विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 2.3 Transfer Characteristics
- 3. Performance Curve Analysis
- 4. Mechanical and Package Information
- 4.1 Package Dimensions and Variants
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
- 7. एप्लिकेशन अनुशंसाएँ
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 7.2 डिज़ाइन विचार और सर्वोत्तम प्रथाएँ
- 8. तकनीकी तुलना और चयन मार्गदर्शिका
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण
- 11. संचालन सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
4N2X, 4N3X, और H11AX श्रृंखलाएँ 6-पिन ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) फोटोट्रांजिस्टर फोटोकपलर (जिन्हें ऑप्टोकपलर या ऑप्टो-आइसोलेटर भी कहा जाता है) के परिवार हैं। प्रत्येक डिवाइस में एक गैलियम आर्सेनाइड इन्फ्रारेड लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) होता है, जो एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर डिटेक्टर से प्रकाशीय रूप से युग्मित होता है। यह विन्यास इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच पूर्ण विद्युत अलगाव प्रदान करता है, जिससे ये इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में सुरक्षा, शोर प्रतिरक्षा और वोल्टेज स्तर परिवर्तन के लिए आवश्यक घटक बन जाते हैं।
मूल कार्य प्रकाश के माध्यम से संकेत संचरण है, जो प्रत्यक्ष विद्युत कनेक्शन को समाप्त करता है। इनपुट धारा इन्फ्रारेड LED को ऊर्जित करती है, जो धारा के समानुपाती प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह प्रकाश फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र पर पड़ता है, जिससे एक बेस धारा उत्पन्न होती है और कलेक्टर-एमिटर धारा को प्रवाहित होने देती है, जिससे पृथक आउटपुट पक्ष पर इनपुट संकेत की प्रतिकृति बन जाती है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
ये फोटोकपलर विश्वसनीय सिग्नल अलगाव की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इनके प्रमुख लाभों में 5000V का उच्च अलगाव वोल्टेज शामिल हैrms, which is critical for protecting low-voltage control circuits (like microprocessors) from high-voltage mains या motor drive sections. The extended creepage distance of >7.62mm further enhances safety and reliability इन high-voltage environments. With an operating temperature range of -55°C to +110°C, they are suitable for industrial, automotive, and harsh environment applications.
कॉम्पैक्ट DIP पैकेज स्टैंडर्ड, वाइड-लीड स्पेसिंग (0.4 इंच), और सरफेस-माउंट (SMD) वेरिएंट में उपलब्ध है, जो थ्रू-होल और स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए लचीलापन प्रदान करता है। इन उपकरणों में प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा एजेंसियों जैसे UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO, और CQC से अनुमोदन प्राप्त हैं, जो उन्हें वैश्विक रूप से विपणित उपकरणों में उपयोग के लिए सुविधाजनक बनाता है जिन्हें कठोर सुरक्षा मानकों का पालन करना होता है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
डेटाशीट व्यापक विद्युत और प्रकाशीय विशिष्टताएँ प्रदान करती है, जो उचित सर्किट डिजाइन और विश्वसनीयता आश्वासन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी डिवाइस क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- Input (LED) Side: अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) 60mA है। एक संक्षिप्त पीक फॉरवर्ड करंट (IFM10µs के लिए 1A की एक चरम रिवर्स करंट (I_R) की अनुमति है, जो क्षणिक दमन के लिए प्रासंगिक है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) मात्र 6V है, जो दर्शाता है कि LED उच्च रिवर्स बायस के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है और AC सर्किट में उपयोग किए जाने पर सुरक्षा की आवश्यकता है।
- आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) साइड: कलेक्टर-एमिटर और कलेक्टर-बेस ब्रेकडाउन वोल्टेज (Vसीईओ, वीसीबीओ) दोनों 80V हैं, जो ट्रांजिस्टर के बंद अवस्था में लगाए जा सकने वाले अधिकतम वोल्टेज को परिभाषित करते हैं। एमिटर-बेस और एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (VEBO, वीECO) 7V तक सीमित हैं।
- शक्ति और तापीय: कुल डिवाइस शक्ति अपव्यय (PTOT) 25°C पर 200mW है। डिरेटिंग फैक्टर प्रदान किए गए हैं: इनपुट साइड के लिए 100°C से ऊपर 3.8 mW/°C और आउटपुट साइड के लिए 100°C से ऊपर 9.0 mW/°C। ये ऊंचे परिवेश के तापमान पर अधिकतम स्वीकार्य शक्ति की गणना करने और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
- इंसुलेशन: इंसुलेशन वोल्टेज (VISO) of 5000Vrms for 1 minute is a key safety parameter, tested with pins 1-2-3 shorted together and pins 4-5-6 shorted together.
