5mm इन्फ्रारेड एलईडी HIR333C/H0 डेटाशीट - 5.0mm पैकेज - 850nm वेवलेंथ - 1.65V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक 5.0mm (T-1 3/4) थ्रू-होल इन्फ्रारेड (IR) एमिटिंग डायोड के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण 850nm की चरम तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे विभिन्न अवरक्त संवेदन और संचरण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। इसे वाटर-क्लियर प्लास्टिक पैकेज में रखा गया है, जो उच्च विकिरण आउटपुट की अनुमति देता है।

1.1 मुख्य लाभ

The primary advantages of this component include its high reliability and high radiant intensity. It features a कम अग्र वोल्टेज, which contributes to energy efficiency in circuit designs. The device is constructed using lead-free materials and complies with major environmental and safety regulations, including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Target Market and Applications

यह इन्फ्रारेड एलईडी सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल के साथ वर्णक्रमीय रूप से मेल खाती है। इसके विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• डेटा संचार के लिए फ्री-एयर ट्रांसमिशन सिस्टम।
• उच्च शक्ति आउटपुट की आवश्यकता वाली इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल इकाइयाँ।
• धुआं पता लगाने वाली प्रणालियाँ।
• संवेदन और पता लगाने के लिए सामान्य इन्फ्रारेड अनुप्रयोग प्रणालियाँ।

2. In-Depth Technical Parameter Analysis

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

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये निरंतर संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।

• निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF): 100 mA
• Peak Forward Current (IFP): 1.0 A (Pulse Width ≤100μs, Duty Cycle ≤1%)
• Reverse Voltage (VR): 5 V
• Operating Temperature (Topr): -40°C to +85°C
• भंडारण तापमान (Tstg): -40°C to +85°C
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol): 260°C for ≤5 seconds
• 25°C पर शक्ति अपव्यय (Pd): 150 mW

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर मापे जाते हैं और निर्दिष्ट परिस्थितियों में डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• Radiant Intensity (Ie): 20mA के अग्र धारा (IF) पर न्यूनतम विशिष्ट मान 7.8 mW/sr है। स्पंदित परिस्थितियों (IF=100mA, Pulse Width ≤100μs, Duty ≤1%) में, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 80 mW/sr है। समान स्पंदित परिस्थितियों में 1A की शिखर धारा पर, यह 800 mW/sr तक पहुँचती है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λp): 850 nm (typical) at IF=20mA.
• वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ): 45 nm (typical) at IF=20mA, indicating the spectral width at half the maximum intensity.
• Forward Voltage (VF): Ranges from 1.45V (typical) to a maximum of 1.65V at IF=20mA. It increases with higher current, reaching a maximum of 2.40V at 100mA and 5.25V at 1A under pulsed operation.
• Reverse Current (IR): VR=5V पर अधिकतम 10 μA.
• व्यू एंगल (2θ1/2): IF=20mA पर 30 डिग्री (टिपिकल), जो कोणीय प्रसार को परिभाषित करता है जहां रेडिएंट इंटेंसिटी अपने चरम मूल्य के कम से कम आधी होती है।

2.3 Thermal Characteristics

डिवाइस का प्रदर्शन तापमान पर निर्भर है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 25°C पर खुले वातावरण में 150 mW रेटेड है। डिजाइनरों को दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए उच्च परिवेशी तापमान पर संचालित करते समय इस मान को डीरेट करने पर विचार करना चाहिए।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पाद IF=20mA पर मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन ग्रेड, या "बिन" में उपलब्ध है। यह डिजाइनरों को एक ऐसे घटक का चयन करने की अनुमति देता है जो उनके अनुप्रयोग की संवेदनशीलता आवश्यकताओं से सटीक रूप से मेल खाता है।

विकिरण तीव्रता के लिए बिनिंग संरचना इस प्रकार है:

• Bin M: 7.8 - 12.5 mW/sr
• Bin N: 11.0 - 17.6 mW/sr
• Bin P: 15.0 - 24.0 mW/sr
• Bin Q: 21.0 - 34.0 mW/sr
• Bin R: 30.0 - 48.0 mW/sr

डेटाशीट यह भी दर्शाता है कि डिवाइस डॉमिनेंट वेवलेंथ (HUE) और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के लिए रैंक्स के साथ उपलब्ध है, हालांकि इन पैरामीटर्स के लिए विशिष्ट बिन कोड प्रदत्त अंश में विस्तृत नहीं हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature

यह वक्र दर्शाता है कि कैसे 25°C से अधिक परिवेश के तापमान में वृद्धि होने पर अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट का डीरेटिंग होता है। विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, उच्च तापमान पर ऑपरेटिंग करंट को कम किया जाना चाहिए।

4.2 स्पेक्ट्रल वितरण

ग्राफ 850nm शिखर के आसपास केंद्रित तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम में सापेक्ष विकिरण शक्ति आउटपुट को दर्शाता है। 45nm बैंडविड्थ उत्सर्जित तरंगदैर्ध्य की सीमा को इंगित करता है।

4.3 पीक एमिशन वेवलेंथ बनाम परिवेश तापमान

यह संबंध दर्शाता है कि जंक्शन तापमान में परिवर्तन के साथ शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) कैसे विस्थापित होता है। आमतौर पर, तापमान बढ़ने के साथ तरंगदैर्ध्य थोड़ा बढ़ जाता है, जो डिटेक्टर के साथ सटीक वर्णक्रमीय मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण कारक है।

4.4 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IV वक्र)

यह मूलभूत वक्र डायोड के पार लगाए गए वोल्टेज और परिणामी धारा प्रवाह के बीच घातीय संबंध को दर्शाता है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी (जैसे, एक श्रृंखला रोकनेवाला का चयन) डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

4.5 विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह प्लॉट दर्शाता है कि रेडिएंट इंटेंसिटी फॉरवर्ड करंट के साथ सुपर-लीनियर रूप से बढ़ती है। हालांकि, बहुत अधिक धाराओं (विशेष रूप से DC) पर संचालन से ऊष्मा उत्पादन में वृद्धि और संभावित दक्षता हानि होती है, जिससे उच्च-तीव्रता आवश्यकताओं के लिए पल्स्ड ऑपरेशन बेहतर हो जाता है।

4.6 रिलेटिव रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम एंगुलर डिस्प्लेसमेंट

यह ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण (2θ1/2 = 30°) का दृष्टिगत रूप से प्रतिनिधित्व करता है। यह दर्शाता है कि केंद्रीय अक्ष (0°) से दूर होने पर प्रेक्षण कोण के साथ तीव्रता कैसे कम होती है, जो प्रकाशीय प्रणालियों को डिजाइन करने और उत्सर्जकों को संसूचकों के साथ संरेखित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

The device conforms to the standard T-1 3/4 (5mm) radial leaded package. Key dimensions include the overall diameter of approximately 5.0mm and a standard lead spacing of 2.54mm (0.1 inches), compatible with standard perforated boards. The dimensional drawing specifies tolerances of ±0.25mm unless otherwise noted. The exact shape of the lens dome and the lead length are defined in the detailed package drawing.

5.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आमतौर पर प्लास्टिक लेंस रिम पर एक सपाट स्थान या छोटे लीड द्वारा पहचाना जाता है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए सर्किट असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता का पालन किया जाना चाहिए।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

यांत्रिक और तापीय क्षति को रोकने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।

6.1 Lead Forming

• बेंडिंग एपॉक्सी बल्ब के आधार से कम से कम 3 मिमी दूर होनी चाहिए।
• सोल्डरिंग से पहले लीड्स को फॉर्म करें।
• मोड़ते समय पैकेज पर तनाव लगाने से बचें।
• कमरे के तापमान पर लीड्स काटें।
• माउंटिंग तनाव से बचने के लिए सुनिश्चित करें कि PCB होल LED लीड्स के साथ पूरी तरह संरेखित हों।

6.2 भंडारण की शर्तें

• Store at ≤30°C and ≤70% Relative Humidity (RH).
• मूल पैकेजिंग में अधिकतम भंडारण जीवन 3 महीने है।
• लंबे समय तक भंडारण (1 वर्ष तक) के लिए, नाइट्रोजन वातावरण और डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर का उपयोग करें।
• संक्षेपण को रोकने के लिए आर्द्र वातावरण में तापमान में तेज बदलाव से बचें।

6.3 सोल्डरिंग पैरामीटर्स

Hand Soldering: आयरन टिप तापमान ≤300°C (अधिकतम 30W आयरन के लिए), प्रति लीड सोल्डरिंग समय ≤3 सेकंड। सोल्डर जॉइंट से एपॉक्सी बल्ब तक न्यूनतम 3mm की दूरी बनाए रखें।
वेव/डिप सोल्डरिंग: प्रीहीट तापमान ≤100°C, ≤60 सेकंड के लिए। सोल्डर बाथ तापमान ≤260°C, ≤5 सेकंड के लिए। 3mm दूरी का नियम बनाए रखें।
सामान्य नियम: उच्च तापमान पर लीड्स पर तनाव न लगाएं। एक ही डिवाइस को एक से अधिक बार सोल्डर करने से बचें। कमरे के तापमान पर ठंडा होने के दौरान डिवाइस को झटके/कंपन से बचाएं। तेजी से ठंडा करने की प्रक्रियाओं का उपयोग न करें। वेव सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित सोल्डरिंग प्रोफाइल का पालन करें।

6.4 सफाई

The datasheet mentions that cleaning should be performed only when necessary, though specific cleaning agent recommendations or ultrasonic cleaning parameters are not detailed in the provided excerpt. Standard practice is to use mild, non-aggressive cleaners compatible with epoxy resin.

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

डिवाइस को ESD सुरक्षा के लिए एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किया जाता है। मानक पैकिंग प्रवाह इस प्रकार है:
1. प्रति एंटी-स्टैटिक बैग 500 टुकड़े।
2. प्रति आंतरिक कार्टन 5 बैग (2,500 टुकड़े)।
3. प्रति मास्टर बाहरी कार्टन 10 आंतरिक कार्टन (25,000 टुकड़े)।

7.2 लेबल फॉर्म विशिष्टता

उत्पाद लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है:
- CPN (Customer's Part Number)
- P/N (Manufacturer's Part Number: HIR333C/H0)
- QTY (Packing Quantity)
- CAT (Luminous/Radient Intensity Rank, e.g., M, N, P, Q, R)
- HUE (Dominant Wavelength Rank)
- REF (Forward Voltage Rank)
- LOT No. (Lot Number for traceability)
- Date Code

8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सबसे आम ड्राइव सर्किट फॉरवर्ड करंट को सीमित करने के लिए एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला है। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vcc - Vf) / If, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, Vf एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज है (विश्वसनीयता के लिए अधिकतम मान का उपयोग करें), और If वांछित फॉरवर्ड करंट है। पल्स्ड ऑपरेशन (जैसे, रिमोट कंट्रोल में) के लिए, उच्च पीक करंट (1A तक) देने के लिए आमतौर पर एक ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग किया जाता है, जबकि औसत शक्ति को सीमा के भीतर रखने के लिए कम ड्यूटी साइकल बनाए रखा जाता है।

8.2 ऑप्टिकल डिज़ाइन नोट्स

30-डिग्री का दृश्य कोण बीम संकेंद्रण और कवरेज के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। लंबी रेंज या संकीर्ण बीम अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। वॉटर-क्लियर लेंस 850nm संचरण के लिए इष्टतम है। अधिकतम सिस्टम दक्षता के लिए सुनिश्चित करें कि रिसीवर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड, या IC) 850nm क्षेत्र में वर्णक्रमीय रूप से संवेदनशील है।

8.3 थर्मल मैनेजमेंट

हालांकि पैकेज 25°C पर 150mW का अपव्यय कर सकता है, उच्च धाराओं या उन्नत परिवेशी तापमान पर निरंतर संचालन के लिए लीड्स के माध्यम से प्रभावी हीट सिंकिंग या सावधानीपूर्वक बोर्ड लेआउट आवश्यक है। पल्स्ड ड्राइव मोड का उपयोग औसत शक्ति अपव्यय और थर्मल स्ट्रेस को काफी कम कर देता है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

Compared to standard visible LEDs or other IR LEDs, this device's key differentiators are its combination of high radiant intensity (up to 48 mW/sr in Bin R), कम अग्र वोल्टेज (आमतौर पर 1.45V), और व्यापक पर्यावरण अनुपालन (RoHS, REACH, Halogen-Free). GaAlAs चिप सामग्री का उपयोग उच्च-दक्षता 850nm उत्सर्जन के लिए मानक है। 5mm पैकेज एक मजबूत थ्रू-होल फॉर्म फैक्टर प्रदान करता है जो औद्योगिक और उपभोक्ता अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है जहां सतह-माउंट उपकरण आदर्श नहीं हो सकते हैं।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: क्या मैं इस LED को लगातार 100mA पर चला सकता हूं?
A: निरंतर अग्र धारा के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 100mA है। हालांकि, इस अधिकतम धारा पर निरंतर संचालन से काफी ऊष्मा उत्पन्न होगी (Pd ≈ Vf * If)। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, विशेष रूप से यदि परिवेश का तापमान 25°C से अधिक है, तो धारा को डीरेट करने या हीट सिंक का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

Q: बिन (M, N, P, Q, R) के बीच क्या अंतर है?
A: बिन 20mA पर चलाए जाने पर LED की न्यूनतम और अधिकतम विकिरण तीव्रता को वर्गीकृत करते हैं। बिन M में सबसे कम आउटपुट (7.8-12.5 mW/sr) होता है, और बिन R में सबसे अधिक (30.0-48.0 mW/sr) होता है। अपने रिसीवर सर्किट की आवश्यक सिग्नल शक्ति और संवेदनशीलता के आधार पर एक बिन का चयन करें।

Q: 1A पर अग्र वोल्टेज 20mA की तुलना में अधिक क्यों है?
A> This is due to the internal series resistance of the semiconductor die and the bond wires. As current increases, the voltage drop across this resistance (V = I*R) increases, leading to a higher total forward voltage.

Q: मैं 800 mW/sr रेडिएंट इंटेंसिटी कैसे प्राप्त करूं?
A: यह इंटेंसिटी पल्स्ड स्थितियों के तहत निर्दिष्ट है: 1A का फॉरवर्ड करंट, 100 माइक्रोसेकंड या उससे कम की पल्स चौड़ाई, और 1% या उससे कम का ड्यूटी साइकिल। यह बहुत अधिक तात्कालिक ऑप्टिकल आउटपुट की अनुमति देते हुए हीटिंग को न्यूनतम करता है।

11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडीज़

केस स्टडी 1: लॉन्ग-रेंज इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल
एक डिज़ाइनर को 30 मीटर से अधिक रेंज वाले रिमोट कंट्रोल की आवश्यकता है। अधिकतम आउटपुट के लिए वे Bin R में HIR333C/H0 का चयन करते हैं। सर्किट मॉड्यूलेटेड डेटा पल्स उत्पन्न करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है। LED को एक NPN ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से 1A पल्स (100μs चौड़ाई, 1% ड्यूटी साइकिल) से चलाया जाता है। उच्च पीक इंटेंसिटी यह सुनिश्चित करती है कि एक मजबूत सिग्नल दूरस्थ रिसीवर तक पहुंचे, जबकि कम ड्यूटी साइकिल बैटरी खपत और डिवाइस हीटिंग को न्यूनतम रखती है।

केस स्टडी 2: एक औद्योगिक वातावरण में प्रॉक्सिमिटी सेंसर
एक स्वचालित मशीन को एक मजबूत प्रॉक्सिमिटी सेंसर की आवश्यकता होती है। एक आईआर एलईडी और एक फोटोट्रांजिस्टर को एक कन्वेयर पथ के आर-पार एक-दूसरे के सामने रखा गया है। एलईडी को 50mA की निरंतर धारा (विश्वसनीयता के लिए 100mA अधिकतम से कम) से संचालित किया जाता है। 850nm तरंगदैर्ध्य दृश्यमान लाल एलईडी की तुलना में परिवेशी दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप के प्रति कम संवेदनशील है। 30-डिग्री बीम अत्यधिक फैलाव के बिना पर्याप्त कवरेज प्रदान करता है। सेंसर तब पता लगाता है जब कोई वस्तु बीम को अवरुद्ध करती है।

12. कार्य सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (आईआर एलईडी) एक सेमीकंडक्टर पी-एन जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो चिप के सक्रिय क्षेत्र के भीतर एन-क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन पी-क्षेत्र के होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। चिप के सक्रिय क्षेत्र में प्रयुक्त विशिष्ट सामग्री (इस मामले में, गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। GaAlAs के लिए, इसके परिणामस्वरूप लगभग 850nm की शिखर तरंगदैर्ध्य वाला अवरक्त प्रकाश उत्पन्न होता है, जो मानव आँख के लिए अदृश्य होता है लेकिन सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स द्वारा आसानी से पता लगाया जा सकता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

इन्फ्रारेड एलईडी में रुझान उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट इनपुट अधिक विकिरण आउटपुट) की ओर बना हुआ है, जो या तो कम बिजली की खपत या एक ही पैकेज से उच्च आउटपुट की अनुमति देता है। IrDA और ऑप्टिकल वायरलेस नेटवर्क जैसे डेटा संचार अनुप्रयोगों के लिए उच्च-गति मॉड्यूलेशन क्षमताओं की ओर भी एक प्रवृत्ति है। पैकेजिंग उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए बेहतर थर्मल प्रदर्शन वाले सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) को शामिल करने के लिए विकसित हो रही है, हालांकि 5mm जैसे थ्रू-होल पैकेज अपनी यांत्रिक मजबूती और प्रोटोटाइप बनाने में आसानी के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं। सरलीकृत सिस्टम डिजाइन के लिए ड्राइवर सर्किट्री और फोटोडिटेक्टर्स के साथ एकीकरण एक और सामान्य प्रवृत्ति है।