सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ
- 3. Grading and Classification System The datasheet states that the device is "classified by luminous intensity." This means units are sorted (graded) based on their light output measured at a standard test current (typically 1mA or 20mA). While this excerpt does not provide specific grade codes, it is common practice to use alphanumeric codes (e.g., B1, B2, C1) to denote luminous intensity ranges. This allows designers to select displays with consistent brightness for their application. A strict 2:1 intensity matching ratio further ensures visual uniformity among all segments of a single digit and between different digits.4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 पिन कनेक्शन और ध्रुवीयता
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
- 7.2 डिज़ाइन गणना
- 7.3 दृष्टिकोण और पठनीयता
- 8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTC-5623JD एक चार-अंकीय, सात-खंड प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) डिजिटल डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के लिए स्पष्ट, चमकीला डिजिटल रीडिंग प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र वे हैं जहां संख्यात्मक डेटा प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है, जैसे परीक्षण उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और पैनल मीटर।
इस उपकरण की प्रमुख विशेषता इसके वर्ण आकार, चमक और विश्वसनीयता के बीच संतुलन में निहित है। यह LED चिप के निर्माण के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है, विशेष रूप से अल्ट्रा-रेड रंग में। पारंपरिक GaAsP जैसी तकनीकों की तुलना में, यह तकनीक दक्षता और चमक तीव्रता के मामले में लाभ प्रदान करती है। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट मार्किंग के साथ ग्रे पैनल का उपयोग किया गया है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है।
डेटाशीट में सूचीबद्ध मुख्य लाभों में शामिल हैं: निरंतर और समान सेगमेंट डिस्प्ले उपस्थिति, कम बिजली की आवश्यकता, उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति, उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट, व्यापक देखने का कोण और ठोस-अवस्था विश्वसनीयता। डिवाइस को ल्यूमिनस तीव्रता के आधार पर ग्रेड किया गया है और RoHS निर्देशों के अनुरूप लीड-मुक्त पैकेजिंग प्रदान की गई है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये पैरामीटर उन सीमा मूल्यों को परिभाषित करते हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकते हैं, ये सामान्य संचालन स्थितियाँ नहीं हैं।
- प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन:70 mW। यह एकल सेगमेंट (जैसे सेगमेंट 'A') के लिए अनुमत अधिकतम थर्मल पावर डिसिपेशन है। इस मान से अधिक होने पर सेमीकंडक्टर जंक्शन ओवरहीट हो सकता है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:90 mA। यह मान केवल पल्स्ड स्थितियों में अनुमत है (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। यह मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम के साथ उपयोगी है, जहाँ उच्च तात्कालिक करंट से बेहतर चमक प्राप्त की जाती है।
- प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट:25°C पर 25 mA। जब परिवेश का तापमान (Ta) 25°C से अधिक हो जाता है, तो यह धारा 0.28 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम निरंतर धारा लगभग है: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA।
- कार्यशील एवं भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +105°C। डिवाइस इस पूर्ण सीमा में कार्य कर सकता है और संग्रहित किया जा सकता है।
- वेल्डिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, माप बिंदु माउंटिंग सतह से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है, ताकि प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन और आंतरिक लीड बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाया जा सके।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ
ये परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (Iv):1 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर, न्यूनतम 320 μcd, विशिष्ट 700 μcd। यह पैरामीटर प्रकाश उत्पादन को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है। डिवाइस को इस पैरामीटर के आधार पर ग्रेड/वर्गीकृत किया जाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):IF=20mA पर, विशिष्ट मान 650 nm है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ वर्णक्रमीय आउटपुट सबसे प्रबल होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):IF=20mA पर, विशिष्ट मान 20 nm है। यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; छोटा मान इंगित करता है कि प्रकाश मोनोक्रोमैटिक के अधिक निकट है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):IF=20mA पर, विशिष्ट मान 639 nm है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला एकल तरंगदैर्ध्य है, जो 'अल्ट्रा रेड' रंग को परिभाषित करता है।
- प्रति खंड अग्र वोल्टेज (Vf):IF=20mA पर, न्यूनतम 2.1V, विशिष्ट 2.6V। यह एक जलते हुए सेगमेंट के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (Ir):5V के रिवर्स वोल्टेज (Vr) पर, अधिकतम 100 μA। यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; डिवाइस निरंतर रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए उपयुक्त नहीं है।
- प्रकाश तीव्रता मिलान अनुपात (Iv-m):अधिकतम 2:1। यह पैरामीटर एक ही डिवाइस के भीतर सबसे चमकीले खंड और सबसे गहरे खंड के बीच अधिकतम अनुमेय अनुपात निर्दिष्ट करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।
3. ग्रेडिंग और वर्गीकरण प्रणाली
डेटाशीट में कहा गया है कि डिवाइस "प्रकाश तीव्रता के अनुसार वर्गीकृत" है। इसका अर्थ है कि इकाइयों को मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर 1mA या 20mA) पर मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर छाँटा (ग्रेड किया) जाता है। हालाँकि इस अंश में विशिष्ट ग्रेडिंग कोड प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन आम तौर पर प्रकाश तीव्रता सीमा को दर्शाने के लिए अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (जैसे B1, B2, C1) का उपयोग किया जाता है। यह डिज़ाइनरों को अनुप्रयोग के लिए समान चमक वाला डिस्प्ले चुनने में सक्षम बनाता है। कठोर 2:1 तीव्रता मिलान अनुपात एकल सात-खंड डिस्प्ले के सभी खंडों के बीच और विभिन्न डिस्प्ले के बीच दृश्य एकरूपता को और सुनिश्चित करता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट अंतिम पृष्ठ पर "विशिष्ट विद्युत/प्रकाशिक विशेषता वक्र" का संदर्भ देती है। हालांकि पाठ में कोई विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किया गया है, लेकिन हम एलईडी प्रौद्योगिकी के आधार पर इसकी मानक सामग्री का अनुमान लगा सकते हैं:
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र (I-V वक्र):यह ग्राफ एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध प्रदर्शित करेगा। यह वक्र डिजाइनरों को आवश्यक कार्यकारी धारा के लिए ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने में सक्षम बनाता है, जो एक स्थिर निरंतर-धारा ड्राइवर के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- ल्यूमिनस तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट संबंध वक्र (I-L वक्र):यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ बदलता है। यह एक निश्चित सीमा तक आमतौर पर रैखिक होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धाराओं पर तापीय प्रभावों और दक्षता में गिरावट के कारण संतृप्त हो जाता है।
