IR323/H0-A 5mm इन्फ्रारेड एलईडी डायोड डेटाशीट - 5mm पैकेज - 1.2V फॉरवर्ड वोल्टेज - 940nm वेवलेंथ - 150mW पावर डिसिपेशन - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

IR323/H0-A एक उच्च-तीव्रता वाला इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है जो 5.0mm नीले प्लास्टिक पैकेज में आता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें 940nm स्पेक्ट्रम रेंज में विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता होती है। डिवाइस की स्पेक्ट्रल विशेषताएं सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल से मेल खाती हैं, जिससे यह विभिन्न प्रकार के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में एक बहुमुखी कोर घटक बन जाता है।

इसके मुख्य लाभों में उच्च विश्वसनीयता, उत्कृष्ट विकिरण तीव्रता और कम फॉरवर्ड वोल्टेज शामिल हैं, जो ऊर्जा-कुशल संचालन में योगदान करते हैं। यह उत्पाद RoHS, EU REACH और हैलोजन-मुक्त जैसे प्रमुख पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण

2.1 Absolute Maximum Ratings

डिवाइस के जीवनकाल और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने के लिए, इसे सख्त सीमाओं के भीतर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) रेटिंग 100 mA है। विशिष्ट शर्तों (पल्स चौड़ाई ≤100μs, ड्यूटी साइकिल ≤1%) के तहत, अनुमत पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) 1.0 A है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5 V है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज (Topr) -40°C से +85°C है, और भंडारण तापमान रेंज -40°C से +100°C है। परिवेश के तापमान ≤25°C पर, अधिकतम पावर डिसिपेशन (Pd) 150 mW है। सोल्डरिंग तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए।

2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ

सभी विशेषताएँ परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। विकिरण तीव्रता (Ie) प्रमुख प्रदर्शन मापदंड है। अग्र धारा (IF) 20mA पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 3.5 mW/sr है, न्यूनतम मान 2.0 mW/sr है। पल्स स्थितियों में (IF=100mA, पल्स चौड़ाई ≤100μs, ड्यूटी साइकिल ≤1%), विशिष्ट तीव्रता 15 mW/sr तक पहुँच सकती है। समान पल्स स्थितियों में, शिखर धारा 1A पर, विशिष्ट तीव्रता 150 mW/sr है।

शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) विशिष्ट रूप से 940nm है, स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) 45nm है। अग्र वोल्टेज (VF) कम है, 20mA पर विशिष्ट मान 1.2V है, अधिकतम मान 1.5V है। 100mA (पल्स) पर, VF विशिष्ट मान 1.3V (अधिकतम 1.6V) है। 1A (पल्स) पर, VF विशिष्ट मान 2.6V (अधिकतम 4.0V) तक बढ़ जाता है। VR=5V पर, रिवर्स करंट (IR) अधिकतम 10 μA है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2) विशिष्ट रूप से 60 डिग्री है, जो उत्सर्जित प्रकाश शंकु के कोण को परिभाषित करता है।

3. बिनिंग सिस्टम विवरण

यह उत्पाद IF=20mA पर मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन स्तर (यानी बिन) प्रदान करता है। यह डिजाइनरों को उनकी संवेदनशीलता आवश्यकताओं के अनुरूप घटकों का सटीक चयन करने में सक्षम बनाता है।

• H बिन:विकिरण तीव्रता की सीमा 2.0 mW/sr (न्यूनतम) से 3.2 mW/sr (अधिकतम) तक है।
• J ग्रेड:विकिरण तीव्रता की सीमा 2.8 mW/sr (न्यूनतम) से 4.5 mW/sr (अधिकतम) तक है।
• K ग्रेड:विकिरण तीव्रता की सीमा 4.0 mW/sr (न्यूनतम) से 6.4 mW/sr (अधिकतम) तक है।

मापन अनिश्चितता विवरण: फॉरवर्ड वोल्टेज ±0.1V, ल्यूमिनस तीव्रता ±10%, प्रमुख तरंगदैर्ध्य ±1.0nm।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature

डेरेटिंग वक्र दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट कम हो जाता है जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है। यह चार्ट थर्मल प्रबंधन और यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि एलईडी सभी पर्यावरणीय परिस्थितियों में अपने सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) के भीतर कार्य करे।

4.2 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रम आउटपुट प्लॉट 940nm पर केंद्रित संकीर्ण बैंड उत्सर्जन की पुष्टि करता है। यह तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टर्स के साथ संगतता के लिए आदर्श है (जिनकी निकट-अवरक्त क्षेत्र में चरम संवेदनशीलता होती है), और छोटी अवरक्त तरंगदैर्ध्य की तुलना में मानव आँख के लिए अधिक अदृश्य है।

4.3 पीक एमिशन वेवलेंथ बनाम परिवेश तापमान

यह वक्र जंक्शन तापमान में परिवर्तन के साथ पीक वेवलेंथ में होने वाले मामूली विस्थापन को दर्शाता है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें व्यापक तापमान सीमा में सटीक स्पेक्ट्रम मिलान की आवश्यकता होती है, इस विस्थापन को समझना महत्वपूर्ण है।

4.4 Forward Current vs. Forward Voltage

IV विशेषता वक्र अरेखीय है, जो डायोड की एक विशिष्ट विशेषता है। यह लागू किए गए अग्र वोल्टेज और उत्पन्न धारा के बीच संबंध दर्शाता है। चाहे नियत धारा स्रोत का उपयोग किया जाए या प्रतिरोध-सीमित वोल्टेज स्रोत का, ड्राइव सर्किट डिजाइन के लिए यह वक्र महत्वपूर्ण है।

4.5 रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच अतिरेखीय संबंध प्रदर्शित करता है। धारा बढ़ने के साथ विकिरण तीव्रता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, विशेष रूप से पल्स उच्च धारा क्षेत्र में, जो उच्च चमक पल्स अनुप्रयोगों में इस उपकरण की क्षमता को उजागर करता है।

4.6 रिलेटिव रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम एंगुलर डिस्प्लेसमेंट

ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण का सहज प्रदर्शन करता है, यह दिखाता है कि केंद्रीय अक्ष (0°) से कोण बढ़ने के साथ उत्सर्जन तीव्रता कैसे कम होती है। विशिष्ट 60-डिग्री दृश्य कोण (आधी तीव्रता पर) इस वक्र द्वारा पुष्ट होता है, जो प्रकाशीय संरेखण और कवरेज डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

5. मैकेनिकल एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज डायमेंशन ड्राइंग

मैकेनिकल ड्राइंग LED के भौतिक आयामों को निर्दिष्ट करती है। प्रमुख आयामों में कुल व्यास 5.0mm, लीड पिच 2.54mm (थ्रू-होल घटकों के लिए मानक पिच), और बेस से लेंस पर विभिन्न बिंदुओं तक की दूरियाँ शामिल हैं। ड्राइंग में शीर्ष दृश्य और पार्श्व दृश्य शामिल हैं, और प्रमुख सहनशीलताएँ चिह्नित हैं (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, आमतौर पर ±0.25mm)। एनोड (सकारात्मक) लीड को आमतौर पर लंबी लीड के रूप में पहचाना जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 लीड फॉर्मिंग

लीड को एपॉक्सी लैंप बेस से कम से कम 3mm की दूरी पर मोड़ा जाना चाहिए। फॉर्मिंग सोल्डरिंग से पहले और कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए ताकि पैकेज पर तनाव लगाने या आंतरिक बॉन्डिंग तारों को नुकसान पहुँचाने से बचा जा सके। स्थापना तनाव को रोकने के लिए PCB होल को LED लीड के साथ सटीक रूप से संरेखित किया जाना चाहिए।

6.2 भंडारण

LED को 30°C या उससे कम तापमान और 70% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। परिवहन के बाद अनुशंसित शेल्फ जीवन 3 महीने है। लंबी अवधि के भंडारण (एक वर्ष तक) के लिए, नाइट्रोजन वातावरण और डेसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर का उपयोग किया जाना चाहिए। नमी-रोधी बैग खोलने के बाद, घटकों को 24 घंटों के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए।

6.3 सोल्डरिंग प्रक्रिया

वेल्डिंग के दौरान, सोल्डर पॉइंट एपॉक्सी एलईडी से कम से कम 3 मिमी दूर होना चाहिए। अनुशंसित शर्तें निम्नानुसार हैं:

• हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप अधिकतम तापमान 300°C (अधिकतम शक्ति 30W), अधिकतम सोल्डरिंग समय 3 सेकंड।
• वेव सोल्डरिंग/डिप सोल्डरिंग:प्रीहीट अधिकतम तापमान 100°C (अधिकतम 60 सेकंड), सोल्डर बाथ अधिकतम तापमान 260°C, अधिकतम 5 सेकंड।

एक अनुशंसित सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो क्रमिक तापन, लिक्विडस तापमान से ऊपर निर्दिष्ट समय और नियंत्रित शीतलन प्रक्रिया दर्शाती है। तीव्र थर्मल चक्र से बचें। डिप या हैंड सोल्डरिंग एक बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। एलईडी के गर्म होने पर, इसे यांत्रिक आघात 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। आंतरिक संरचना को नुकसान पहुंचाने की संभावना के कारण, अल्ट्रासोनिक सफाई की अनुशंसा नहीं की जाती है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 लेबल विनिर्देश

पैकेजिंग पर लेबल में महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है: ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकेज मात्रा (QTY), चमकदार तीव्रता ग्रेड (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF), बैच संख्या (LOT No) और माह कोड (X)।

7.2 पैकेजिंग विनिर्देश

LED को एंटीस्टैटिक बैग में पैक किया जाता है। मानक पैकेजिंग प्रक्रिया है: प्रति बैग 200-500 टुकड़े, प्रति आंतरिक बॉक्स 5 बैग, प्रति मुख्य (बाहरी) कार्टन 10 आंतरिक बॉक्स।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• फ्री-स्पेस ट्रांसमिशन सिस्टम:शॉर्ट-रेंज वायरलेस डेटा लिंक, रिमोट कंट्रोल या प्रॉक्सिमिटी सेंसर के लिए उपयोग किया जाता है।
• फोटोइलेक्ट्रिक स्विच और वस्तु पहचान:किसी वस्तु की उपस्थिति, स्थिति या गति का पता लगाने के लिए फोटोडिटेक्टर के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है।
• फ्लॉपी डिस्क ड्राइव:इतिहास में डिस्क की उपस्थिति या ट्रैक स्थिति का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता था।
• धुआं संसूचक:ऑब्स्क्योरेशन-प्रकार के संसूचकों के लिए उपयोग किया जाता है, जहां धुएं के कण अवरक्त किरण पुंज को बिखेरते या अवरुद्ध करते हैं।
• सामान्य अवरक्त प्रणाली:कोई भी अनुप्रयोग जिसे विश्वसनीय 940nm अवरक्त प्रकाश स्रोत की आवश्यकता हो।

8.2 डिज़ाइन विचार

• ड्राइवर सर्किट:आवश्यक फॉरवर्ड करंट (IF) निर्धारित करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं की गणना करते समय फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ड्रॉप पर विचार करें।
• थर्मल प्रबंधन:डेरेटिंग कर्व का पालन करें। उच्च धारा निरंतर संचालन या परिवेश तापमान में वृद्धि के मामलों में, जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर रखने के लिए हीट सिंक या फोर्स्ड एयर कूलिंग के उपयोग पर विचार किया जाना चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:60-डिग्री व्यूइंग एंगल बीम विचलन कोण को परिभाषित करता है। विभिन्न बीम पैटर्न के लिए, लेंस या एपर्चर का उपयोग किया जा सकता है। रिसीविंग सेंसर के साथ सही संरेखण सुनिश्चित करें।
• विद्युत सुरक्षा:अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5V होने के कारण, रिवर्स वोल्टेज स्पाइक्स और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के खिलाफ सुरक्षा उपाय शामिल किए जाने चाहिए।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

IR323/H0-A अपने मानक 5mm थ्रू-होल पैकेज, सटीक रूप से परिभाषित 940nm वेवलेंथ और उच्च विकिरण तीव्रता के संयोजन के माध्यम से विभेदित होता है। सामान्य-उद्देश्य इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में, यह गारंटीकृत प्रदर्शन ग्रेडिंग, व्यापक पर्यावरण अनुपालन (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) और विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों द्वारा समर्थित विस्तृत, विश्वसनीय डेटाशीट विनिर्देश प्रदान करता है। कम फॉरवर्ड वोल्टेज बैटरी-संचालित अनुप्रयोगों के लिए एक लाभ है, जो ड्राइव सर्किट की बिजली खपत को कम करता है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: H, J और K ग्रेड में क्या अंतर है?
उत्तर: ये ग्रेड 20mA धारा पर विभिन्न गारंटीकृत न्यूनतम और अधिकतम विकिरण तीव्रता स्तरों का प्रतिनिधित्व करते हैं। K ग्रेड का आउटपुट सबसे अधिक होता है, उसके बाद J ग्रेड और फिर H ग्रेड आता है। कृपया रिसीवर सर्किट की आवश्यक संवेदनशीलता के आधार पर चयन करें।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। 20mA पर, फॉरवर्ड वोल्टेज केवल लगभग 1.2-1.5V होता है। सीधे 5V से जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे LED क्षतिग्रस्त हो सकती है। धारा को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला अवरोधक का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 5V पावर स्रोत का उपयोग करते हुए, लक्ष्य IF=20mA, R = (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 ओम (मानक 200 ओम अवरोधक का उपयोग किया जा सकता है)।

प्रश्न: पीक करंट (1A) निरंतर करंट (100mA) से इतना अधिक क्यों है?
उत्तर: यह तापीय सीमा के कारण है। उच्च निरंतर धारा पर, अर्धचालक जंक्शन में ऊष्मा जमा हो जाती है। पल्स मोड में (बहुत कम अवधि के पल्स और कम ड्यूटी साइकिल), जंक्शन के पास अधिक गर्म होने का समय नहीं होता, जिससे कम समय के लिए उच्च तात्कालिक धारा की अनुमति मिलती है।

प्रश्न: क्या नीले पैकेज रंग का कोई विशेष अर्थ है?
उत्तर: नीला प्लास्टिक एपॉक्सी रेजिन है, जो इसके द्वारा उत्सर्जित 940nm अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी है। यह रंग दृश्य पहचान के लिए है और आउटपुट तरंगदैर्ध्य पर फ़िल्टरिंग प्रभाव नगण्य है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

एक साधारण वस्तु पहचान सेंसर डिज़ाइन करें:IR323/H0-A को एक फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जाता है। LED और फोटोट्रांजिस्टर को एक चैनल के दोनों ओर आमने-सामने रखें। जब कोई वस्तु अवरक्त किरण पुंज को अवरुद्ध करती है, तो फोटोट्रांजिस्टर से सिग्नल गिर जाता है। 940nm तरंगदैर्ध्य अदृश्य है, जो परिवेशी दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप को रोकता है। उच्च विकिरण तीव्रता कुछ सेंटीमीटर से एक मीटर की दूरी (संरेखण और प्रकाशिकी डिज़ाइन पर निर्भर) पर विश्वसनीय पहचान के लिए मजबूत सिग्नल सुनिश्चित करती है। कम फॉरवर्ड वोल्टेज सेंसर को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड द्वारा संचालित करने की अनुमति देता है, केवल LED के लिए एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच और करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता होती है।

12. कार्य सिद्धांत

अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड (IR LED) एक अर्धचालक 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 होते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उपयोग की गई विशिष्ट अर्धचालक सामग्री (गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) ऊर्जा बैंड गैप निर्धारित करती है, जो उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है - इस मामले में लगभग 940nm, निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में। प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन अर्धचालक चिप को सील और सुरक्षित करता है, साथ ही उत्सर्जित बीम को आकार देने के लिए प्राथमिक लेंस के रूप में कार्य करता है।

13. तकनीकी रुझान

अवरक्त LED प्रौद्योगिकी का निरंतर विकास जारी है। समग्र रुझानों में विकिरण तीव्रता और शक्ति दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्सर्जन) में वृद्धि शामिल है, जिससे लंबी दूरी या कम बिजली की खपत संभव होती है। लघुरूपण भी एक रुझान है, सतह माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज स्वचालित असेंबली में थ्रू-होल प्रकारों की तुलना में अधिक प्रचलित हैं। इसके अलावा, एकीकरण एक प्रमुख रुझान है, जहां LED को ड्राइवर, मॉड्यूलेटर और यहां तक कि सेंसर के साथ विशिष्ट अनुप्रयोगों जैसे जेस्चर सेंसिंग या टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (ToF) रेंजिंग के लिए एकल मॉड्यूल में जोड़ा जाता है। मूलभूत सामग्री विज्ञान का ध्यान विश्वसनीयता, थर्मल प्रदर्शन और तरंगदैर्ध्य स्थिरता में सुधार पर है।