দৃশ্যমান আলোযুক্ত পরিবেশে এটিকে একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা দেয়। এর প্যারামিটারের সমন্বয়—একটি তুলনামূলকভাবে উচ্চ শর্ট-সার্কিট কারেন্ট (২ µA সাধারণ), কম ক্যাপাসিট্যান্স (২৫ pF সর্বোচ্চ), এবং দ্রুত সুইচিং সময় (৫০ ns)—এটিকে একটি ভারসাম্যপূর্ণ উপাদান করে তোলে যা সংবেদনশীল এবং মাঝারি উচ্চ-গতির অ্যাপ্লিকেশন উভয়ের জন্য উপযুক্ত। ফটোডায়োডের তুলনায়, LTR-516AD-এর মতো ফটোট্রানজিস্টরগুলি অভ্যন্তরীণ লাভ প্রদান করে, একই আলো ইনপুটের জন্য উচ্চতর আউটপুট কারেন্টের ফলে, পরবর্তী অ্যামপ্লিফায়ার পর্যায়গুলিকে সরল করে।

৮. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (প্রযুক্তিগত প্যারামিটারের ভিত্তিতে)

প্রঃ গাঢ় সবুজ প্যাকেজের উদ্দেশ্য কী?

উঃ গাঢ় সবুজ প্লাস্টিক একটি অন্তর্নির্মিত অপটিক্যাল ফিল্টার হিসেবে কাজ করে। এটি দৃশ্যমান বর্ণালীতে তরঙ্গদৈর্ঘ্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে যখন ইনফ্রারেড আলো (বিশেষ করে ৯০০-৯৪০nm এর কাছাকাছি) যেতে দেয়। এটি পারিপার্শ্বিক কক্ষ আলো, সূর্যালোক বা অন্যান্য দৃশ্যমান উৎসের প্রতি সেন্সরের প্রতিক্রিয়া ন্যূনতম করে, নিবেদিত ইনফ্রারেড সংকেত শনাক্ত করার জন্য এটিকে আরও নির্ভরযোগ্য করে তোলে।

প্রঃ "শর্ট সার্কিট কারেন্ট (I_S)" প্যারামিটারটি আমি কীভাবে ব্যাখ্যা করব?

উঃ I_Sসংগ্রাহক এবং নির্গমনকারী শর্ট করা অবস্থায় (V_CE= ০V) পরিমাপ করা হয়। এটি নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তে (৯৪০nm, ০.১ mW/cm²) প্রতি একক বিকিরণের ফটোজেনারেটেড কারেন্ট প্রতিনিধিত্ব করে। আপনার সার্কিটে, যখন একটি লোড রেজিস্টর বা একটি বায়াস ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় তখন প্রকৃত আউটপুট কারেন্ট I_Sএর চেয়ে কম হবে, কিন্তু I_Sবিভিন্ন ডিভাইসের মৌলিক সংবেদনশীলতা তুলনা করার জন্য একটি মূল চিত্র।

প্রঃ রাইজ এবং ফল টাইম কেন গুরুত্বপূর্ণ?

উঃ এই প্যারামিটারগুলি (T_rএবং T_f) সংজ্ঞায়িত করে যে ফটোট্রানজিস্টরটি আলোর তীব্রতার পরিবর্তনের কত দ্রুত সাড়া দিতে পারে। ৫০ ns এর একটি মান মানে ডিভাইসটি তাত্ত্বিকভাবে কয়েক মেগাহার্টজ পর্যন্ত সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি পরিচালনা করতে পারে, যা এটিকে পালসড IR সিস্টেম, ডেটা ট্রান্সমিশন বা উচ্চ-গতির গণনা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

প্রঃ তাপমাত্রা কর্মক্ষমতাকে কীভাবে প্রভাবিত করে?

উঃ কার্ভগুলিতে দেখানো হয়েছে, ডার্ক কারেন্ট (নয়েজ) এবং ফটোকারেন্ট (সিগন্যাল) উভয়ই তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়। ডার্ক কারেন্ট বৃদ্ধি উল্লেখযোগ্য হতে পারে, সম্ভাব্যভাবে নয়েজ ফ্লোর বাড়িয়ে দিতে পারে। ডিজাইনারদের নিশ্চিত করতে হবে যে সিগন্যাল কন্ডিশনিং সার্কিট এই পরিবর্তনটি পরিচালনা করতে পারে, বিশেষ করে যদি ডিভাইসটি সম্পূর্ণ -৪০°C থেকে +৮৫°C পরিসরে কাজ করে।

৯. ব্যবহারিক ডিজাইন কেস

একটি সাধারণ ইনফ্রারেড বস্তু শনাক্তকরণ সার্কিট ডিজাইন করার কথা বিবেচনা করুন। LTR-516AD একটি ইনফ্রারেড LED ইমিটারের সাথে জোড়া দেওয়া হয়। ফটোট্রানজিস্টরটি একটি কমন-ইমিটার কনফিগারেশনে সংযুক্ত: সংগ্রাহক একটি সরবরাহ ভোল্টেজের (যেমন, ৫V) সাথে একটি লোড রেজিস্টর R_Lএর মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে, এবং নির্গমনকারী গ্রাউন্ডেড থাকে। যখন কোনো বস্তু উপস্থিত থাকে না, তখন LED থেকে IR আলো ফটোট্রানজিস্টরে পৌঁছায়, এটিকে পরিবাহী করে তোলে এবং সংগ্রাহক ভোল্টেজ (V_OUT) কমিয়ে দেয়। যখন একটি বস্তু বিমটি বাধা দেয়, ফটোট্রানজিস্টর বন্ধ হয়ে যায়, এবং V_OUTউচ্চ হয়ে যায়। R_Lএর মান অবশ্যই কাঙ্ক্ষিত আউটপুট ভোল্টেজ সুইং এবং গতির উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করতে হবে। একটি ৫V সরবরাহ এবং একটি সাধারণ I_S২µA-এর জন্য, একটি R_L১০ kΩ আলোকিত হলে প্রায় ২০ mV এর একটি ভোল্টেজ ড্রপ দেবে, যা বেশ ছোট। অতএব, ফটোট্রানজিস্টরের পরে সাধারণত একটি অপারেশনাল অ্যামপ্লিফায়ার কম্পারেটর পর্যায় যোগ করা হবে একটি পরিষ্কার ডিজিটাল আউটপুট প্রদান করার জন্য। গাঢ় সবুজ প্যাকেজ পারিপার্শ্বিক আলো প্রত্যাখ্যান করতে সাহায্য করে, বিভিন্ন আলোর অবস্থার জন্য ব্যবহারের জন্য সিস্টেমটিকে শক্তিশালী করে তোলে।

১০. কার্যপ্রণালী

একটি ফটোট্রানজিস্টর মূলত একটি বাইপোলার জাংশন ট্রানজিস্টর (BJT) যেখানে বেস কারেন্ট বৈদ্যুতিকভাবে সরবরাহ করার পরিবর্তে আলো দ্বারা উৎপন্ন হয়। LTR-516AD-এ (একটি NPN টাইপ), সিলিকনের ব্যান্ডগ্যাপের চেয়ে বেশি শক্তি সহ আপতিত ফোটনগুলি বেস-সংগ্রাহক জাংশন অঞ্চলে ইলেকট্রন-হোল জোড় তৈরি করে। এই ফটোজেনারেটেড ক্যারিয়ারগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা ঝাড়ু দেওয়া হয়, কার্যকরভাবে একটি বেস কারেন্ট তৈরি করে। এই বেস কারেন্টটি তারপর ট্রানজিস্টরের কারেন্ট গেইন (বিটা, β) দ্বারা পরিবর্ধিত হয়, ফলে একটি অনেক বড় সংগ্রাহক কারেন্ট হয়। ডিভাইসটি সাধারণত বেস টার্মিনাল খোলা বা সংযোগ বিচ্ছিন্ন রেখে পরিচালনা করা হয়, এবং সংবেদনশীলতা এবং গতি উন্নত করতে, ডিপ্লেশন অঞ্চল প্রসারিত করার জন্য সংগ্রাহক-বেস জাংশন জুড়ে একটি বিপরীত বায়াস প্রয়োগ করা হয়।

১১. শিল্প প্রবণতা

অপটিক্যাল সেন্সিং ক্ষেত্রটি ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে। একীকরণের দিকে একটি প্রবণতা রয়েছে, যেখানে ফটোডিটেক্টর, অ্যামপ্লিফায়ার এবং ডিজিটাল লজিক একটি একক চিপে একত্রিত হয় (যেমন, ইন্টিগ্রেটেড অ্যাম্বিয়েন্ট লাইট সেন্সর, প্রক্সিমিটি সেন্সর)। স্বয়ংক্রিয় অ্যাসেম্বলির জন্য সারফেস-মাউন্ট ডিভাইস (SMD) প্যাকেজগুলি থ্রু-হোল টাইপের চেয়ে বেশি প্রচলিত হয়ে উঠছে। সংবেদনশীলতা উন্নত করতে, নয়েজ (ডার্ক কারেন্ট) কমাতে এবং বর্ণালী পরিসর প্রসারিত করতে উপকরণ এবং নকশায় চলমান উন্নয়নও রয়েছে। যাইহোক, LTR-516AD-এর মতো বিচ্ছিন্ন উপাদানগুলি নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য, কাস্টম অপটিক্যাল পাথ বা উচ্চ-ভোল্টেজ হ্যান্ডলিংয়ের প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অত্যাবশ্যক রয়ে গেছে যা ইন্টিগ্রেটেড সমাধানে উপলব্ধ নাও হতে পারে। নির্দিষ্ট বর্ণালী প্রতিক্রিয়ার জন্য ফিল্টারযুক্ত প্যাকেজ ব্যবহারের নীতি একটি সাধারণ এবং কার্যকর ডিজাইন অনুশীলন হিসাবে রয়ে গেছে।