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये मापदंड सामान्य परिस्थितियों (Ta=25°C) में मापे जाते हैं और डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- इनपुट LED विशेषताएँ: फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) आमतौर पर IF=10mA पर 1.2V होता है, अधिकतम 1.5V तक। इसका उपयोग आवश्यक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना के लिए किया जाता है। रिवर्स करंट (IR) is very low (<10µA at VR=6V). इनपुट कैपेसिटेंस (Cइन) आमतौर पर 30pF होती है।
- आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर विशेषताएँ: Dark currents (Iसीबीओ, Iसीईओ) are in the nanoampere range, indicating very low leakage when the LED is off. Breakdown voltages (BVसीईओ, BVसीबीओ, etc.) confirm the 80V and 7V limits from the absolute ratings.
2.3 Transfer Characteristics
These parameters describe the coupling efficiency and switching performance between the input and output.
- Current Transfer Ratio (CTR): यह सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जिसे (IC / IF) * 100% के रूप में परिभाषित किया गया है। यह पार्ट नंबर के अनुसार काफी भिन्न होता है, जिससे एक प्रदर्शन ग्रेडिंग प्रणाली बनती है:
- High CTR (>100%): 4N35, 4N36, 4N37.
- मध्यम-उच्च CTR (50%): H11A1.
- मध्यम CTR (30%): H11A5.
- मानक CTR (20%): 4N25, 4N26, 4N38, H11A2, H11A3.
- Lower CTR (10%): 4N27, 4N28, H11A4.
- संतृप्ति वोल्टेज (VCE(sat)): यह फोटोट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप है जब वह पूरी तरह से चालू होता है। कम मान (उदाहरण के लिए, 4N3X श्रृंखला के लिए अधिकतम 0.3V, IF=10mA, IC=0.5mA पर) बेहतर प्रदर्शन दर्शाते हैं, जो आउटपुट स्टेज में बिजली की हानि को कम करते हैं।
- स्विचिंग गति: Turn-on (ton) and turn-off (toff) विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (V के तहत विभिन्न श्रृंखलाओं के लिए समय निर्दिष्ट किए गए हैंCC=10V, RL=100Ω). 4N2X/H11AX श्रृंखला आम तौर पर 4N3X श्रृंखला (ton, toffके लिए 9µs typ.) की तुलना में तेज़ (3µs typ.) होती है। यह डिजिटल सिग्नल ट्रांसमिशन और PWM अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- Isolation Parameters: अलगाव प्रतिरोध (RIO) is extremely high (>1011 Ω), और इनपुट-आउटपुट कैपेसिटेंस (CIO) बहुत कम है (0.2pF typ.), जो आइसोलेशन बैरियर के पार उच्च-आवृत्ति शोर की कैपेसिटिव कपलिंग को न्यूनतम करता है।
3. Performance Curve Analysis
हालांकि PDF "टिपिकल इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक्स कर्व्स" के लिए प्लेसहोल्डर टेक्स्ट दिखाता है, ऐसे कर्व्स फोटोकपलर के लिए मानक हैं और आम तौर पर शामिल होते हैं:
- करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) बनाम फॉरवर्ड करंट (IF): दिखाता है कि दक्षता LED ड्राइव करंट के साथ कैसे बदलती है, जो अक्सर एक विशिष्ट करंट पर चरम पर होती है।
- CTR बनाम तापमान: उच्च तापमान पर CTR के क्षरण को दर्शाता है, जो उच्च-तापमान संचालन के लिए एक महत्वपूर्ण डीरेटिंग कारक है।
- कलेक्टर करंट (IC) बनाम कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCE): आउटपुट विशेषता वक्र जो फोटोट्रांजिस्टर के व्यवहार को विभिन्न क्षेत्रों (संतृप्ति, सक्रिय) में दर्शाते हैं।
- स्विचिंग समय बनाम लोड प्रतिरोध (RL): दर्शाता है कि पुल-अप रेसिस्टर के चयन से राइज और फॉल टाइम कैसे प्रभावित होते हैं।
डिज़ाइनरों को अपनी विशिष्ट गति और आउटपुट आवश्यकताओं के लिए LED करंट, लोड रेसिस्टर और ऑपरेटिंग तापमान जैसे पैरामीटर को अनुकूलित करने के लिए पूर्ण डेटाशीट से इन वक्रों का परामर्श लेना चाहिए।
4. Mechanical and Package Information
डिवाइस विभिन्न असेंबली आवश्यकताओं के अनुरूप कई 6-पिन DIP पैकेज वेरिएंट में पेश किए जाते हैं।
4.1 Package Dimensions and Variants
डेटाशीट में प्रत्येक विकल्प के लिए विस्तृत यांत्रिक चित्र शामिल हैं। मुख्य आयामों में कुल लंबाई, चौड़ाई, पिन अंतराल और लीड आयाम शामिल हैं।
- Standard DIP Type: 0.1-inch (2.54mm) पंक्ति अंतराल वाला क्लासिक थ्रू-होल पैकेज।
- Option M Type: यह "वाइड लीड बेंड" प्रदान करता है जो 0.4-inch (10.16mm) लीड अंतराल देता है। यह इनपुट और आउटपुट पिनों के बीच क्रीपेज और क्लीयरेंस दूरी बढ़ाता है, जिससे उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए अलगाव विश्वसनीयता बढ़ती है।
- Option S & S1 Types: सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) संस्करण। विकल्प S1 एक "लो प्रोफाइल" संस्करण है, जिसकी पैकेज ऊंचाई मानक S विकल्प की तुलना में कम है, जो स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए लाभकारी है।
सभी पैकेज एक ढले हुए बॉडी से सुसज्जित हैं जो आवश्यक इन्सुलेशन प्रदान करती है। पिन कॉन्फ़िगरेशन मानकीकृत है: पिन 1 (एनोड), पिन 2 (कैथोड), पिन 3 (NC), पिन 4 (एमिटर), पिन 5 (कलेक्टर), पिन 6 (बेस)। बेस पिन (6) अक्सर अनकनेक्टेड छोड़ दिया जाता है लेकिन कुछ सर्किटों में बैंडविड्थ सुधार या बायस नियंत्रण के लिए उपयोग किया जा सकता है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
The absolute maximum ratings specify a soldering temperature (TSOL260°C पर 10 सेकंड के लिए (tL)। यह वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक विशिष्ट मान है। एसएमडी विकल्पों (एस, एस1) के लिए, लगभग 260°C के पीक तापमान वाले मानक इन्फ्रारेड या कन्वेक्शन रीफ्लो प्रोफाइल लागू होते हैं। प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए इस समय-तापमान सीमा से अधिक होने से बचना महत्वपूर्ण है। एसएमडी भागों के लिए निर्दिष्ट होने पर, रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए उपकरणों को भंडारण तापमान सीमा (-55°C से +125°C) के भीतर और नमी-संवेदनशील पैकेजिंग में संग्रहित किया जाना चाहिए।
6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
पार्ट नंबरिंग प्रणाली स्पष्ट रूप से परिभाषित है: 4NXXY(Z)-V या H11AXY(Z)-V.
- XX / X: विशिष्ट भाग संख्या (उदाहरणार्थ, 25, 35, 1, 5).
- Y (लीड फॉर्म):
- कोई नहीं: मानक DIP (65 यूनिट/ट्यूब).
- M: Wide lead bend (65 units/tube).
- S: Surface mount lead form.
- S1: लो-प्रोफाइल सरफेस माउंट लीड फॉर्म।
- Z (Tape & Reel): यह केवल SMD विकल्पों पर लागू होता है।
- TA या TB: विभिन्न टेप और रील विनिर्देश (1000 यूनिट/रील)।
- V: VDE सुरक्षा अनुमोदन को दर्शाने वाला वैकल्पिक प्रत्यय।
यह लचीली प्रणाली उत्पादन के लिए आवश्यक सटीक यांत्रिक प्रकार की खरीद की अनुमति देती है।
7. एप्लिकेशन अनुशंसाएँ
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
As listed in the datasheet, primary applications include:
- Power Supply Regulators: स्विच-मोड पावर सप्लाई (SMPS) में सेकेंडरी (आउटपुट) साइड और प्राइमरी-साइड कंट्रोलर के बीच फीडबैक आइसोलेशन प्रदान करना। यह सुरक्षा और शोर अस्वीकृति के लिए आवश्यक है।
- डिजिटल लॉजिक इनपुट्स / माइक्रोप्रोसेसर इनपुट्स: शोरयुक्त औद्योगिक सेंसर सिग्नल (जैसे, लिमिट स्विच, एनकोडर से) या विभिन्न ग्राउंड डोमेन को संवेदनशील डिजिटल लॉजिक या माइक्रोकंट्रोलर पिन में प्रवेश करने से पहले अलग करना।
- सामान्य उद्देश्य सिग्नल आइसोलेशन: कोई भी सर्किट जहां दो उपतंत्रों को एक सामान्य ग्राउंड साझा किए बिना संचार करना हो, ग्राउंड लूप तोड़ने, कॉमन-मोड शोर समाप्त करने, या वोल्टेज स्तर अनुवाद प्रदान करने के लिए।
7.2 डिज़ाइन विचार और सर्वोत्तम प्रथाएँ
- LED करंट सीमित करना: हमेशा फॉरवर्ड करंट (I) सेट करने के लिए एक सीरीज रेसिस्टर का उपयोग करें।FR की गणना करें।limit = (VCC_input - VF) / IFअनुशंसित I के भीतर संचालित करेंF इष्टतम CTR और दीर्घायु के लिए सीमा (अक्सर 5-20mA)।
- आउटपुट साइड बायसिंग: फोटोट्रांजिस्टर को एक पुल-अप रेसिस्टर (R) की आवश्यकता होती हैL) कलेक्टर से V से जुड़ा हुआCC_output. इसका मान एक समझौता है: एक छोटा RL तेज़ स्विचिंग प्रदान करता है लेकिन अधिक बिजली की खपत और कम आउटपुट वोल्टेज स्विंग; एक बड़ा RL बेहतर शोर मार्जिन देता है लेकिन धीमी गति।
- गति अनुकूलन: तेज स्विचिंग के लिए, तेज श्रृंखला (4N2X/H11AX) से एक डिवाइस का उपयोग करें, R को न्यूनतम करेंL, और पर्याप्त I सुनिश्चित करेंF ड्राइव। बेस (पिन 6) और एमिटर के बीच एक रेसिस्टर (जैसे, 100kΩ से 1MΩ) जोड़ने से संग्रहीत चार्ज को निकालने और टर्न-ऑफ समय को कम करने में मदद मिल सकती है।
- शोर प्रतिरक्षा: उच्च अलगाव प्रतिरोध और कम कैपेसिटेंस स्वाभाविक रूप से कॉमन-मोड शोर को अस्वीकार करते हैं। विद्युत रूप से शोर वाले वातावरण में अतिरिक्त मजबूती के लिए, इनपुट और आउटपुट दोनों तरफ डिवाइस की आपूर्ति पिन के करीब बाईपास कैपेसिटर (जैसे, 0.1µF) लगाने की सिफारिश की जाती है।
8. तकनीकी तुलना और चयन मार्गदर्शिका
तीनों श्रृंखलाएँ (4N2X, 4N3X, H11AX) विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रदर्शन की एक श्रृंखला प्रदान करती हैं:
- 4N3X Series (4N35-38): Generally offer the highest CTR values (>100% for 4N35-37), making them suitable for applications requiring high output current या where minimal input drive current is desired. Their saturation voltage is also very low.
- 4N2X Series (4N25-28) & H11AX Series (H11A1-A5): 10% से 50% तक एक श्रेणीबद्ध CTR रेंज प्रदान करते हैं। 4N2X श्रृंखला में आमतौर पर तेज स्विचिंग समय होता है। ये बहुमुखी, सामान्य-उद्देश्य वाले आइसोलेटर हैं। H11A5 (30% CTR) और H11A1 (50% CTR) विशिष्ट प्रदर्शन बिंदुओं को पूरा करते हैं।
- Selection Criteria: आवश्यक CTR (आउटपुट करंट गेन), स्विचिंग स्पीड, संतृप्ति वोल्टेज और लागत के आधार पर चुनें। उदाहरण के लिए, एक माइक्रोप्रोसेसर इनपुट जो धीमे स्विच को पढ़ रहा है, वह H11A4 जैसे कम-CTR, लागत-प्रभावी भाग का उपयोग कर सकता है। बिजली आपूर्ति में एक फीडबैक लूप जिसे अच्छी रैखिकता और लाभ की आवश्यकता है, वह 4N35 या 4N36 का उपयोग कर सकता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्र: बेस पिन (पिन 6) का उद्देश्य क्या है?
A: बेस पिन फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र तक पहुंच प्रदान करता है। इसे खुला (असंयोजित) छोड़ना मानक प्रक्रिया है। बेस से एमिटर तक एक रेसिस्टर जोड़ने से संग्रहीत आवेश को हटाने का मार्ग प्रदान करके स्विचिंग गति में सुधार किया जा सकता है। कुछ डिज़ाइनों में, इसका उपयोग प्री-बायसिंग या स्पीड-अप नेटवर्क जोड़ने के लिए किया जा सकता है।
Q: मैं दीर्घकालिक विश्वसनीयता कैसे सुनिश्चित करूं?
A: LED को उसकी पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स के भीतर, अधिमानतः डीरेटेड, संचालित करें। पावर डीरेटिंग कर्व्स का पालन करके जंक्शन तापमान को कम रखें। अपने PCB पर, विशेष रूप से उच्च-वोल्टेज अलगाव बैरियर के लिए, पर्याप्त क्रीपेज/क्लीयरेंस दूरी का उपयोग करें, जो पैकेज की 7.62mm क्षमता से मेल खाती हो या उससे अधिक हो।
Q: क्या मैं इसे AC सिग्नल आइसोलेशन के लिए उपयोग कर सकता हूँ?
A: हाँ, लेकिन इनपुट LED की रिवर्स वोल्टेज रेटिंग कम है (6V)। एक AC सिग्नल को आइसोलेट करने के लिए, आपको LED को रिवर्स बायस से बचाना होगा, आमतौर पर LED इनपुट के पार एक स्टैंडर्ड डायोड को इनवर्स पैरेलल में लगाकर, या LED से पहले ब्रिज रेक्टिफायर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके।
Q: CTR को न्यूनतम मान के रूप में क्यों निर्दिष्ट किया गया है?
A> CTR has a wide variation due to manufacturing tolerances इन LED efficiency and phototransistor gain. The datasheet guarantees a minimum CTR under specified conditions. Design must be based on this minimum value to ensure circuit functionality across all production units and over temperature.
10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण
परिदृश्य: PLC आउटपुट से 24V डिजिटल सिग्नल को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर इनपुट से अलग करना।
- डिवाइस चयन: 4N25 (20% न्यूनतम CTR) जैसे सामान्य-उद्देश्य वाले पार्ट का चयन करें। डिजिटल I/O के लिए इसकी गति पर्याप्त है।
- इनपुट सर्किट: PLC आउटपुट 24V है। लक्ष्य IF = 10mA। VF ≈ 1.2V। Rlimit = (24V - 1.2V) / 0.01A = 2280Ω। एक मानक 2.2kΩ रेसिस्टर का उपयोग करें। LED इनपुट के पार एक रिवर्स प्रोटेक्शन डायोड जोड़ें।
- आउटपुट सर्किट: माइक्रोकंट्रोलर VCC = 3.3V. R चुनेंL = 1kΩ. जब फोटोट्रांजिस्टर बंद होता है, तो आउटपुट 3.3V (लॉजिक 1) तक उच्च खींचा जाता है। जब चालू होता है, तो मान लें कि IC = CTR * IF = 0.2 * 10mA = 2mA, आउटपुट वोल्टेज V होगाCE(sat) (अधिकतम 0.5V), एक ठोस लॉजिक 0. इस एप्लिकेशन के लिए 1kΩ पुल-अप रेसिस्टर गति और करंट खपत के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
11. संचालन सिद्धांत
एक फोटोकपलर विद्युत-प्रकाशिक-विद्युत रूपांतरण के सिद्धांत पर कार्य करता है। इनपुट पक्ष पर एक विद्युत संकेत लगाया जाता है, जिससे एक इन्फ्रारेड एलईडी के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। यह धारा उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता के सीधे आनुपातिक होती है। प्रकाश एक पारदर्शी इन्सुलेटिंग अंतराल (आमतौर पर एक ढला हुआ प्लास्टिक) से गुजरता है और एक फोटोडिटेक्टर के अर्धचालक पदार्थ पर पड़ता है—इस मामले में, एक एनपीएन फोटोट्रांजिस्टर के बेस-कलेक्टर जंक्शन पर। फोटॉन इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जिससे एक बेस करंट बनता है। इस फोटोजनरेटेड बेस करंट को तब ट्रांजिस्टर के करंट गेन (hFE) द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा कलेक्टर करंट प्राप्त होता है जो विद्युत रूप से पृथक आउटपुट सर्किट पर मूल इनपुट संकेत को पुनरुत्पादित करता है। गैल्वेनिक कनेक्शन का पूर्ण अभाव ही उच्च वोल्टेज पृथक्करण और शोर प्रतिरक्षा प्रदान करता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
4NXX श्रृंखला जैसे फोटोट्रांजिस्टर-आधारित फोटोकपलर एक परिपक्व और लागत-प्रभावी अलगाव तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऑप्टोकपलर बाजार में वर्तमान रुझानों में उच्च गति (SPI, I2C जैसे डिजिटल संचार बसों के लिए, जिन्हें विशेष रूप से इसके लिए डिज़ाइन किए गए ICs से अलग किया जाता है), उच्च एकीकरण (एकाधिक चैनलों को संयोजित करना या गेट ड्राइवरों जैसे अतिरिक्त कार्यों को जोड़ना), और बेहतर विश्वसनीयता मेट्रिक्स (उच्च तापमान संचालन, लंबी आयु) वाले उपकरणों का विकास शामिल है। कैपेसिटिव आइसोलेटर और जायंट मैग्नेटोरेसिस्टेंस (GMR)-आधारित आइसोलेटर जैसी वैकल्पिक अलगाव तकनीकों में भी वृद्धि हो रही है, जो कुछ अनुप्रयोगों के लिए आकार, गति और बिजली की खपत में लाभ प्रदान कर सकती हैं। हालांकि, फोटोट्रांजिस्टर कपलर अपनी सरलता, सिद्ध विश्वसनीयता और उत्कृष्ट कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI) के कारण सामान्य-उद्देश्य, लागत-संवेदनशील और उच्च-वोल्टेज अलगाव अनुप्रयोगों में प्रमुख बने हुए हैं।
LED Specification Terminology
Complete explanation of LED technical terms
Photoelectric Performance
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्व क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | यह सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट लिए, अधिक मान सफेदी/ठंडक लिए। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | LED को चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े LED के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | Peak current tolerable for short periods, used for dimming or flashing. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल प्रतिरोध | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), उदाहरण के लिए, 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; Ceramic: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिश्रित करता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| प्रकाश प्रवाह बिन | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | कोड उदाहरण के लिए, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायता करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों द्वारा समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सख्त हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | एलईडी जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |