IR LED 5.0mm IR533C डेटाशीट - 5mm पैकेज - 940nm पीक वेवलेंथ - 100mA फॉरवर्ड करंट - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

IR533C एक उच्च-तीव्रता वाला अवरक्त उत्सर्जक डायोड है जो एक मानक 5.0mm (T-1 3/4) नीले प्लास्टिक पैकेज में रखा गया है। इसे 940nm स्पेक्ट्रम में विश्वसनीय और शक्तिशाली अवरक्त उत्सर्जन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और अवरक्त रिसीवर मॉड्यूल के साथ वर्णक्रमीय रूप से मेल खाता है, जिससे यह बंद-लूप प्रकाशीय प्रणालियों के लिए एक आदर्श स्रोत बन जाता है।

इस घटक की प्रमुख स्थिति लागत-प्रभावी, उच्च-मात्रा वाले अनुप्रयोगों में है जहाँ सुसंगत अवरक्त आउटपुट और मानक पैकेज संगतता सर्वोपरि है। इसके मुख्य लाभों में उच्च विश्वसनीयता, महत्वपूर्ण विकिरण तीव्रता आउटपुट और एक कम अग्र वोल्टेज विशेषता शामिल है, जो कुशल सिस्टम पावर प्रबंधन में योगदान देती है।

लक्षित बाजार में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक संवेदन और सुरक्षा उपकरण शामिल हैं। यह विशेष रूप से अवरक्त रिमोट कंट्रोल यूनिट, फ्री-स्पेस ऑप्टिकल डेटा लिंक, धुआं संसूचक प्रणालियों और विभिन्न अन्य अवरक्त-आधारित अनुप्रयोग प्रणालियों के डिजाइनरों के लिए उपयुक्त है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है।

• निरंतर अग्र धारा (IF): 100 mA. यह अधिकतम DC धारा है जिसे 25°C के परिवेश तापमान पर LED के माध्यम से अनिश्चित काल तक प्रवाहित किया जा सकता है।
• शिखर अग्र धारा (IFP): 1.0 A. यह उच्च धारा केवल स्पंदित स्थितियों में अनुमेय है जहां स्पंद चौड़ाई ≤100μs और कर्तव्य चक्र ≤1% हो। यह रेटिंग उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें आईआर प्रकाश के संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले विस्फोटों की आवश्यकता होती है।
• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V. इस रिवर्स बायस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• पावर डिसिपेशन (Pd): 150 mW, 25°C या उससे कम मुक्त वायु तापमान पर। यह पैरामीटर, तापीय प्रतिरोध के साथ मिलकर, निरंतर संचालन के तहत अधिकतम अनुमेय शक्ति निर्धारित करता है।
• तापमान सीमाएं: डिवाइस -40°C से +85°C तक संचालन के लिए रेटेड है और -40°C से +100°C तक संग्रहीत किया जा सकता है।
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol): 260°C, अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं, सामान्य लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल के अनुरूप।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये मापदंड 25°C के मानक परिवेश तापमान पर मापे जाते हैं और निर्दिष्ट स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• रेडिएंट इंटेंसिटी (Ie): यह प्रति ठोस कोण (स्टेरेडियन) ऑप्टिकल आउटपुट पावर का प्राथमिक माप है।
  • 20mA DC की मानक ड्राइव धारा पर, विशिष्ट रेडिएंट इंटेंसिटी 7.8 mW/sr है, जिसका न्यूनतम मान 4.0 mW/sr है।
  • 100mA (≤100μs, ≤1% ड्यूटी) पर पल्स ऑपरेशन के तहत, आउटपुट में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
  • 1A की अधिकतम स्पंदित धारा पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 350 mW/sr तक पहुँचती है, जो उच्च-शक्ति, अल्प-अवधि उत्सर्जन के लिए इसकी क्षमता को प्रदर्शित करती है।
• शिखर तरंगदैर्घ्य (λp): 940 nm (विशिष्ट)। यह तरंगदैर्घ्य आदर्श है क्योंकि यह कई प्लास्टिक और कांचों के लिए उच्च-संचरण विंडो के भीतर आती है और सिलिकॉन डिटेक्टरों की शिखर संवेदनशीलता से अच्छी तरह मेल खाती है, जबकि मानव आँख के लिए काफी हद तक अदृश्य है।
• वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ): लगभग 45 nm (विशिष्ट)। यह अर्ध-अधिकतम तीव्रता (FWHM) पर उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय चौड़ाई को परिभाषित करता है।
• अग्र वोल्टेज (VF): परिपथ डिजाइन के लिए एक प्रमुख पैरामीटर।
  • 20mA पर, VF विशिष्ट रूप से 1.5V और अधिकतम 1.5V होता है।
  • 100mA पल्स्ड पर, यह आमतौर पर 1.4V (अधिकतम 1.85V) तक बढ़ जाता है।
  • 1A पल्स्ड पर, VF आमतौर पर 2.6V (अधिकतम 4.0V) होता है, जो बहुत अधिक धारा पर जंक्शन वोल्टेज ड्रॉप में वृद्धि को दर्शाता है।
• दृश्य कोण (2θ1/2): 25 डिग्री (आमतौर पर)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर विकिरण तीव्रता 0 डिग्री (ऑन-एक्सिस) पर अपने मान की आधी हो जाती है। 25-डिग्री का कोण मध्यम रूप से केंद्रित बीम प्रदान करता है।
• रिवर्स करंट (IR): VR=5V पर अधिकतम 10 μA, जो अच्छी जंक्शन गुणवत्ता को दर्शाता है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट में IF=20mA पर रेडिएंट इंटेंसिटी के लिए एक बिनिंग टेबल शामिल है। बिनिंग एक गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रिया है जहां निर्माण के बाद मापे गए प्रदर्शन पैरामीटर्स के आधार पर एलईडी को छांटा (बिन किया) जाता है।

रेडिएंट इंटेंसिटी बिनिंग: एलईडी को उनकी मापी गई रेडिएंट इंटेंसिटी के आधार पर बिन (K, L, M, N, P) में वर्गीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए, बिन 'K' में 4.0 से 6.4 mW/sr के बीच इंटेंसिटी वाली एलईडी शामिल हैं, जबकि बिन 'P' में 15.0 से 24.0 mW/sr के बीच वाली एलईडी शामिल हैं। यह डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन के लिए गारंटीकृत न्यूनतम (और अधिकतम) आउटपुट स्तर वाले पार्ट्स का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम प्रदर्शन में स्थिरता सुनिश्चित होती है, खासकर मल्टी-एलईडी ऐरे या संवेदनशील रिसीवर सिस्टम में। किसी दिए गए लॉट के लिए विशिष्ट बिन पैकेजिंग लेबल पर दर्शाया जाता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई करैक्टरिस्टिक कर्व प्रदान करती है जो टेबल्स में सिंगल-पॉइंट डेटा से परे प्रदर्शन प्रवृत्तियों को दर्शाती हैं।

• फॉरवर्ड करंट बनाम एम्बिएंट टेम्परेचर (चित्र.1): यह वक्र दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा, परिवेश के तापमान के 25°C से अधिक बढ़ने पर कम होती जाती है। अधिक ताप से बचने के लिए, उच्च तापमान पर ड्राइव धारा को कम करना होगा।
• स्पेक्ट्रल वितरण (चित्र.2): तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को दर्शाने वाला एक ग्राफ, जो 940nm शिखर और ~45nm बैंडविड्थ की पुष्टि दृश्य रूप से करता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य बनाम परिवेश तापमान (चित्र.3): जंक्शन तापमान परिवर्तन के साथ शिखर तरंगदैर्ध्य में होने वाली खिसकन (आमतौर पर मामूली वृद्धि) को दर्शाता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनमें सख्त वर्णक्रमीय फिल्टरिंग होती है।
• अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IV वक्र) (चित्र.4): धारा और वोल्टेज के बीच अरेखीय संबंध को दर्शाता है। अर्धचालक और पैकेज में श्रेणी प्रतिरोध के कारण उच्च धाराओं पर वक्र अधिक खड़ा हो जाता है।
• सापेक्ष तीव्रता बनाम अग्र धारा (चित्र.5): ड्राइव करंट और प्रकाश उत्पादन के बीच उप-रैखिक संबंध को प्रदर्शित करता है। दक्षता (प्रति इकाई धारा प्रकाश उत्पादन) अक्सर बहुत अधिक धाराओं पर घट जाती है।
• सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम कोणीय विस्थापन (चित्र.6): यह स्थानिक विकिरण पैटर्न है, जो 25-डिग्री दृश्य कोण को आलेखीय रूप से परिभाषित करता है। यह दर्शाता है कि केंद्रीय अक्ष से दूर जाने पर तीव्रता कैसे कम होती है।
• सापेक्ष तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र.7): परिवेश (और इस प्रकार जंक्शन) तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है, एक घटना जिसे थर्मल क्वेंचिंग के रूप में जाना जाता है।
• अग्र वोल्टेज बनाम परिवेश तापमान (चित्र.8): इंगित करता है कि कैसे अग्र वोल्टेज ड्रॉप तापमान बढ़ने के साथ घटती है, जो अर्धचालक जंक्शन की एक विशेषता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम

IR533C उद्योग-मानक 5.0mm (T-1 3/4) रेडियल लीडेड पैकेज का उपयोग करता है। चित्र से प्रमुख आयामी विनिर्देशों में शामिल हैं:

• कुल व्यास: 5.0mm (नाममात्र)।
• लीड अंतर: 2.54mm (0.1 इंच), मानक छिद्रित बोर्ड और सॉकेट के साथ संगत।
• पैकेज बॉडी नीले रंग के प्लास्टिक में ढली हुई है, जो इन्फ्रारेड एलईडी के लिए कार्य को दर्शाने के लिए विशिष्ट है और कुछ फ़िल्टरिंग प्रदान कर सकती है।
• लेंस पानी की तरह स्पष्ट है।
• चिप सामग्री गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) है।
• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.25mm हैं।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

अधिकांश रेडियल एलईडी की तरह, एक लीड दूसरी से लंबी होती है। लंबी लीड एनोड (धनात्मक, A+) होती है, और छोटी लीड कैथोड (ऋणात्मक, K-) होती है। पैकेज पर कैथोड लीड के पास रिम पर एक समतल स्थान भी हो सकता है। सही ध्रुवीयता संचालन के लिए आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

• हाथ से सोल्डरिंग: एक तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को थर्मल क्षति से बचाने के लिए, प्रति लीड सोल्डरिंग समय अधिकतम 3-5 सेकंड तक सीमित रखें और तापमान 350°C से अधिक न हो।
• वेव सोल्डरिंग: यह संभव है, लेकिन इसमें प्रीहीट और सोल्डर वेव तापमान प्रोफाइल का सावधानीपूर्वक नियंत्रण आवश्यक है ताकि अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C की सीमा के भीतर रहा जा सके।
• सफाई: यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो उपयुक्त सॉल्वेंट्स का उपयोग करें जो नीले प्लास्टिक पैकेज सामग्री के अनुकूल हों। अल्ट्रासोनिक सफाई से बचें जो आंतरिक डाई संरचना को क्षति पहुंचा सकती है।
• लीड मोड़ना: यदि लीड फॉर्मिंग की आवश्यकता है, तो सील पर तनाव से बचने के लिए लीड को पैकेज बॉडी से 3mm से कम दूरी पर न मोड़ें। लीड को खरोंचने या क्षति पहुंचाने से बचने के लिए उचित उपकरणों का उपयोग करें।
• भंडारण की स्थितियाँ: Store in a dry, anti-static environment at temperatures between -40°C and +100°C. Moisture Sensitivity Level (MSL) is not explicitly stated but treating it as MSL 2A or better (floor life >1 year) is typical for this package type.

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

• पैकेजिंग विशिष्टता: एलईडी आमतौर पर 200 से 500 टुकड़ों वाले बैग में पैक की जाती हैं। पांच बैग एक बॉक्स में रखे जाते हैं, और दस बॉक्स एक शिपिंग कार्टन बनाते हैं।
• लेबल जानकारी: पैकेजिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है:
  • CPN (ग्राहक का पार्ट नंबर): खरीदार द्वारा निर्दिष्ट किया गया।
  • P/N (प्रोडक्शन नंबर): निर्माता का पार्ट नंबर (IR533C)।
  • QTY (पैकिंग मात्रा): बैग/बॉक्स में टुकड़ों की संख्या.
  • CAT (श्रेणियाँ): प्रदर्शन बिन कोड (उदाहरण के लिए, विकिरण तीव्रता के लिए M).
  • HUE: शिखर तरंगदैर्ध्य बिन.
  • LOT No: अनुरेखण के लिए अद्वितीय निर्माण लॉट नंबर.

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

मूल ड्राइव सर्किट: सबसे सरल सर्किट में वोल्टेज आपूर्ति से जुड़ा एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला शामिल होता है। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vcc - VF) / IF, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, VF वांछित करंट IF पर LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है, और IF लक्ष्य फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए, 20mA)। हमेशा सुनिश्चित करें कि रोकनेवाला की पावर रेटिंग पर्याप्त है (P = IF² * R)।

उच्च तीव्रता के लिए स्पंदित संचालन: लंबी दूरी के रिमोट कंट्रोल जैसे अनुप्रयोगों के लिए, स्पंदित रेटिंग्स का उपयोग करें। एक ट्रांजिस्टर (BJT या MOSFET) का उपयोग एक संधारित्र या उच्च वोल्टेज आपूर्ति से उच्च स्पंदित करंट (1A तक) को स्विच करने के लिए किया जा सकता है। श्रृंखला रोकनेवाला की गणना स्पंदित VF और वांछित स्पंद करंट के आधार पर की जानी चाहिए। सुनिश्चित करें कि स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल बाधाओं (≤100μs, ≤1%) का कड़ाई से पालन किया जाता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• हीट सिंकिंग: हालांकि पैकेज की तापीय अपव्यय क्षमता सीमित है, अधिकतम करंट (100mA) के निकट निरंतर संचालन के लिए, परिवेश के तापमान पर विचार करें और पर्याप्त वेंटिलेशन प्रदान करें। डीरेटिंग कर्व (चित्र.1) का पालन अवश्य किया जाना चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: 25-डिग्री का व्यू एंगल प्राकृतिक फोकसिंग प्रदान करता है। संकीर्ण बीम के लिए, बाहरी लेंस या रिफ्लेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। व्यापक कवरेज के लिए, एकाधिक एलईडी या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है।
• रिसीवर मिलान: सुनिश्चित करें कि रिसीवर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड, या आईसी) 940nm क्षेत्र में संवेदनशील है। रिसीवर पर एक मिलान आईआर फिल्टर का उपयोग करके परिवेशी दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करके सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में काफी सुधार किया जा सकता है।
• विद्युत शोर: संवेदनशील एनालॉग सेंसिंग अनुप्रयोगों में, अधिक स्थिर आउटपुट के लिए एलईडी को एक साधारण रोकनेवाला के बजाय एक स्थिर धारा स्रोत से चलाएं। डिजिटल पल्स्ड सिस्टम के लिए, ड्राइव सिग्नल के तेज राइज/फॉल टाइम सुनिश्चित करें।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

IR533C विशिष्ट विशेषताओं के माध्यम से व्यापक 5mm IR LED बाजार में अपनी स्थिति बनाता है:

• उच्च विकिरण तीव्रता: 20mA पर इसकी सामान्य 7.8 mW/sr और बहुत उच्च स्पंदित आउटपुट (1A पर 350 mW/sr) की क्षमता इसे मानक कम-शक्ति IR LEDs की तुलना में लंबी रेंज या उच्च सिग्नल शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।
• 940nm तरंगदैर्ध्य: यह सबसे सामान्य और बहुमुखी IR तरंगदैर्ध्य है। यह सिलिकॉन डिटेक्टर संवेदनशीलता, मिलान फिल्टरों की उपलब्धता और छोटी निकट-IR तरंगदैर्ध्यों की तुलना में सापेक्ष आंख सुरक्षा के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
• मानक पैकेज: सर्वव्यापी 5mm फॉर्म फैक्टर मौजूदा डिजाइनों, प्रोटोटाइपिंग बोर्डों और मानक पैनल कटआउट्स में आसान एकीकरण सुनिश्चित करता है।
• कम अग्र वोल्टेज: 20mA पर 1.5V का एक विशिष्ट VF कम-वोल्टेज लॉजिक आपूर्ति (3.3V, 5V) से कुशल संचालन की अनुमति देता है, जिसमें करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर पर न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप होता है, जिससे स्थिर संचालन के लिए अधिक हेडरूम बचता है।
• अनुपालन: RoHS (Pb-Free), EU REACH, और Halogen-Free मानकों के साथ घोषित अनुपालन इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए आधुनिक पर्यावरणीय और नियामक आवश्यकताओं को संबोधित करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

Q1: क्या मैं इस LED को लगातार 100mA पर चला सकता हूँ?
A1: Ta=25°C पर निरंतर फॉरवर्ड करंट के लिए Absolute Maximum Rating 100mA है। हालांकि, आपको डीरेटिंग कर्व (Fig.1) से परामर्श करना चाहिए। बढ़े हुए परिवेश के तापमान पर, अधिकतम जंक्शन तापमान और 150mW पावर डिसिपेशन सीमा को पार करने से रोकने के लिए अधिकतम स्वीकार्य निरंतर करंट काफी कम हो जाता है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, अक्सर कम करंट (जैसे, 50-75mA) के लिए डिजाइन करना उचित होता है।

Q2: रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr) और रेडिएंट पावर (mW) में क्या अंतर है?
A2: रेडिएंट इंटेंसिटी प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित ऑप्टिकल पावर है। रेडिएंट पावर (या फ्लक्स) सभी दिशाओं में उत्सर्जित कुल ऑप्टिकल पावर है। कुल पावर का अनुमान लगाने के लिए, आपको संपूर्ण स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न (Fig.6) पर इंटेंसिटी का एकीकरण करना होगा। 25-डिग्री व्यू एंगल वाले LED के लिए, कुल पावर ऑन-एक्सिस इंटेंसिटी वैल्यू को 4π स्टेरेडियन से गुणा करने पर प्राप्त मान से काफी कम होती है।

Q3: सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन कैसे करें?
A3: सूत्र R = (Vs - VF) / IF का उपयोग करें। अपने चुने हुए IF के लिए डेटाशीट से *अधिकतम* VF का उपयोग करें ताकि सभी परिस्थितियों में रेसिस्टर पर पर्याप्त वोल्टेज ड्रॉप सुनिश्चित हो सके, जिससे ओवरकरंट रोका जा सके। उदाहरण के लिए, 5V सप्लाई और 20mA लक्ष्य के लिए: R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175 ओम। अगले मानक मान (180 ओम) का उपयोग करें। रेसिस्टर में पावर: P = (0.02A)² * 180Ω = 0.072W, इसलिए 1/8W या 1/4W रेसिस्टर सुरक्षित है।

Q4: तालिका में 100mA पल्स्ड पर फॉरवर्ड वोल्टेज 20mA DC की तुलना में कम क्यों है?
A4: यह प्रदान किए गए डेटा में एक विसंगति प्रतीत होती है (100mA पल्स्ड पर टाइप. 1.4V बनाम 20mA पर 1.5V)। वास्तव में, सीरीज रेजिस्टेंस के कारण VF को करंट के साथ बढ़ना चाहिए। 100mA पर पल्स्ड माप में 20mA के DC माप की तुलना में जंक्शन तापमान वृद्धि कम हो सकती है, जो VF को थोड़ा प्रभावित कर सकती है। सुरक्षित रहने के लिए हमेशा अपनी ऑपरेटिंग स्थिति के लिए *अधिकतम* निर्दिष्ट VF का उपयोग करके डिज़ाइन करें।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग उदाहरण

उदाहरण 1: लॉन्ग-रेंज इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर।
उद्देश्य: इंडोर परिस्थितियों में 30 मीटर की रेंज प्राप्त करना।
डिज़ाइन: अधिकतम रेटिंग पर पल्स्ड ऑपरेशन का उपयोग करें। IR533C को 1/40 ड्यूटी साइकल (जैसे, 50μs ऑन, 1950μs ऑफ, ≤100μs, ≤1% स्पेक को पूरा करते हुए) पर 50μs चौड़ाई के 1A पल्स से ड्राइव करें। एक सरल सर्किट में एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग एक छोटे बेस रेसिस्टर के माध्यम से एक NPN ट्रांजिस्टर (जैसे, 2N2222) के बेस को ड्राइव करने के लिए किया जाता है। ट्रांजिस्टर का कलेक्टर LED एनोड से जुड़ा होता है, और LED कैथोड 1A के लिए गणना किए गए कम-मान वाले करंट-सेटिंग रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंड से जुड़ा होता है। LED एनोड उच्च पीक करंट की आपूर्ति के लिए LED के करीब एक चार्ज कैपेसिटर (जैसे, 100μF) से भी जुड़ा होता है। यह सेटअप अधिकतम रेंज के लिए उच्च पल्स्ड रेडिएंट इंटेंसिटी (350 mW/sr टाइप.) का लाभ उठाता है।

उदाहरण 2: निकटता या वस्तु संसूचक सेंसर।
उद्देश्य: 10 सेमी के भीतर किसी वस्तु का पता लगाना।
डिज़ाइन: स्थिर आउटपुट के लिए मध्यम धारा (जैसे, 50mA) पर निरंतर संचालन का उपयोग करें। IR533C को कुछ सेंटीमीटर दूर रखे गए मिलान सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ें। माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके एक विशिष्ट आवृत्ति (जैसे, 38kHz) पर LED ड्राइव धारा को मॉड्यूलेट करें। रिसीवर सर्किट में 38kHz पर ट्यून किया गया एक बैंडपास फ़िल्टर शामिल है। यह तकनीक सिस्टम को परिवेशी प्रकाश परिवर्तनों (सूर्य का प्रकाश, कमरे की रोशनी) से प्रतिरक्षित बनाती है। 940nm तरंगदैर्ध्य दृश्यमान प्रकाश हस्तक्षेप को न्यूनतम करता है। कम VF सिस्टम को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर आपूर्ति से चलाने की अनुमति देता है।

12. संचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड (p-साइड के सापेक्ष n-साइड पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है), तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन जंक्शन के पार p-क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं, और p-क्षेत्र से होल n-क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। ये इंजेक्ट किए गए अल्पसंख्यक वाहक (p-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन, n-क्षेत्र में होल) बहुसंख्यक वाहकों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, पुनर्संयोजन की इस घटना का एक महत्वपूर्ण हिस्सा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा (Eg) द्वारा निर्धारित की जाती है, समीकरण λ ≈ 1240 / Eg के अनुसार (Eg इलेक्ट्रॉन-वोल्ट में और λ नैनोमीटर में)। 940nm उत्सर्जन के लिए ट्यून किए गए GaAlAs के लिए, बैंडगैप लगभग 1.32 eV है। चिप की विशिष्ट डोपिंग और परत संरचना को इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम के भीतर इस विकिरण पुनर्संयोजन प्रक्रिया की दक्षता को अधिकतम करने के लिए इंजीनियर किया गया है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

IR533C जैसे उपकरणों के पीछे मौलिक प्रौद्योगिकी परिपक्व है। हालांकि, व्यापक IR LED बाजार के रुझान उनके अनुप्रयोग और विकास संदर्भ को प्रभावित करते हैं:

• बढ़ी हुई शक्ति और दक्षता: सामग्री विज्ञान में चल रहे शोध का लक्ष्य IR LED की दीवार-प्लग दक्षता (आउटपुट प्रकाश शक्ति / इनपुट विद्युत शक्ति) में सुधार करना है, जिससे अधिक चमकदार आउटपुट या कम बिजली की खपत संभव हो। यह time-of-flight (ToF) सेंसर, LiDAR और चेहरे की पहचान जैसे अनुप्रयोगों द्वारा प्रेरित है।
• लघुरूपण: जहां 5mm थ्रू-होल डिजाइनों के लिए लोकप्रिय बना हुआ है, वहीं स्मार्टफोन और वियरेबल्स जैसे स्वचालित असेंबली और स्थान-सीमित डिजाइनों के लिए सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज (जैसे 0805, 1206 और चिप-स्केल पैकेज) प्रमुख होते जा रहे हैं।
• एकीकृत समाधान: IR LED को एक ड्राइवर IC, फोटोडिटेक्टर और कभी-कभी एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ एक ही मॉड्यूल में संयोजित करने की प्रवृत्ति है। ये "सेंसर फ्यूजन" मॉड्यूल जेस्चर कंट्रोल या उपस्थिति पहचान जैसे अनुप्रयोगों में अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए डिजाइन को सरल बनाते हैं।
• तरंगदैर्ध्य विविधीकरण: जहां 940nm मानक है, वहीं 850nm (जो अक्सर हल्की लाल चमक के रूप में दिखाई देता है) जैसे अन्य तरंगदैर्ध्य उन जगहों पर उपयोग किए जाते हैं जहां कुछ दृश्यता स्वीकार्य है और सिलिकॉन डिटेक्टर संवेदनशीलता थोड़ी अधिक होती है। लंबे तरंगदैर्ध्य (1050nm, 1300nm, 1550nm) का उपयोग विशेष अनुप्रयोगों जैसे आंखों के लिए सुरक्षित LiDAR और ऑप्टिकल संचार के लिए किया जाता है।
• अनुप्रयोग विस्तार: इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT), स्मार्ट होम ऑटोमेशन, ऑटोमोटिव ड्राइवर मॉनिटरिंग और बायोमेट्रिक सुरक्षा की वृद्धि IR533C जैसे विश्वसनीय, कम लागत वाले इन्फ्रारेड एमिटर के लिए लगातार नए अनुप्रयोग बना रही है।