विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature Relationship
- 4.2 Spectral Distribution
- 4.3 विकिरण तीव्रता और अग्र धारा संबंध
- 4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 लीड फॉर्मिंग
- 6.2 भंडारण
- 6.3 वेल्डिंग प्रक्रिया
- 6.4 सफाई
- 5.5 थर्मल प्रबंधन
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. तकनीकी मापदंडों पर आधारित सामान्य प्रश्नोत्तर
- 11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
1. उत्पाद अवलोकन
HIR333/H0 एक उच्च-तीव्रता वाला इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है, जो मानक T-1 3/4 (5mm) थ्रू-होल पैकेज में आता है और पीले प्लास्टिक लेंस से सुसज्जित है। यह उपकरण इन्फ्रारेड सेंसिंग और संचार प्रणालियों में विश्वसनीय प्रदर्शन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य 850nm की पीक वेवलेंथ पर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करना है, जिसे स्पेक्ट्रल रूप से अनुकूलित किया गया है ताकि यह सामान्य सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स (जैसे फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और एकीकृत इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल) के साथ संगत हो। यह उत्पाद उच्च विश्वसनीयता और स्थिर आउटपुट प्रदर्शन पर ध्यान केंद्रित करते हुए डिज़ाइन किया गया है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
该元件的关键优势包括其高辐射强度(可实现强信号传输)和低正向电压(有助于节能运行)。它采用无铅材料制造,并符合主要的环境和安全指令,包括RoHS、欧盟REACH和无卤标准(Br < 900ppm,Cl < 900ppm,Br+Cl < 1500ppm)。这些特性使其适用于广泛的商业和工业红外应用,在这些应用中,法规遵从性和长期可靠性至关重要。目标市场包括安防系统、遥控器、फोटोइलेक्ट्रिक स्विच、物体检测传感器以及需要不可见光源的各种消费电子产品的制造商。
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
यह खंड एलईडी के कार्य सीमा और प्रदर्शन को परिभाषित करने वाले विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विनिर्देशों का विस्तृत विघटन प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती है जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन रेटिंग को कभी भी पार नहीं किया जाना चाहिए, यहां तक कि क्षणिक रूप से भी नहीं। विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, अनुशंसित ऑपरेटिंग स्थितियों की सीमा के भीतर काम करना चाहिए।
- निरंतर अग्र धारा (IF)): 100 mA. यह LED पर लगातार लागू की जा सकने वाली अधिकतम DC धारा है।
- पीक अग्र धारा (IFP)): 1.0 A. यह उच्च धारा केवल ≤100μs के स्पंद चौड़ाई और ≤1% के ड्यूटी साइकिल वाली स्पंद स्थितियों में अनुमत है, ताकि अत्यधिक गर्म होने से बचा जा सके।
- रिवर्स वोल्टेज (VR)): 5 V. इस रिवर्स बायस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- पावर डिसिपेशन (Pd)): 150 mW at 25°C or less free air temperature. This rating decreases with increasing ambient temperature.
- तापमान रेंज: ऑपरेटिंग तापमान: -40°C से +85°C; स्टोरेज तापमान: -40°C से +100°C.
- वेल्डिंग तापमान (Tsol)): अधिकतम 260°C, अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं, यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया की सीमा को परिभाषित करता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर मानक परीक्षण स्थितियों में निर्दिष्ट की जाती हैं। ये पैरामीटर डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- विकिरण तीव्रता (Ie)): यह प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाश शक्ति है, जिसे मिलीवाट प्रति स्टेरेडियन (mW/sr) में मापा जाता है। अग्र धारा (IF20mA पर, विशिष्ट मान 15 mW/sr है। 100mA के पल्स करंट पर, विकिरण तीव्रता 80 mW/sr तक पहुँच सकती है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp)): 850 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाश आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है। यह तरंगदैर्ध्य मानव आँख के लिए अदृश्य है, लेकिन सिलिकॉन सेंसर द्वारा प्रभावी रूप से पता लगाया जा सकता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ)): 45 nm (typical). This indicates the wavelength range emitted by the LED, measured at half the maximum intensity (Full Width at Half Maximum - FWHM).
- Forward Voltage (VF)): At IF=20mA, the typical value is 1.45V, and the maximum is 1.65V. At IF=100mA (pulse), the typical VF1.80V तक बढ़ाया गया, अधिकतम मान 2.40V है।
- रिवर्स करंट (IR)): VR=5V पर, अधिकतम 10 μA, जो बंद अवस्था में बहुत कम लीकेज करंट दर्शाता है।
- व्यूइंग एंगल (2θ1/2)): 30 degrees (typical). This is the full angle at which the radiation intensity drops to half of the central (0°) value. The 30° angle provides a medium-focused beam.
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
LED की विकिरण तीव्रता को अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न ग्रेड या श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। यह वर्गीकरण IF= 20mA की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत किया जाता है। उपलब्ध ग्रेड को अक्षर कोड (M, N, P, Q, R) द्वारा परिभाषित किया जाता है और न्यूनतम एवं अधिकतम विकिरण तीव्रता मानों के अनुरूप होते हैं। इससे डिजाइनर उन घटकों का चयन कर सकते हैं जो उनकी विशिष्ट संवेदनशीलता या दूरी आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। उदाहरण के लिए, 'P' ग्रेड का चयन न्यूनतम 15.0 mW/sr और अधिकतम 24.0 mW/sr की विकिरण तीव्रता की गारंटी देता है। इस विशिष्ट मॉडल के लिए, डेटाशीट तरंगदैर्ध्य (ह्यू) या फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के अलग-अलग वर्गीकरण नहीं दिखाती है, लेकिन लेबल विनिर्देश दर्शाते हैं कि निर्माण प्रक्रिया के दौरान इन मापदंडों पर नज़र रखी जाती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
विशिष्ट प्रदर्शन वक्र विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं, जो सर्किट डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature Relationship
यह डेरेटिंग कर्व दर्शाती है कि कैसे अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट, 25°C से अधिक एंबिएंट टेम्परेचर बढ़ने के साथ कम हो जाता है। जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, उच्च तापमान वाले वातावरण में ऑपरेटिंग करंट को कम करना आवश्यक है। डिज़ाइनरों को यह कर्व संदर्भित करनी चाहिए जब वे एलईडी को एनक्लोजर के अंदर या बढ़े हुए एंबिएंट तापमान पर संचालित कर रहे हों।
4.2 Spectral Distribution
स्पेक्ट्रम वितरण ग्राफ सापेक्ष विकिरण तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाता है। यह 850nm की शिखर तरंगदैर्ध्य और लगभग 45nm के स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की स्पष्ट रूप से पुष्टि करता है। यह वक्र GaAlAs (गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड) अर्धचालक सामग्री की विशेषता है। संकीर्ण और सुस्पष्ट शिखर दृश्य प्रकाश के साथ न्यूनतम अतिव्यापन सुनिश्चित करता है और 800-900nm के आसपास शिखर संवेदनशीलता वाले सिलिकॉन डिटेक्टर के साथ इष्टतम युग्मन प्राप्त करता है।
4.3 विकिरण तीव्रता और अग्र धारा संबंध
यह वक्र ड्राइव धारा और प्रकाश उत्पादन के बीच संबंध को दर्शाता है। विकिरण तीव्रता कम धारा स्तरों पर धारा के साथ अतिरेखीय रूप से बढ़ती है, उच्च धाराओं पर अधिक रेखीय हो जाती है, और अंततः तापीय प्रभावों के कारण आंतरिक दक्षता में गिरावट से संतृप्त हो जाती है। पल्स स्थिति (100mA) के तहत वक्र डीसी स्थिति की तुलना में काफी अधिक आउटपुट दिखाता है, जो बिना तापीय क्षति के उच्च शिखर तीव्रता प्राप्त करने में पल्स संचालन के लाभ को रेखांकित करता है।
4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
यह ध्रुवीय आरेख एलईडी के स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है। यह दिखाता है कि कैसे दृश्य कोण केंद्रीय अक्ष (0°) से विचलित होने पर प्रकाश तीव्रता कम हो जाती है। इस प्रकार के पैकेज के लिए, इसका पैटर्न लगभग लैम्बर्टियन है, जहाँ अर्ध-कोण बिंदु (लगभग ±15°) पर तीव्रता अक्षीय तीव्रता का 50% है, जिससे 30° का दृश्य कोण परिभाषित होता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
यह उपकरण मानक 5mm (T-1 3/4) रेडियल लीड पैकेज में निर्मित है। लीड्स में मानक 2.54mm (0.1 इंच) पिच है, जो सामान्य थ्रू-होल प्रोटोटाइप बोर्ड और पीसीबी लेआउट के साथ संगत है। पैकेज आयाम चित्र कुल व्यास, लेंस ऊंचाई, लीड लंबाई और लीड व्यास सहित महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है। बॉडी पीले प्लास्टिक से ढाली गई है, जो 850nm इन्फ्रारेड प्रकाश के लिए पारदर्शी है, लेकिन दृश्य पहचान में सहायता और दृश्य प्रकाश एलईडी से अंतर के लिए रंग प्रदर्शित करती है। कैथोड आमतौर पर लेंस के किनारे पर एक सपाट बिंदु या छोटी लीड द्वारा पहचाना जाता है। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयामों के लिए मानक सहनशीलता ±0.25mm है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
यांत्रिक या तापीय क्षति से LED को बचाने के लिए असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।
6.1 लीड फॉर्मिंग
यदि लीड को मोड़ने की आवश्यकता हो, तो यह एपॉक्सी एलईडी बॉडी के आधार से कम से कम 3 मिमी की दूरी पर किया जाना चाहिए। फॉर्मिंग हमेशा सोल्डरिंग से पहले, कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए, और एपॉक्सी बॉडी पर सीधा तनाव डालने से बचने का ध्यान रखना चाहिए, अन्यथा एनकैप्सुलेशन टूट सकता है या आंतरिक बॉन्डिंग वायर क्षतिग्रस्त हो सकती है। स्थापना तनाव से बचने के लिए, पीसीबी होल एलईडी लीड के साथ सटीक रूप से संरेखित होने चाहिए।
6.2 भंडारण
LED को ठंडे, सूखे वातावरण में (≤30°C, सापेक्ष आर्द्रता ≤70%) संग्रहित किया जाना चाहिए। परिवहन के बाद अनुशंसित भंडारण जीवनकाल 3 महीने है। लंबी अवधि के भंडारण (एक वर्ष तक) के लिए, घटकों को नमी अवशोषण और सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान संभावित "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, ड्रायर युक्त सीलित नमी-रोधी बैग में, अधिमानतः नाइट्रोजन वातावरण में संरक्षित किया जाना चाहिए।
6.3 वेल्डिंग प्रक्रिया
वेल्ड पॉइंट और एपॉक्सी एलईडी के बीच कम से कम 3 मिमी की न्यूनतम दूरी बनाए रखनी चाहिए। अनुशंसित वेल्डिंग पैरामीटर निम्नलिखित हैं:
हैंड वेल्डिंग: सोल्डरिंग आयरन टिप तापमान ≤300°C (अधिकतम 30W आयरन के लिए), प्रति लीड वेल्डिंग समय ≤3 सेकंड।
वेव सोल्डरिंग/डिप सोल्डरिंग: प्रीहीट तापमान ≤ 100°C, समय ≤ 60 सेकंड; सोल्डर बाथ तापमान ≤ 260°C, समय ≤ 5 सेकंड।
प्रदान किए गए सोल्डरिंग प्रोफाइल में तेजी से गर्म होना, एक पठार (वेटिंग) क्षेत्र, 260°C पर एक संक्षिप्त चरम और नियंत्रित शीतलन की सिफारिश की गई है। तेजी से ठंडा होने या थर्मल शॉक से बचना चाहिए। द्वितीयक सोल्डरिंग (एक से अधिक बार डिप सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग चक्र) की सिफारिश नहीं की जाती है।
6.4 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो कमरे के तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें, और समय एक मिनट से अधिक न हो। जब तक इसका प्रभाव (शक्ति, आवृत्ति, अवधि) नमूना घटकों पर पूरी तरह से पूर्व-सत्यापित न हो, अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें, क्योंकि अल्ट्रासोनिक ऊर्जा नाजुक आंतरिक अर्धचालक संरचनाओं को नुकसान पहुंचा सकती है।
5.5 थर्मल प्रबंधन
प्रभावी थर्मल प्रबंधन एक महत्वपूर्ण डिजाइन विचार है। 150mW की बिजली अपव्यय रेटिंग 25°C पर निर्दिष्ट है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, वास्तविक अपव्यय शक्ति (VF* IF) परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ डेराटेड किया जाना चाहिए, जैसा कि डेराटिंग वक्र में दिखाया गया है। उच्च धारा या उच्च परिवेश तापमान पर निरंतर संचालन के लिए, औसत जंक्शन तापमान को कम करने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए हीट सिंक, वायु प्रवाह बढ़ाने या पल्स ड्राइव के उपयोग पर विचार किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
LED को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से बचाने के लिए एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किया जाता है। ये बैग आंतरिक बॉक्स में रखे जाते हैं, और फिर परिवहन के लिए बड़े बाहरी कार्टन में पैक किए जाते हैं। विशिष्ट पैकेजिंग मात्रा प्रति बैग 200-500 टुकड़े, प्रति आंतरिक बॉक्स 5 बैग और प्रति मास्टर बाहरी कार्टन 10 आंतरिक बॉक्स होती है। बैग पर लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है, जिसमें ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), निर्माता उत्पाद संख्या (P/N), पैकेजिंग मात्रा (QTY) और ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेड (CAT) शामिल हैं। अन्य कोड मुख्य तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF), बैच नंबर और तिथि कोड को इंगित कर सकते हैं।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल: टेलीविजन, ऑडियो सिस्टम और सेट-टॉप बॉक्स के रिमोट कंट्रोल के ट्रांसमीटर के रूप में कार्य करता है।
- प्रॉक्सिमिटी एंड ऑब्जेक्ट डिटेक्शनप्रकाश ट्रांजिस्टर के साथ युग्मित, किसी वस्तु की उपस्थिति, अनुपस्थिति या स्थिति का पता लगाने के लिए।
- फोटोइलेक्ट्रिक स्विचस्लॉट सेंसर (उदाहरण के लिए, प्रिंटर में कागज का पता लगाना) या रिफ्लेक्टिव सेंसर के लिए उपयोग किया जाता है।
- सुरक्षा प्रणाली: सीसीटीवी कैमरों के लिए रात्रि दृष्टि प्रकाश व्यवस्था के रूप में, या अवरक्त घुसपैठ पता लगाने वाली किरण के एक भाग के रूप में उपयोग किया जाता है।
- औद्योगिक स्वचालन: गिनती, संरेखण और तरल स्तर पता लगाने के अनुप्रयोगों में संपर्क-रहित संवेदन के लिए उपयोग किया जाता है।
8.2 डिज़ाइन विचार
- करंट लिमिटिंग: आवश्यक मान तक फॉरवर्ड करंट को सीमित करने के लिए हमेशा एक सीरीज़ रेज़िस्टर या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें, यह मान पावर सप्लाई वोल्टेज और LED के फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर गणना की जाती है।
- पल्स ऑपरेशन: उच्च चरम तीव्रता वाले अनुप्रयोगों (जैसे लंबी दूरी की संवेदन) के लिए, चरम धारा और औसत शक्ति रेटिंग के भीतर रहने के लिए उपयुक्त ड्यूटी साइकिल के साथ पल्स ड्राइव का उपयोग करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइनलेंस, एपर्चर या ऑप्टिकल पथ डिजाइन करते समय, कृपया 30° के दृश्य क्षेत्र को ध्यान में रखें। अधिक दूरी के लिए, बीम को कोलिमेट करने के लिए बाहरी लेंस का उपयोग किया जा सकता है।
- डिटेक्टर मिलानसुनिश्चित करें कि चयनित फोटोडिटेक्टर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड या रिसीवर IC) 850nm क्षेत्र में उच्च संवेदनशीलता रखता है।
- परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप प्रतिरोध: मजबूत परिवेशी प्रकाश (विशेष रूप से अवरक्त युक्त सूर्य के प्रकाश) वाले वातावरण में, सिग्नल को पृष्ठभूमि के शोर से अलग करने के लिए मॉड्यूलेटेड (पल्स) अवरक्त सिग्नल का उपयोग करना और रिसीवर में सिंक्रोनस डिटेक्शन करना।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
मानक दृश्यमान प्रकाश LED की तुलना में, यह अवरक्त LED अवरक्त स्पेक्ट्रम आउटपुट के लिए अनुकूलित है, जो GaAlAs सामग्री का उपयोग करता है जो 850nm पर उच्च दक्षता प्रदान करती है। अवरक्त LED श्रेणी में इसकी प्रमुख विशिष्टता अपेक्षाकृत उच्च विकिरण तीव्रता (टाइपिकल 15 mW/sr) और कम फॉरवर्ड वोल्टेज (टाइपिकल 1.45V) के संयोजन में निहित है, जो बैटरी-संचालित उपकरणों में बिजली की खपत को कम कर सकता है। 30° का व्यूइंग एंगल बीम एकाग्रता और कवरेज क्षेत्र के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। आधुनिक पर्यावरणीय मानकों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) के अनुरूप होना वैश्विक बाजार के लिए उत्पादों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है, जो सामग्री अनुपालन संबंधी चिंताओं को दूर करता है।
10. तकनीकी मापदंडों पर आधारित सामान्य प्रश्नोत्तर
प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V बिजली आपूर्ति से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। आपको करंट-सीमित रोकनेवाला (लिमिटिंग रेसिस्टर) का उपयोग करना होगा। उदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई, लक्ष्य करंट 20mA, और मान लें कि विशिष्ट VF1.45V है, तो रोकनेवाला मान R = (5V - 1.45V) / 0.02A = 177.5Ω होना चाहिए। एक मानक 180Ω रोकनेवाला उपयुक्त है।
प्रश्न: DC और पल्स रेडिएंट इंटेंसिटी रेटिंग में क्या अंतर है?
उत्तर: DC रेटिंग (15 mW/sr at 20mA) निरंतर संचालन के लिए लागू होती है, जहां थर्मल प्रभाव आउटपुट को सीमित करते हैं। पल्स रेटिंग (80 mW/sr at 100mA) संभव है क्योंकि संक्षिप्त पल्स से जंक्शन तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती, जिससे उच्च तात्कालिक करंट और परिणामस्वरूप उच्च प्रकाश आउटपुट की अनुमति मिलती है।
प्रश्न: कैथोड की पहचान कैसे करें?
उत्तर: मानक 5mm पैकेज में, कैथोड आमतौर पर दो विशेषताओं द्वारा इंगित किया जाता है: 1) गोल प्लास्टिक लेंस के किनारे पर एक सपाट किनारा होता है। 2) कैथोड लीड आमतौर पर एनोड लीड से छोटी होती है। सोल्डरिंग से पहले ध्रुवीयता सत्यापित करना सुनिश्चित करें।
प्रश्न: क्या यह LED ESD के प्रति संवेदनशील है?
उत्तर: सभी अर्धचालक उपकरणों की तरह, यह स्थैतिक बिजली के निर्वहन से क्षतिग्रस्त हो सकता है। इसे एंटीस्टैटिक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है और असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित ईएसडी सावधानियों के साथ संभाला जाना चाहिए।
11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण
केस: एक साधारण वस्तु पहचान सेंसर डिज़ाइन करना
एक सामान्य अनुप्रयोग बाधित बीम सेंसर है। HIR333/H0 इन्फ्रारेड LED को पथ के एक तरफ रखें, और फोटोट्रांजिस्टर को सीधे विपरीत दिशा में रखें। जब कोई वस्तु उनके बीच से गुजरती है, तो यह इन्फ्रारेड बीम को बाधित करती है, जिससे फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट बदल जाता है। इस डिजाइन के लिए:
1. LED को 20mA स्थिर धारा से चलाने के लिए एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच या माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन (श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ) का उपयोग करें।
2. शोर प्रतिरोध और दूरी बढ़ाने के लिए, LED को एक विशिष्ट आवृत्ति (जैसे 38kHz) पर पल्स चलाएं, और अंतर्निहित 38kHz फ़िल्टर वाले फोटोट्रांजिस्टर मॉड्यूल का उपयोग करें।
3. 30° के उत्सर्जन शंकु कोण को ध्यान में रखते हुए, LED और डिटेक्टर को सावधानीपूर्वक संरेखित करें। लंबे अंतराल के लिए, बीम को संकीर्ण करने के लिए LED के सामने एक ट्यूब या कोलिमेटिंग लेंस जोड़ने पर विचार करें।
4. गलत ट्रिगरिंग को रोकने के लिए सेंसर को सीधी धूप या अन्य मजबूत इन्फ्रारेड स्रोतों से दूर रखें।
12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। HIR333/H0 गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) का उपयोग करता है, जिसकी बैंडगैप निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में लगभग 850 नैनोमीटर पर फोटॉन से मेल खाती है। पीला प्लास्टिक एनकैप्सुलेंट इस तरंगदैर्ध्य के लिए पारदर्शी होने के लिए डोप किया गया है, जबकि दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करता है, और यह आउटपुट बीम को आकार देने के लिए एक प्राथमिक लेंस के रूप में भी कार्य करता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
इन्फ्रारेड एलईडी प्रौद्योगिकी का रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन) और उच्च शक्ति घनत्व की ओर निरंतर विकसित हो रहा है। इससे प्रकाश स्रोत अधिक चमकीले या ऊर्जा-कुशल डिजाइन वाले बन सकते हैं। शिखर तरंगदैर्ध्य को बदलने में भी विकास हो रहा है; हालांकि 850nm और 940nm आम हैं, लेकिन अन्य तरंगदैर्ध्य विशिष्ट अनुप्रयोगों (जैसे गैस सेंसिंग या चिकित्सा निदान) के लिए अनुकूलित किए जा रहे हैं। पैकेजिंग स्वचालित असेंबली के लिए सतह माउंट तकनीक (एसएमडी) का समर्थन करने के लिए विकसित हो रही है, हालांकि 5mm जैसे थ्रू-होल पैकेज प्रोटोटाइपिंग, मरम्मत और कुछ उच्च विश्वसनीयता अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं। एकीकरण एक और रुझान है, जहां इन्फ्रारेड एलईडी को ड्राइवर, मॉड्यूलेटर और यहां तक कि डिटेक्टर के साथ एकल मॉड्यूल में जोड़ा जाता है ताकि अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सिस्टम डिजाइन सरल हो सके।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मानक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | एक प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकदार है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो 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 होता है, कम मान पीला/गर्म और उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च मानक वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, जैसे "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensure no color variation among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय के लिए 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 गर्म होकर क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह के लिए प्रतिरोध; कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत शीतलन डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग समरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू लाइट चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीली/लाल रोशनी में बदल जाता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिलाया जाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहित करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग क्षेत्र वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें 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। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |