SIR204C 3mm इन्फ्रारेड एलईडी डेटाशीट - 3.0mm व्यास - 1.3V फॉरवर्ड वोल्टेज - 875nm वेवलेंथ - 150mW पावर डिसिपेशन - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

SIR204C एक उच्च-तीव्रता वाला इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड है जो 3mm (T-1) वाटर-क्लियर पारदर्शी प्लास्टिक पैकेज में रखा गया है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स के साथ अच्छे स्पेक्ट्रल मिलान के साथ विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता होती है। यह डिवाइस 875nm की चरम तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए GaAlAs चिप का उपयोग करता है, जिससे यह विभिन्न संवेदन और संचरण प्रणालियों के लिए आदर्श बनता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

यह एलईडी उच्च विश्वसनीयता, कम फॉरवर्ड वोल्टेज और मानक 2.54mm लीड स्पेसिंग के साथ एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर सहित कई प्रमुख लाभ प्रदान करती है। यह सामान्य फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल के साथ स्पेक्ट्रल रूप से मेल खाती है। उत्पाद RoHS, EU REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) का अनुपालन करता है। इसके प्राथमिक लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक स्वचालन और सुरक्षा उपकरण शामिल हैं जिन्हें इन्फ्रारेड सिग्नलिंग या संवेदन की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

निम्नलिखित अनुभाग डिवाइस की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों के तहत संचालन की गारंटी नहीं है।

• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F):100 mA
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):1.0 A (पल्स चौड़ाई ≤ 100μs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1%)
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +100°C
• सोल्डरिंग तापमान (T_sol):260°C (≤ 5 सेकंड के लिए)
• पावर डिसिपेशन (P_d):150 mW (25°C परिवेश तापमान पर या उससे नीचे)

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये पैरामीटर 25°C के परिवेश तापमान (T_a) पर मापे जाते हैं और डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• रेडिएंट इंटेंसिटी (I_e):4.0 mW/sr (न्यूनतम) से 6.4 mW/sr (विशिष्ट) I_F=20mA पर। पल्स्ड स्थितियों (I_F=100mA, 1% ड्यूटी) में, यह 30 mW/sr तक पहुँच सकती है, और I_F=1A पर 300 mW/sr तक।
• पीक वेवलेंथ (λ_p):875 nm (विशिष्ट) I_F=20mA पर।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):80 nm (विशिष्ट) I_F=20mA पर।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):1.3V (विशिष्ट) से 1.6V (अधिकतम) I_F=20mA पर। यह उच्च करंट पल्स्ड ऑपरेशन के तहत बढ़ जाता है।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R=5V पर अधिकतम 10 μA।
• व्यू एंगल (2θ_1/2):30 डिग्री (विशिष्ट) I_F=20mA पर।

नोट: मापन अनिश्चितताएँ V_F के लिए ±0.1V, I_e के लिए ±10%, और λ_p.

के लिए ±1.0nm हैं।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र शामिल हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं।

3.1 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान

यह वक्र अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश ऑपरेटिंग तापमान के बीच संबंध दर्शाता है। तापमान बढ़ने पर, पावर डिसिपेशन सीमा को पार करने से रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम अनुमेय करंट रैखिक रूप से घट जाता है।

3.2 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रल आउटपुट ग्राफ 80nm की विशिष्ट बैंडविड्थ के साथ 875nm पर चरम उत्सर्जन की पुष्टि करता है। यह विस्तृत बैंडविड्थ सिलिकॉन डिटेक्टर्स के साथ अच्छी संगतता सुनिश्चित करती है, जिनकी निकट-इन्फ्रारेड क्षेत्र में व्यापक स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता होती है।

3.3 पीक एमिशन वेवलेंथ बनाम परिवेश तापमान

चरम तरंगदैर्ध्य तापमान के साथ थोड़ा सा विस्थापन प्रदर्शित करती है, जो अर्धचालक एलईडी की एक सामान्य विशेषता है। डिज़ाइनरों को तरंगदैर्ध्य-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से -40°C से +85°C की पूर्ण ऑपरेटिंग तापमान सीमा में, इस विस्थापन को ध्यान में रखना चाहिए।

3.4 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज

यह IV वक्र करंट और वोल्टेज के बीच घातीय संबंध प्रदर्शित करता है। विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज कम है (20mA पर 1.3V), जो ऊर्जा-कुशल संचालन में योगदान देता है। उपयुक्त करंट-लिमिटिंग सर्किट्री डिज़ाइन करने के लिए यह वक्र आवश्यक है।

3.5 रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

रेडिएंट इंटेंसिटी फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ती है लेकिन उच्च करंट पर तापीय और दक्षता प्रभावों के कारण एक उप-रैखिक संबंध प्रदर्शित करती है। ग्राफ आवश्यक आउटपुट तीव्रता के लिए इष्टतम ड्राइव करंट निर्धारित करने में मदद करता है।

3.6 रिलेटिव रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम एंगुलर डिस्प्लेसमेंट

यह ध्रुवीय प्लॉट स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को परिभाषित करता है, जिसकी विशेषता 30-डिग्री हाफ-एंगल है। तीव्रता 0° (ऑन-एक्सिस) पर सबसे अधिक होती है और कोसाइन-जैसे फ़ंक्शन के अनुसार घटती है, जो उचित संरेखण और सिग्नल शक्ति सुनिश्चित करने के लिए ऑप्टिकल सिस्टम डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

SIR204C एक मानक T-1 (3mm) गोल पैकेज का उपयोग करता है। प्रमुख आयामों में 3.0mm का बॉडी व्यास, 2.54mm की विशिष्ट लीड स्पेसिंग और कुल लंबाई शामिल है। अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर सभी आयामी सहनशीलताएँ ±0.25mm हैं। लेंस वाटर-क्लियर है, जो पूर्ण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम को महत्वपूर्ण अवशोषण के बिना गुजरने की अनुमति देता है।

4.2 पोलैरिटी पहचान

एलईडी के प्लास्टिक लेंस के रिम पर एक फ्लैट साइड होती है, जो आमतौर पर कैथोड (नकारात्मक) लीड को इंगित करती है। लंबी लीड आमतौर पर एनोड (सकारात्मक) होती है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए सर्किट असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी का पालन किया जाना चाहिए।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

हैंड सोल्डरिंग या वेव सोल्डरिंग का उपयोग किया जा सकता है। पूर्ण अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है, और सोल्डरिंग समय 5 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। वेव सोल्डरिंग के दौरान एलईडी बॉडी को पीसीबी सतह से कम से कम 1.5mm ऊपर रखने की सिफारिश की जाती है ताकि एपॉक्सी पैकेज पर तापीय तनाव को कम किया जा सके। डिवाइस को -40°C से +100°C के बीच के तापमान पर एक सूखे, एंटी-स्टैटिक वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

6.1 पैकिंग मात्रा विशिष्टता

एलईडी आमतौर पर बैग और बॉक्स में पैक की जाती हैं: प्रति बैग 200-1000 टुकड़े, प्रति बॉक्स 5 बैग, और प्रति कार्टन 10 बॉक्स।

6.2 लेबल फॉर्म विशिष्टता

उत्पाद लेबल में प्रमुख पहचानकर्ता शामिल हैं: ग्राहक का उत्पादन संख्या (CPN), उत्पादन संख्या (P/N), पैकिंग मात्रा (QTY), रैंक (CAT), पीक वेवलेंथ (HUE), संदर्भ (REF), और लॉट संख्या (LOT No)।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• फ्री एयर ट्रांसमिशन सिस्टम:रिमोट कंट्रोल, शॉर्ट-रेंज डेटा लिंक।
• ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक स्विच:वस्तु का पता लगाना, स्थिति संवेदन, स्लॉट सेंसर।
• स्मोक डिटेक्टर:ऑब्सक्यूरेशन-टाइप स्मोक डिटेक्शन चैंबर्स में उपयोग किया जाता है।
• सामान्य इन्फ्रारेड सिस्टम:नाइट विजन इल्युमिनेटर, सुरक्षा प्रणालियाँ।
• फ्लॉपी डिस्क ड्राइव:ट्रैक-जीरो डिटेक्शन के लिए ऐतिहासिक उपयोग।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग:I_F को वांछित मान, आमतौर पर निरंतर संचालन के लिए 20mA और 100mA के बीच सीमित करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला प्रतिरोधक या स्थिर करंट ड्राइवर का उपयोग करें।
• हीट मैनेजमेंट:हालांकि पावर डिसिपेशन कम है, यदि अधिकतम रेटिंग्स के पास या उच्च परिवेश तापमान पर संचालन किया जा रहा है, तो पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या हीटसिंकिंग सुनिश्चित करें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:उत्सर्जित प्रकाश को प्रभावी ढंग से एकत्र या समानांतर करने के लिए लेंस, रिफ्लेक्टर या एपर्चर डिज़ाइन करते समय 30-डिग्री व्यू एंगल पर विचार करें।
• रिवर्स वोल्टेज प्रोटेक्शन:कम रिवर्स वोल्टेज रेटिंग (5V) डिवाइस को स्टैटिक डिस्चार्ज या गलत पोलैरिटी से क्षति के प्रति संवेदनशील बनाती है। उन सर्किट्स में एक समानांतर सुरक्षा डायोड जोड़ने पर विचार करें जहाँ रिवर्स वोल्टेज ट्रांजिएंट्स संभव हैं।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

SIR204C एक मानक 3mm पैकेज, अपेक्षाकृत उच्च रेडिएंट इंटेंसिटी (20mA पर 6.4 mW/sr तक) और कम फॉरवर्ड वोल्टेज के संयोजन के माध्यम से स्वयं को अलग करती है। कुछ पुरानी इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में, यह बेहतर विश्वसनीयता और आधुनिक पर्यावरणीय नियमों (RoHS, हैलोजन-मुक्त) के अनुपालन की पेशकश करती है। सिलिकॉन डिटेक्टर्स के साथ इसका स्पेक्ट्रल मिलान विभिन्न चरम तरंगदैर्ध्य वाली एलईडी पर एक प्रमुख लाभ है, जो सिस्टम संवेदनशीलता को अधिकतम करता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

9.1 निरंतर और पीक फॉरवर्ड करंट में क्या अंतर है?

निरंतर फॉरवर्ड करंट (100mA) अधिकतम डीसी करंट है जिसे क्षति के जोखिम के बिना अनिश्चित काल तक लागू किया जा सकता है। पीक फॉरवर्ड करंट (1A) एक बहुत अधिक करंट है जिसे केवल बहुत कम ड्यूटी साइकिल (≤1%) पर बहुत छोटी पल्स (≤100μs) के लिए लागू किया जा सकता है। यह लंबी दूरी के संवेदन या सिंक्रनाइज़ेशन उद्देश्यों के लिए प्रकाश के संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले विस्फोटों की अनुमति देता है।

9.2 परिवेश तापमान प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

जैसा कि विशेषता वक्रों में दिखाया गया है, तापमान बढ़ने से अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट कम हो जाता है और चरम तरंगदैर्ध्य में थोड़ा सा विस्थापन हो सकता है। उच्च तापमान पर रेडिएंट इंटेंसिटी भी कम हो सकती है। -40°C से +85°C सीमा के चरम पर संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए डिज़ाइनों को तदनुसार ऑपरेटिंग करंट को डीरेट करना चाहिए।

9.3 क्या हीटसिंक की आवश्यकता है?

50mA या उससे कम निरंतर करंट पर संचालित होने वाले अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, यदि पीसीबी हीट स्प्रेडिंग के लिए कुछ कॉपर क्षेत्र प्रदान करता है, तो एक समर्पित हीटसिंक आवश्यक नहीं है। 100mA निरंतर करंट पर संचालन के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान में, जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए सावधानीपूर्वक तापीय डिज़ाइन की सिफारिश की जाती है।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

केस: वस्तु निकटता सेंसर

एक विशिष्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक स्विच में, SIR204C को एक फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जाता है। एलईडी को 20-50mA करंट के साथ संचालित किया जाता है, जिसे अक्सर एक विशिष्ट आवृत्ति (जैसे, 38kHz) पर मॉड्यूलेट किया जाता है ताकि परिवेश प्रकाश हस्तक्षेप को रोका जा सके। उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश पास की वस्तु से परावर्तित होता है और फोटोट्रांजिस्टर द्वारा पता लगाया जाता है। एलईडी का 30-डिग्री व्यू एंगल पता लगाने की सीमा और दृश्य क्षेत्र के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। कम फॉरवर्ड वोल्टेज सेंसर को एक साधारण करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ 3.3V या 5V लॉजिक सप्लाई से कुशलतापूर्वक संचालित करने की अनुमति देता है। डिज़ाइनरों को एलईडी और डिटेक्टर के यांत्रिक संरेखण को सुनिश्चित करना चाहिए और प्रत्यक्ष ऑप्टिकल क्रॉसटॉक को रोकने के लिए एक बैरियर का उपयोग कर सकते हैं।

11. संचालन का सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड किया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री (इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे 875nm के आसपास निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए इंजीनियर किया गया है। यह तरंगदैर्ध्य मानव आँख के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन-आधारित सेंसर द्वारा कुशलतापूर्वक पता लगाई जाती है।

12. उद्योग के रुझान और विकास

इन्फ्रारेड एलईडी में रुझान उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट अधिक रेडिएंट आउटपुट), LiDAR और निगरानी जैसे लंबी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए उच्च शक्ति घनत्व, और कॉम्पैक्ट उपभोक्ता उपकरणों में एकीकरण के लिए छोटे पैकेज आकार की ओर जारी है। उच्च-गति डेटा संचार (जैसे, IrDA, Li-Fi) के लिए मॉड्यूलेशन गति में सुधार पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। उन्नत संवेदन अनुप्रयोगों के लिए मल्टी-वेवलेंथ और ड्यूल-एमिटर पैकेज अधिक सामान्य होते जा रहे हैं। पर्यावरण अनुपालन (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) अब पूरे उद्योग में एक मानक आवश्यकता है। SIR204C एक विश्वसनीय, परिपक्व तकनीक का प्रतिनिधित्व करती है जो लागत-संवेदनशील, उच्च-मात्रा वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें सिद्ध प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।