5mm इन्फ्रारेड एलईडी 850nm HIR7373C डेटाशीट - आकार 5mm - वोल्टेज 1.45V - पावर 150mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-तीव्रता वाले 5 मिलीमीटर इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी शिखर तरंगदैर्ध्य 850 नैनोमीटर है। यह मानक T-1 3/4 (5 मिमी) पारदर्शी प्लास्टिक पैकेज में निर्मित है, जो इन्फ्रारेड प्रकाश के इष्टतम संचरण को सक्षम बनाता है। इस घटक का वर्णक्रम सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल से मेल खाता है, जो इसे विभिन्न इन्फ्रारेड संवेदन और संचार प्रणालियों के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत बनाता है।

本产品的核心优势包括高可靠性、显著的辐射输出以及低正向电压特性，有助于实现节能运行。它采用无铅工艺制造，并符合RoHS、欧盟REACH和无卤素标准（Br < 900ppm，Cl < 900ppm，Br+Cl < 1500ppm）等主要环保法规。其主要目标市场涵盖从事基于红外的系统（如接近传感器、物体检测、遥控器和工业自动化）的设计师和工程师。

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

इस उपकरण की निरंतर अग्र धारा (I_F) की रेटिंग 100 mA है। पल्स ऑपरेशन मोड में, विशिष्ट शर्तों (पल्स चौड़ाई ≤ 100μs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1%) के तहत, यह 1.0 A तक की पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP) को सहन कर सकता है। अधिकतम अनुमेय रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5 V है। कार्य तापमान सीमा -40°C से +85°C और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +100°C निर्धारित की गई है। 25°C या उससे कम के परिवेशी तापमान पर, अधिकतम शक्ति अपव्यय (P_d) 150 mW है। सोल्डरिंग तापमान रेटिंग 260°C है, जिसकी अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

परिवेशी तापमान (T पर प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर_a) को 25°C की स्थिति में मापा गया है। विकिरण तीव्रता (I_e) प्रमुख प्रकाशिक आउटपुट मापदंड है। 20 mA के मानक परीक्षण धारा पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 15 mW/sr है, उत्पाद ग्रेडिंग के अनुसार, न्यूनतम मान 7.8 mW/sr है। 100 mA की अधिकतम निरंतर धारा (पल्स स्थितियों में) पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता बढ़कर 75 mW/sr हो जाती है।

शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p) का विशिष्ट मान 850 nm है, पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) पर वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ) लगभग 45 nm है। अग्र वोल्टेज (V_F) 20 mA पर विशिष्ट मान 1.45 V है, अधिकतम मान 1.65 V है। 100 mA (पल्स) पर, V_Fरेंज 1.80 V से 2.40 V है। 5 V रिवर्स वोल्टेज लगाने पर, अधिकतम रिवर्स करंट (I_R) 10 μA है। व्यू एंगल (2θ_1/2) को आधी तीव्रता पर पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया जाता है, और इसका विशिष्ट मान 40 डिग्री है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

यह उत्पाद फॉरवर्ड करंट I_F= 20 mA की स्थिति में मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर प्रदर्शन ग्रेडिंग करता है, ताकि उत्पादन चयन में एकरूपता सुनिश्चित की जा सके। ग्रेडिंग परिभाषाएँ इस प्रकार हैं:

• M ग्रेड:विकिरण तीव्रता 7.8 mW/sr (न्यूनतम) से 12.5 mW/sr (अधिकतम) तक है।
• N गियर:विकिरण तीव्रता 11.0 mW/sr (न्यूनतम) से 17.6 mW/sr (अधिकतम) तक है।
• P गियर:विकिरण तीव्रता 15.0 mW/sr (न्यूनतम) से 24.0 mW/sr (अधिकतम) तक होती है।
• Q श्रेणी:विकिरण तीव्रता 21.0 mW/sr (न्यूनतम) से 34.0 mW/sr (अधिकतम) तक होती है।

यह ग्रेडिंग प्रणाली डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग की विशिष्ट न्यूनतम आउटपुट आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त घटकों का चयन करने में सक्षम बनाती है, जिससे सिस्टम प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट और परिवेशी तापमान का संबंध

यह डेरेटिंग वक्र अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को परिवेश तापमान के एक फलन के रूप में दर्शाता है। तापमान बढ़ने के साथ, अधिकतम अनुमत करंट रैखिक रूप से घटता है ताकि अत्यधिक गर्मी से बचा जा सके और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके। डिजाइनरों को अपनी अपेक्षित परिवेशी परिस्थितियों के लिए उपयुक्त ऑपरेटिंग करंट चुनने के लिए इस वक्र का संदर्भ लेना चाहिए।

4.2 स्पेक्ट्रम वितरण

वर्णक्रमीय वितरण ग्राफ़ सापेक्ष विकिरण तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाता है। यह 850 nm पर शिखर और लगभग 45 nm की बैंडविड्थ की पुष्टि करता है। लक्ष्य रिसीवर (उदाहरण के लिए, फोटोट्रांजिस्टर जिनकी शिखर संवेदनशीलता 850-950 nm के आसपास है) के साथ वर्णक्रमीय संवेदनशीलता संगतता सुनिश्चित करने के लिए यह वक्र महत्वपूर्ण है।

4.3 विकिरण तीव्रता और अग्र धारा संबंध

यह ग्राफ ड्राइव करंट और ऑप्टिकल आउटपुट के बीच संबंध को दर्शाता है। रेडिएंट इंटेंसिटी करंट के साथ सुपरलीनियर रूप से बढ़ती है। यह डिजाइनरों को ड्राइव करंट, ऑप्टिकल पावर और डिवाइस दक्षता के बीच ट्रेड-ऑफ को समझने में मदद करता है।

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विचलन संबंध

यह पोलर प्लॉट LED के एमिशन पैटर्न को दर्शाता है। तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) पर सबसे अधिक होती है और कोण बढ़ने के साथ घटती है, जिससे 40 डिग्री का व्यूइंग एंगल परिभाषित होता है। यह जानकारी ऑप्टिकल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे कि सेंसिंग एप्लिकेशन में लेंस चयन और संरेखण।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह उपकरण मानक 5 मिलीमीटर रेडियल लीड पैकेज में आता है। पैकेज आयाम चित्र भौतिक आयामों को निर्दिष्ट करता है, जिसमें एपॉक्सी लेंस का व्यास (आमतौर पर 5.0 मिमी), पिन पिच (2.54 मिमी या 0.1 इंच, थ्रू-होल घटकों के लिए मानक पिच) और कुल लंबाई शामिल है। चित्र में सहनशीलताएं शामिल हैं, महत्वपूर्ण आयामों के लिए सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिमी होती है। एनोड (धनात्मक) पिन को आमतौर पर लंबे पिन के रूप में पहचाना जाता है। पारदर्शी लेंस सामग्री को न्यूनतम अवशोषण के साथ अवरक्त संचरण के लिए अनुकूलित किया गया है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 पिन फॉर्मिंग

यदि पिन को मोड़ने की आवश्यकता हो, तो यह ऑपरेशन एपॉक्सी एलईडी आधार से कम से कम 3 मिलीमीटर की दूरी पर किया जाना चाहिए। फॉर्मिंग ऑपरेशन हमेशा सोल्डरिंग से पहले कमरे के तापमान पर किया जाना चाहिए, ताकि पैकेज पर तनाव डालने या आंतरिक चिप और बॉन्डिंग तारों को नुकसान पहुंचाने से बचा जा सके। स्थापना तनाव को रोकने के लिए, पीसीबी होल एलईडी पिन के साथ सटीक रूप से संरेखित होने चाहिए।

6.2 भंडारण

घटकों को नियंत्रित वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए, जहां तापमान 30°C से अधिक न हो और सापेक्षिक आर्द्रता 70% से अधिक न हो। परिवहन के बाद अनुशंसित भंडारण आयु 3 महीने है। लंबी अवधि (अधिकतम एक वर्ष) के भंडारण के लिए, उन्हें नाइट्रोजन से भरे और सिलिका जेल रखे हुए सीलबंद कंटेनर में रखा जाना चाहिए। संक्षेपण को रोकने के लिए, आर्द्र वातावरण में तापमान में तेजी से परिवर्तन से बचना चाहिए।

6.3 सोल्डरिंग प्रक्रिया

वेल्डिंग सावधानी से की जानी चाहिए ताकि थर्मल क्षति से बचा जा सके। वेल्ड पॉइंट एपॉक्सी एलईडी से कम से कम 3 मिलीमीटर की दूरी पर होना चाहिए।

• हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप अधिकतम तापमान 300°C (अधिकतम 30W आयरन के लिए), प्रत्येक पिन के लिए सोल्डरिंग समय 3 सेकंड से अधिक नहीं।
• वेव सोल्डरिंग / डिप सोल्डरिंग:अधिकतम प्रीहीट तापमान 100°C, अवधि 60 सेकंड से अधिक नहीं। सोल्डर बाथ तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, घटक डुबाने का समय अधिकतम 5 सेकंड।

अनुशंसित सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो नियंत्रित तापन, पीक तापमान रखरखाव और नियंत्रित शीतलन पर जोर देती है। तेजी से ठंडा करने की अनुशंसा नहीं है। डिप सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग को दोहराया नहीं जाना चाहिए। सोल्डरिंग के बाद, LED को कमरे के तापमान पर वापस आने से पहले, यांत्रिक प्रभाव से बचाया जाना चाहिए।

6.4 सफाई

यदि सफाई आवश्यक हो, तो कमरे के तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें, समय एक मिनट से अधिक नहीं, और फिर हवा में सुखाएं। आमतौर पर अल्ट्रासोनिक सफाई की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि इससे आंतरिक संरचना को नुकसान पहुंचने का जोखिम होता है। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो प्रक्रिया को पहले से सावधानीपूर्वक सत्यापित करना चाहिए।

6.5 थर्मल प्रबंधन

यह एक कम पावर डिवाइस है, फिर भी एप्लीकेशन डिज़ाइन में थर्मल मैनेजमेंट पर विचार किया जाना चाहिए, खासकर जब अधिकतम रेटेड मानों के करीब संचालित किया जा रहा हो। जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान संबंध वक्र के आधार पर करंट को डीरेट किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और आदेश जानकारी

मानक पैकेजिंग विनिर्देश निम्नानुसार हैं: 500 टुकड़े एक एंटी-स्टैटिक बैग में। ऐसे पांच एंटी-स्टैटिक बैग एक इनर बॉक्स में रखे जाते हैं। दस इनर बॉक्स फिर एक मास्टर (आउटर) कार्टन में पैक किए जाते हैं, कुल प्रति मास्टर कार्टन 25,000 टुकड़े।

पैकेजिंग लेबल पर कई कोड शामिल होते हैं: ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), निर्माता उत्पाद संख्या (P/N), पैकेज मात्रा (QTY), ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेड (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF), बैच संख्या (LOT No.) और तिथि कोड (महीना X)।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह इन्फ्रारेड एलईडी व्यापक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं: इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर, प्रॉक्सिमिटी और ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सेंसर, औद्योगिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक स्विच और एनकोडर, नाइट विजन इल्लुमिनेशन सिस्टम, ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन लिंक और नॉन-कॉन्टैक्ट यूजर इंटरफेस।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• करंट लिमिटिंग:जब वोल्टेज स्रोत का उपयोग LED को चलाने के लिए किया जाता है, तो एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर को श्रृंखला में अवश्य जोड़ा जाना चाहिए। प्रतिरोध मान की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_F.
• रिसीवर मिलान:सुनिश्चित करें कि चयनित फोटोडिटेक्टर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड, या IR रिसीवर IC) का शिखर संवेदनशीलता 850 nm के आसपास है, ताकि इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके।
• ऑप्टिकल पाथ:दूरस्थ या निर्देशित अनुप्रयोगों में इन्फ्रारेड बीम को कोलिमेट या फोकस करने के लिए दृष्टिकोण और आवश्यक लेंस या एपर्चर पर विचार करें।
• इलेक्ट्रिकल नॉइज़:संवेदक अनुप्रयोगों में, अवरक्त संकेतों को मॉड्यूलेट करना (उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट आवृत्ति का उपयोग करके) और रिसीवर पर सिंक्रोनस डिटेक्शन करने से परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरोधक क्षमता में काफी वृद्धि की जा सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

सामान्य अवरक्त एलईडी की तुलना में, यह उपकरण उच्च विकिरण तीव्रता (100mA पल्स पर 75 mW/sr तक का विशिष्ट मान) और अपेक्षाकृत कम फॉरवर्ड वोल्टेज (20mA पर 1.45V का विशिष्ट मान) का स्पष्ट संयोजन प्रदान करता है। 850nm तरंगदैर्ध्य एक सार्वभौमिक मानक है, जो सिलिकॉन-आधारित रिसीवर के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है। यह सख्त पर्यावरणीय मानकों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) का अनुपालन करता है, जिससे यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयुक्त है जिन्हें ग्रीन प्रमाणन की आवश्यकता होती है। रंगीन एनकैप्सुलेशन की तुलना में, जो संकेत को क्षीण कर सकता है, पारदर्शी एनकैप्सुलेशन एक सुसंगत, अनफ़िल्टर्ड आउटपुट प्रदान करता है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: विकिरण तीव्रता (mW/sr) और चमकदार तीव्रता (mcd) के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) में उत्सर्जित प्रकाश शक्ति (मिलीवाट) को मापती है, जो सभी तरंग दैर्ध्य पर लागू होती है। चमकदार तीव्रता मानव आँख की संवेदनशीलता (फोटोपिक वक्र) के अनुसार भारित होती है और कैंडेला में मापी जाती है; यह अवरक्त प्रकाश स्रोतों जैसे कि इस 850nm LED पर लागू नहीं होती।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 100 mA की निरंतर धारा से लगातार चला सकता हूँ?
उत्तर: पूर्ण अधिकतम रेटिंग 100 mA को अधिकतम मानती है।निरंतरफॉरवर्ड करंट। हालांकि, दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर, इस अधिकतम मान से नीचे संचालन करने की सिफारिश की जाती है। कृपया विशिष्ट विवरण के लिए डीरेटिंग कर्व का संदर्भ लें।

प्रश्न: देखने का कोण 40 डिग्री क्यों निर्धारित किया गया है?
उत्तर: 40 डिग्री का कोण (2θ_1/2) वह पूर्ण कोणीय चौड़ाई को संदर्भित करता है जहां विकिरण तीव्रता केंद्रीय अक्ष के शिखर मान से आधी हो जाती है। यह LED के प्रकाश पुंज के विसरण क्षेत्र का वर्णन करता है।

प्रश्न: क्या इस LED को ESD सुरक्षा डायोड की आवश्यकता है?
उत्तर: हालांकि डेटाशीट में उच्च ESD रेटिंग निर्दिष्ट नहीं है, लेकिन सभी सेमीकंडक्टर उपकरणों (एलईडी सहित) को हैंडल करते समय ESD सावधानियां बरतने की सामान्य सिफारिश की जाती है। श्रृंखला में लगा करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर भी कुछ अंतर्निहित सुरक्षा प्रदान कर सकता है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण

उदाहरण 1: सरल प्रॉक्सिमिटी सेंसर।एलईडी को एक फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जाता है जिसे थोड़ी दूरी पर रखा जाता है। उनके बीच से गुजरने वाली कोई वस्तु प्रकाश किरण को बाधित कर देगी, जिसे फोटोट्रांजिस्टर करंट में गिरावट के रूप में पता लगाया जाता है। मॉड्यूलेटेड एलईडी सिग्नल (जैसे, 38 kHz स्क्वायर वेव) और ट्यून्ड रिसीवर का उपयोग करके परिवेशी प्रकाश व्यवधान को दबाया जा सकता है।

उदाहरण 2: रात्रि दृष्टि कैमरों के लिए अवरक्त प्रकाशक।कई ऐसे एलईडी से बने एक सरणी को, 1A पीक करंट या उसके करीब (उचित ड्यूटी साइकल के साथ) पल्स मोड में चलाकर, 850nm प्रकाश के प्रति संवेदनशील कैमरों के लिए पर्याप्त अदृश्य प्रकाश प्रदान किया जा सकता है, जिससे कम रोशनी की स्थितियों में उनकी प्रभावी सीमा बढ़ जाती है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

एक अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उपयोग की गई विशिष्ट अर्धचालक सामग्री (इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस उपकरण के लिए अवरक्त स्पेक्ट्रम (850nm) में स्थित है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन एक लेंस के रूप में कार्य करता है, आउटपुट बीम को आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ

इन्फ्रारेड एमिटर प्रौद्योगिकी के विकास की प्रवृत्तियाँ उच्च दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट अधिक विकिरण आउटपुट), लंबी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए बढ़ी हुई शक्ति घनत्व, और स्वचालित असेंबली तथा छोटे आकार के लिए सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेजिंग के विकास की ओर निरंतर अग्रसर हैं। इसके अलावा, स्पेक्ट्रल विश्लेषण और गैस संसूचन जैसे उन्नत सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए, बहु-तरंगदैर्ध्य और विस्तृत स्पेक्ट्रम इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोतों का विकास भी जारी है। एलईडी ड्राइवर सर्किट और सुरक्षा कार्यों को घटक में ही एकीकृत करना एक और विकास क्षेत्र है।