- प्रकाश तीव्रता और परिवेश तापमान संबंध वक्र:यह वक्र दर्शाता है कि कैसे जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम होता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रम वितरण आरेख:तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष तीव्रता का ग्राफ, जो लगभग 650nm पर शिखर और लगभग 20nm की अर्ध-चौड़ाई दिखाता है, सुपर रेड रंग के विनिर्देश की पुष्टि करता है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
इस उपकरण का अंक ऊंचाई 0.56 इंच (14.2 मिमी) है। आयाम चित्र (पाठ में पूरी तरह से विस्तृत नहीं) PCB पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करेगा: कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई; डिस्प्ले अंक रिक्ति; सेगमेंट आयाम; और पिन लंबाई, व्यास और रिक्ति। एक टिप्पणी बताती है कि सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिमी है। एक महत्वपूर्ण टिप्पणी यह है कि पिन टिप ऑफसेट सहनशीलता ±0.4 मिमी है, और मुख्यबोर्ड पिन होल व्यास (ψ) 1.0 मिमी डिजाइन करने की सिफारिश की गई है ताकि सम्मिलन के दौरान संभावित गलत संरेखण को समायोजित किया जा सके।
5.2 पिन कनेक्शन और ध्रुवीयता
LTC-5623JD का उपयोग करता हैकॉमन एनोडकॉन्फ़िगरेशन। इसका मतलब है कि प्रत्येक 7-सेगमेंट डिस्प्ले के एलईडी एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं और अलग-अलग पिन (डिस्प्ले 1-4) पर निकाले गए हैं, जबकि प्रत्येक सेगमेंट प्रकार (A-G, DP) के कैथोड सभी डिस्प्ले के बीच साझा किए जाते हैं और अलग-अलग पिन पर निकाले गए हैं। पिन परिभाषा इस प्रकार है: पिन 1: कैथोड E, पिन 2: कैथोड D, पिन 3: कैथोड DP, पिन 4: कैथोड C, पिन 5: कैथोड G, पिन 6: कॉमन एनोड डिस्प्ले 4, पिन 7: कैथोड B, पिन 8: कॉमन एनोड डिस्प्ले 3, पिन 9: कॉमन एनोड डिस्प्ले 2, पिन 10: कैथोड F, पिन 11: कैथोड A, पिन 12: कॉमन एनोड डिस्प्ले 1। आंतरिक सर्किट आरेख इस मल्टीप्लेक्स व्यवस्था को स्पष्ट रूप से दिखाएगा।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
प्रदान की गई प्रमुख गाइड सोल्डरिंग तापमान सीमा है: अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, माप बिंदु माउंटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे। यह लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए मानक प्रोफ़ाइल है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनकी पीसीबी असेंबली प्रक्रिया पैकेज क्रैकिंग, लेंस विरूपण, या आंतरिक चिप और वायर बॉन्डिंग क्षति को रोकने के लिए इस सीमा का पालन करती है। वेव सोल्डरिंग के लिए, संपर्क समय न्यूनतम रखा जाना चाहिए। उचित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) हैंडलिंग उपायों की भी सिफारिश की जाती है, हालांकि स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है, क्योंकि एलईडी सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं।
7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
कॉमन एनोड डिस्प्ले के लिए, ड्राइविंग सर्किट में आम तौर पर डिस्प्ले चयन ट्रांजिस्टर (जैसे PNP या P-चैनल MOSFET) के माध्यम से कॉमन एनोड पिन को सकारात्मक बिजली आपूर्ति (Vcc) से जोड़ना शामिल होता है। सेगमेंट कैथोड पिन करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स और सेगमेंट ड्राइव ट्रांजिस्टर या समर्पित LED ड्राइव IC के माध्यम से ग्राउंड से जुड़े होते हैं। मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है: एक समय में एक डिस्प्ले को उसके एनोड को सक्रिय करके और उस डिस्प्ले पर वांछित अंक के अनुरूप कैथोड को सक्रिय करके चालू किया जाता है। यह चक्र सभी चार डिस्प्ले पर तेजी से दोहराया जाता है, जिससे सभी डिस्प्ले एक साथ चालू होने का भ्रम पैदा होता है। यह विधि आवश्यक ड्राइव पिन की संख्या को 32 (4 डिस्प्ले * 8 सेगमेंट) से घटाकर 12 (4 एनोड + 8 कैथोड) कर देती है।
7.2 डिज़ाइन गणना
करंट लिमिटिंग रेसिस्टर गणना:मान लें कि पावर सप्लाई वोल्टेज (Vcc) 5V है, टाइपिकल सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) 2.6V है, और वांछित सामान्य चमक सेगमेंट करंट (Iseg) 10 mA है। रेसिस्टेंस मान R = (Vcc - Vf) / Iseg = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω। रेसिस्टर की रेटेड पावर कम से कम I²R = (0.01)² * 240 = 0.024 W होनी चाहिए, इसलिए एक मानक 1/8W या 1/10W रेसिस्टर पर्याप्त है।
मल्टीप्लेक्सिंग में पीक करंट:1/4 ड्यूटी साइकिल (चार अंकों के डिस्प्ले के लिए) पर 10 mA का औसत सेगमेंट करंट प्राप्त करने के लिए, सक्रिय स्लॉट के दौरान पीक करंट 40 mA तक पहुंचना चाहिए। यह 90 mA के पूर्ण अधिकतम पीक करंट रेटिंग के दायरे में है, लेकिन यदि डिस्प्ले उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होता है, तो निरंतर करंट डेरेटिंग के अनुसार जांच की जानी चाहिए।
7.3 दृष्टिकोण और पठनीयता
विस्तृत दृश्य कोण विनिर्देश सुनिश्चित करते हैं कि साइड से देखने पर भी डिस्प्ले पठनीय रहे। ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट कंट्रास्ट बढ़ाते हैं, जिससे संख्याएं पृष्ठभूमि में स्पष्ट रूप से उभरती हैं, यह कम रोशनी और तेज रोशनी दोनों वातावरणों में लाभकारी है।
8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
LTC-5623JD कई कारकों के माध्यम से विभेदीकरण प्राप्त करता है। यहAlInGaP अल्ट्रा रेडयह तकनीक, GaAsP जैसी पुरानी रेड एलईडी तकनीकों की तुलना में, आमतौर पर उच्च ल्यूमिनस दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करती है, जिससे चमकदार और अधिक सुसंगत आउटपुट प्राप्त होता है।0.56 इंच वर्ण ऊंचाईयह इसे एक विशिष्ट आकार श्रेणी में रखता है, जो 0.3 इंच डिस्प्ले से बड़ा है और दूर से देखने में आसान है, लेकिन बड़े पैनलों के लिए उपयोग किए जाने वाले 1 इंच डिस्प्ले से छोटा हो सकता है।चार अंक, कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन, दाईं ओर दशमलव बिंदु के साथकई डिजिटल डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए मानक लेकिन आवश्यक कार्यों का सेट है। इसकाव्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा(-35°C से +105°C) का तापमान रेंज इसे औद्योगिक और ऑटोमोटिव वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है जहां तापमान में चरम परिवर्तन आम हैं, जो संकीर्ण तापमान रेंज वाले डिस्प्ले की तुलना में एक लाभ प्रदान करता है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूं?
उत्तर: नहीं। एक विशिष्ट MCU पिन केवल 20-25mA धारा प्रदान/अवशोषित कर सकता है, जो उस पिन की कुल धारा है। चूंकि यह डिस्प्ले मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करता है, एक एकल सेगमेंट को 10-40mA की आवश्यकता हो सकती है, जबकि पूरे डिजिट ट्यूब के कॉमन एनोड को सभी जलने वाले सेगमेंट्स की धाराओं के योग की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, 8 सेगमेंट * 10mA = 80mA)। इसलिए, बाहरी ट्रांजिस्टर या समर्पित ड्राइवर IC का उपयोग करना आवश्यक है।
प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य (650nm) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (639nm) के बीच अंतर क्यों होता है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र (CIE) के आधार पर गणना की जाती है। मानव आँख कुछ तरंगदैर्ध्य के प्रति अधिक संवेदनशील होती है, इसलिए "अनुभव" किया गया रंग (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) भौतिक शिखर तरंगदैर्ध्य से भिन्न हो सकता है।
प्रश्न: भंडारण तापमान अधिकतम 105°C है। क्या मैं इसे 260°C पर सोल्डर कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, लेकिन सख्त समय सीमा के साथ। भंडारण रेटिंग लंबी अवधि, गैर-कार्यशील स्थितियों के लिए लागू होती है। सोल्डरिंग रेटिंग (260°C पर 3 सेकंड) एक अल्पकालिक, चरम ताप प्रक्रिया है जिसे पैकेज डिज़ाइन सहन कर सकता है यदि तापमान प्रोफ़ाइल का कड़ाई से पालन किया जाता है। समय या तापमान से अधिक होने पर क्षति हो सकती है।
10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक डिजिटल वोल्टमीटर रीडिंग डिज़ाइन करना।एक डिज़ाइनर 0-20V रेंज वाला 4-अंकीय DC वोल्टमीटर बना रहा है। उन्होंने इसकी स्पष्ट पठनीयता के कारण LTC-5623JD का चयन किया। एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (ADC) और माइक्रोकंट्रोलर इनपुट वोल्टेज को प्रोसेस करते हैं। MCU का फर्मवेयर प्रदर्शित करने के लिए अंकों (जैसे 12.34) की गणना करता है और मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन के माध्यम से डिस्प्ले को नियंत्रित करता है। कॉमन एनोड पिन PNP ट्रांजिस्टर के माध्यम से MCU से जुड़े होते हैं ताकि प्रत्येक सेगमेंट को क्रमिक रूप से 5V पावर स्विच किया जा सके। सेगमेंट कैथोड पिन 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर या MAX7219 जैसे समर्पित LED ड्राइवर के माध्यम से MCU से जुड़े होते हैं, जो निरंतर करंट सिंक भी प्रदान करता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स सेगमेंट लाइनों के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। फर्मवेयर यह सुनिश्चित करता है कि रिफ्रेश रेट 60 Hz से अधिक हो ताकि दृश्यमान फ्लिकर से बचा जा सके। व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज वोल्टमीटर को वर्कशॉप गैरेज में उपयोग की अनुमति देती है जहां तापमान में उल्लेखनीय भिन्नता होती है।
11. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण अर्धचालक p-n संधि में विद्युत-उत्सर्जक प्रकाश उत्पादन (इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस) के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब खंड के सिरों पर डायोड के दहलीज वोल्टेज (इस AlInGaP सामग्री के लिए लगभग 2.1-2.6V) से अधिक एक अग्र वोल्टेज (एनोड कैथोड के सापेक्ष धनात्मक) लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और वहां पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है, इस मामले में अल्ट्रा रेड (लगभग 639-650 nm)। प्लास्टिक पैकेजिंग का उपयोग नाजुक अर्धचालक चिप को एनकैप्सुलेट और सुरक्षित करने, इष्टतम देखने के लिए प्रकाश आउटपुट को आकार देने, और सर्किट बोर्ड माउंटिंग के लिए एक यांत्रिक इंटरफेस (पिन) प्रदान करने के लिए किया जाता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
हालांकि सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले अभी भी डिजिटल रीडआउट्स की रीढ़ हैं, व्यापक तकनीकी परिदृश्य विकसित हो रहा है। रुझान उच्च एकीकरण की ओर है, जहां ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स स्वयं डिस्प्ले मॉड्यूल में एम्बेडेड होते हैं, जिससे होस्ट सिस्टम डिजाइन सरल हो जाता है। लाल/नारंगी/एम्बर के लिए AlInGaP परिपक्व है, लेकिन पूर्ण रंग क्षमता के लिए, डिस्प्ले विभिन्न LED तकनीकों (जैसे नीले/हरे के लिए InGaN) को जोड़ सकते हैं, या डॉट-मैट्रिक्स OLED या माइक्रो-एलईडी पैनल की ओर बढ़ सकते हैं, जो वर्ण और ग्राफिक्स प्रदर्शित करने में अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं। हालांकि, अत्यधिक उच्च चमक, विस्तृत तापमान सीमा, लंबी आयु और सरलता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, LTC-5623JD जैसे डिस्क्रीट LED सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले एक मजबूत और लागत-प्रभावी समाधान बने रहते हैं। पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में प्रगति छोटे फॉर्म फैक्टर या स्वचालित असेंबली के लिए सरफेस-माउंट संस्करण ला सकती है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तु के वास्तविक रंग को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke vishisht rang ka nirnay karna. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करें। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth（°C/W） | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपायों का पालन आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | महत्वपूर्ण संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन डिप्रिसिएशन और कलर शिफ्ट होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | Flip Chip में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit karen. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banane aur system ki prashashtata badhane ke liye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |