विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी पैरामीटर गहन उद्देश्य व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग
- 3.2 डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग (केवल हरा)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Device and Pin Assignment
- 5.2 पैकेज और टेप/रील आयाम
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल
- 6.2 भंडारण और हैंडलिंग
- 6.3 सफाई
- 7. Packaging and Ordering Information
- 8. Application Suggestions
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार और ड्राइव विधि
- 8.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस
- 12. सिद्धांत परिचय
- 13. विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक द्वि-रंग, सतह-माउंट डिवाइस (SMD) LED के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह घटक एक ही पैकेज के भीतर दो अलग-अलग AlInGaP सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है, जिससे हरे और लाल दोनों प्रकाश का उत्सर्जन संभव होता है। यह डिज़ाइन उन अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित है जिन्हें न्यूनतम स्थान में संक्षिप्त, द्वि-रंग संकेतन या स्थिति प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह उपकरण RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है और इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
LED को उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है, विशेष रूप से 7-इंच व्यास के रील पर लपेटी गई 8mm टेप पर। यह प्रारूप आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। इस पैकेज को मानक इन्फ्रारेड (IR) और वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं को सहने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जिससे मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली में इसके एकीकरण को सुविधाजनक बनाया जाता है।
2. तकनीकी पैरामीटर गहन उद्देश्य व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। विश्वसनीय संचालन के लिए, इन सीमाओं को कभी भी पार नहीं किया जाना चाहिए, यहां तक कि क्षणिक रूप से भी नहीं।
- Power Dissipation (PD): 75 mW प्रति चिप (Green and Red)। यह पैरामीटर उस कुल विद्युत शक्ति को सीमित करता है जो LED डाई के भीतर ऊष्मा में परिवर्तित हो सकती है। इस मान से अधिक होने पर थर्मल रनअवे और अर्धचालक सामग्री के अवक्रमण का जोखिम होता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 80 mA, जो 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई के तहत निर्दिष्ट है। यह रेटिंग केवल पल्स ऑपरेशन के लिए है और स्ट्रोब या सिग्नलिंग एप्लिकेशन जैसे उच्च चमक के संक्षिप्त काल की अनुमति देती है।
- कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट (IF): 30 mA DC. यह निरंतर संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम स्थिर-अवस्था धारा है। यह LED के ड्राइव सर्किट को डिजाइन करने के लिए प्राथमिक पैरामीटर है।
- धारा डीरेटिंग: 25°C से 0.4 mA/°C की रैखिक डीरेटिंग। जैसे-जैसे परिवेश का तापमान (Ta) बढ़ता है, जंक्शन तापमान सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए अधिकतम अनुमत निरंतर धारा को आनुपातिक रूप से कम किया जाना चाहिए।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. इससे अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने पर एलईडी चिप का ब्रेकडाउन और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
- Operating & Storage Temperature: -55°C to +85°C. डिवाइस को इस पूर्ण औद्योगिक तापमान सीमा के भीतर संग्रहीत और संचालित किया जा सकता है।
- Soldering Temperature Tolerance: यह पैकेज 260°C पर 5 सेकंड के लिए वेव या IR सोल्डरिंग, या 215°C पर 3 मिनट के लिए वेपर फेज सोल्डरिंग सहन कर सकता है, जो लीड-फ्री (Pb-free) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए इसकी उपयुक्तता की पुष्टि करता है।
2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
ये मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA) के तहत मापे जाते हैं और डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।
- दीप्त तीव्रता (IV): ग्रीन चिप की विशिष्ट तीव्रता 35.0 mcd (मिलिकैंडेला) है, जबकि रेड चिप आम तौर पर 45.0 mcd पर अधिक चमकीली होती है, दोनों के लिए न्यूनतम मान 18.0 mcd है। तीव्रता को फोटोपिक (CIE) मानव आँख प्रतिक्रिया वक्र से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है।
- Viewing Angle (2θ1/2): 130 degrees (typical). This wide viewing angle, defined as the full angle where intensity drops to half its on-axis value, makes this LED suitable for applications requiring broad visibility.
- Peak Wavelength (λP): हरा: 574 nm (विशिष्ट), लाल: 639 nm (विशिष्ट). यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति आउटपुट अधिकतम होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): हरा: 571 nm (विशिष्ट), लाल: 631 nm (विशिष्ट). CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से व्युत्पन्न, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा प्रकाश के रंग को परिभाषित करने वाला माना जाता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): हरा: 15 nm (सामान्य), लाल: 20 nm (सामान्य). यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; एक संकीर्ण बैंडविड्थ अधिक संतृप्त रंग को इंगित करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): दोनों रंगों के लिए 20mA पर 2.0 V (सामान्य), 2.4 V (अधिकतम). यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- रिवर्स करंट (IR): VR=5V, जो न्यूनतम लीकेज के साथ अच्छी डायोड विशेषताओं को दर्शाता है।
- कैपेसिटेंस (C): 0V बायस और 1 MHz पर 40 pF (विशिष्ट)। यह कम कैपेसिटेंस उच्च-आवृत्ति स्विचिंग या मल्टीप्लेक्सिंग अनुप्रयोगों के लिए लाभकारी है।
3. Binning System Explanation
एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है ताकि उत्पादन लॉट के भीतर एकरूपता सुनिश्चित हो सके। इससे डिजाइनर विशिष्ट तीव्रता या रंग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन कर सकते हैं।
3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग
हरे और लाल दोनों चिप्स को 20mA पर चमकदार तीव्रता के लिए समान रूप से बिन किया गया है। बिन कोड (M, N, P, Q) न्यूनतम और अधिकतम तीव्रता के आरोही परिसरों को दर्शाते हैं। उदाहरण के लिए, बिन 'M' 18.0 से 28.0 mcd को कवर करता है, जबकि बिन 'Q' 71.0 से 112.0 mcd को कवर करता है। माप और उत्पादन विविधताओं के लिए खाता देने के लिए प्रत्येक बिन के भीतर ±15% की सहनशीलता लागू की जाती है।
3.2 डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग (केवल हरा)
हरे एलईडी को रंग स्थिरता को नियंत्रित करने के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य द्वारा आगे बिन किया जाता है। तीन बिन परिभाषित किए गए हैं: 'C' (567.5-570.5 nm), 'D' (570.5-573.5 nm), और 'E' (573.5-576.5 nm)। प्रत्येक बिन के लिए ±1 nm की कड़ी सहनशीलता बनाए रखी जाती है, जिससे एक ही बिन से उपकरणों में एक समान हरा रंग सुनिश्चित होता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है (जैसे, Fig.1, Fig.6), डिजाइन के लिए उनकी सामान्य व्याख्याएँ महत्वपूर्ण हैं।
- I-V Curve: The forward voltage (VF) exhibits a logarithmic relationship with forward current (IF). A small increase in VF I में भारी वृद्धि का परिणामF, इसीलिए स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए नियत-धारा चालन आवश्यक है।
- Luminous Intensity vs. Current: सामान्य संचालन सीमा (रेटेड सतत धारा तक) में तीव्रता लगभग अग्र धारा के समानुपाती होती है। हालांकि, अत्यधिक उच्च धाराओं पर बढ़ी हुई ऊष्मा के कारण दक्षता गिर सकती है।
- तापमान विशेषताएँ: जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाशीय तीव्रता आमतौर पर कम हो जाती है। अग्र वोल्टेज में भी एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि VF तापमान बढ़ने पर थोड़ा कम हो जाता है। तापीय प्रभावों को प्रबंधित करने के लिए 0.4 mA/°C का अवमूल्यन कारक लागू किया जाता है।
- वर्णक्रमीय वितरण: AlInGaP एलईडी के लिए उत्सर्जन स्पेक्ट्रम अपेक्षाकृत संकीर्ण और गाऊसी-आकार का होता है, जो शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य की गणना इस स्पेक्ट्रम और सीआईई कलर मिलान फ़ंक्शंस से की जाती है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Device and Pin Assignment
LED में एक water-clear lens होती है। आंतरिक dual-color chip की एक विशिष्ट pin assignment होती है: Pin 1 और 3 Green AlInGaP chip के लिए निर्दिष्ट हैं, जबकि Pin 2 और 4 Red AlInGaP chip के लिए निर्दिष्ट हैं। यह विन्यास प्रत्येक रंग के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है।
5.2 पैकेज और टेप/रील आयाम
यह उपकरण EIA मानक पैकेज आउटलाइन का अनुपालन करता है। सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.10 मिमी है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। घटक को 8 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप पर पैक किया गया है, जिसे 7-इंच (लगभग 178 मिमी) व्यास के रील पर लपेटा गया है। उपकरण आउटलाइन, सुझाए गए PCB लैंडिंग पैड पैटर्न और टेप/रील आयामों के विस्तृत यांत्रिक चित्र PCB डिजाइन और असेंबली सेटअप का मार्गदर्शन करने के लिए शामिल हैं।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल
दो सुझाए गए इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल प्रदान किए गए हैं: एक मानक (टिन-लेड) सोल्डर प्रक्रिया के लिए और एक लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) सोल्डर प्रक्रिया के लिए। लीड-मुक्त प्रोफाइल विशेष रूप से SnAgCu (टिन-सिल्वर-कॉपर) सोल्डर पेस्ट के साथ उपयोग के लिए कैलिब्रेटेड है। मुख्य पैरामीटर्स में नियंत्रित रैंप-अप, लिक्विडस से ऊपर एक निर्धारित समय, एक पीक तापमान (आमतौर पर 240-260°C अधिकतम), और घटक पर थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए एक नियंत्रित कूलिंग दर शामिल हैं।
6.2 भंडारण और हैंडलिंग
एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। अपनी मूल नमी-रोधी पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को एक सप्ताह के भीतर रीफ्लो-सोल्डर किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, उन्हें डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में रखा जाना चाहिए। यदि एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे के लिए बेक-आउट की सिफारिश की जाती है।
6.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग किया जाना चाहिए। एलईडी को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट या आक्रामक रासायनिक क्लीनर के उपयोग से प्लास्टिक लेंस और पैकेज सामग्री क्षतिग्रस्त हो सकती है।
7. Packaging and Ordering Information
मानक पैकेजिंग 7-इंच रील प्रति 3000 टुकड़े है। शेष मात्रा के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े लागू होती है। टेप और रील सिस्टम ANSI/EIA-481-1-A विनिर्देशों के अनुरूप है। प्रमुख टेप विनिर्देशों में शामिल हैं: खाली घटक पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है, और मानक के अनुसार प्रति रील में अधिकतम दो लगातार लापता घटक ("मिसिंग लैंप") की अनुमति है।
8. Application Suggestions
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
यह द्वि-रंग LED उन स्थिति और संकेतक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां स्थान सीमित है और कई स्थितियों को संप्रेषित करने की आवश्यकता है। उदाहरणों में शामिल हैं: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स पर बिजली/स्थिति संकेतक (जैसे, चार्जिंग/स्टैंडबाय), औद्योगिक नियंत्रण पैनलों पर द्वि-रंग सिग्नल लाइट्स, नेटवर्किंग उपकरणों पर स्थिति प्रदर्शन, और मेम्ब्रेन स्विच या दो रंगों की आवश्यकता वाले आइकन के लिए बैकलाइटिंग।
8.2 डिज़ाइन विचार और ड्राइव विधि
क्रिटिकल: एलईडी करंट-संचालित उपकरण हैं। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से जब कई एलईडी समानांतर में जुड़े हों, प्रत्येक के लिए श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करना चाहिए। प्रत्येक एलईडी या प्रत्येक रंग चैनल के लिए। अनुशंसित सर्किट (सर्किट ए) एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला दिखाता है। व्यक्तिगत रोकनेवालों के बिना सीधे कई एलईडी को समानांतर में जोड़ने से बचें (सर्किट बी), क्योंकि उनके फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) विशेषताओं में मामूली भिन्नता से करंट शेयरिंग और परिणामस्वरूप चमक में महत्वपूर्ण अंतर आ जाएगा।
ड्राइव करंट को आवश्यक चमक और पूर्ण अधिकतम रेटिंग के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए, जिसमें बढ़े हुए परिवेश के तापमान के लिए आवश्यक किसी भी डीरेटिंग पर विचार किया जाना चाहिए।
8.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
LED स्थैतिक विद्युत निर्वहन के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान ESD क्षति को रोकने के लिए:
- कर्मियों को ग्राउंडेड कलाई पट्टियाँ या एंटी-स्टेटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
- सभी उपकरण, कार्यक्षेत्र और भंडारण रैक को उचित रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए।
- एक आयनकारी का उपयोग प्लास्टिक लेंस पर जमा हो सकने वाले स्थिर विद्युत आवेश को उदासीन करने के लिए किया जा सकता है।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
इस घटक की प्राथमिक विभेदक विशेषता दो उच्च-प्रदर्शन वाले AlInGaP चिप्स (हरा और लाल) का एकल, कॉम्पैक्ट SMD पैकेज में एकीकरण है। AlInGaP प्रौद्योगिकी GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में लाल और एम्बर रंगों के लिए उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करती है। 130-डिग्री के व्यापक दृश्य कोण और प्रत्येक रंग के लिए स्वतंत्र पिन नियंत्रण का संयोजन उस डिजाइन लचीलेपन को प्रदान करता है जो एकल-रंग एलईडी या सामान्य एनोड/कैथोड वाले पूर्व-मिश्रित द्वि-रंग एलईडी में उपलब्ध नहीं है। स्वचालित असेंबली और लीड-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ इसकी अनुकूलता इसे एक आधुनिक, निर्माण-योग्य समाधान बनाती है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
प्र: क्या मैं हरे और लाल एलईडी को एक साथ उनकी पूर्ण 30mA धारा पर चला सकता हूं?
A: नहीं। कुल शक्ति अपव्यय के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग प्रति चिप 75 mW है। दोनों को 30mA पर चलाने से, जब सामान्य VF 2.0V होता है, तो प्रति चिप 60 mW (P=I*V) होता है, जो सीमा के भीतर है। हालांकि, यदि VF अपने अधिकतम 2.4V पर है, तो शक्ति 72 mW हो जाती है, जो सीमा के बहुत करीब है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेशी तापमान पर, दोनों रंगों को लगातार चलाते समय करंट को डीरेट करने की सलाह दी जाती है।
Q: पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
A: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहाँ एलईडी सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) is a calculated value based on how the human eye perceives the color of that spectrum. For a monochromatic source, they are identical. For LEDs with some spectral width, λd वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो समान रंग प्रतीत होगा। λd डिस्प्ले अनुप्रयोगों में रंग विनिर्देशन के लिए अधिक प्रासंगिक है।
Q: मैं सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान कैसे चुनूं?
A: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (Vsupply - VF_LED) / IF_desired. अधिकतम V का उपयोग करेंF डेटाशीट (2.4V) से एक रूढ़िवादी डिज़ाइन के लिए जो यह सुनिश्चित करता है कि भाग-से-भाग भिन्नता के साथ भी धारा कभी लक्ष्य से अधिक न हो। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और लक्ष्य I के साथF 20mA का: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 ओम। निकटतम मानक मान (जैसे, 120 या 150 ओम) का उपयोग किया जा सकता है, वास्तविक धारा की पुनर्गणना करते हुए।
11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस
केस: एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए दोहरी-स्थिति संकेतक
एक डिज़ाइनर एक कॉम्पैक्ट हाथ में रखने वाला मीटर बना रहा है। तीन स्थितियाँ दिखाने के लिए एक संकेतक की आवश्यकता है: बंद, मापन (हरा), और त्रुटि/कम बैटरी (लाल)। दो अलग-अलग एलईडी का उपयोग करने की तुलना में LTST-C155KGJRKT का उपयोग करने से बोर्ड स्थान की बचत होती है।
कार्यान्वयन: माइक्रोकंट्रोलर (MCU) में दो GPIO पिन हैं जो ओपन-ड्रेन आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किए गए हैं। प्रत्येक पिन एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (ऊपर गणना के अनुसार) के माध्यम से एक रंग के कैथोड से जुड़ा है। दोनों LED रंगों के एनोड सिस्टम की 3.3V रेल से जुड़े हैं। ग्रीन को सक्रिय करने के लिए, MCU ग्रीन GPIO पिन को लो ड्राइव करता है। रेड को सक्रिय करने के लिए, यह रेड GPIO पिन को लो ड्राइव करता है। LED को बंद करने के लिए, दोनों GPIO पिन को हाई-इम्पीडेंस स्टेट में सेट किया जाता है। यह सर्किट न्यूनतम घटकों के साथ स्वतंत्र नियंत्रण प्रदान करता है।
विचार: डिज़ाइनर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि MCU के GPIO पिन आवश्यक LED करंट (जैसे, 20mA) को सिंक कर सकते हैं। यदि नहीं, तो एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच जोड़ा जा सकता है। व्यापक व्यूइंग एंगल यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस को पकड़े हुए विभिन्न कोणों से इंडिकेटर दिखाई दे।
12. सिद्धांत परिचय
Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type region recombine with holes from the p-type region, releasing energy in the form of photons. The wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor material. This device uses AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) for both chips, a material system known for high efficiency in the red, orange, amber, and green spectral regions. The "water clear" lens is non-diffused, allowing the intrinsic, highly directional light pattern of the chip to be emitted, resulting in the specified wide viewing angle.
13. विकास प्रवृत्तियाँ
संकेतक एलईडी की प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति इकाई विद्युत शक्ति में अधिक प्रकाश उत्पादन), सघन पीसीबी लेआउट के लिए छोटे पैकेज आकार और सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता की ओर बनी हुई है। कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर में बहु-रंग और रंग मिश्रण क्षमताओं को सक्षम करने के लिए एकल पैकेज में कई चिप्स (आरजीबी, द्वि-रंग) के एकीकरण में भी वृद्धि हो रही है। इसके अलावा, तेजी से सख्त पर्यावरणीय नियमों (RoHS, REACH) और उच्च-तापमान, लीड-मुक्त असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता एक मौलिक आवश्यकता बनी हुई है। नए अर्धचालक पदार्थों और फॉस्फोरस का विकास दृश्यमान स्पेक्ट्रम में एलईडी के रंग सीमा और दक्षता का विस्तार करना जारी रखता है।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | क्यों महत्वपूर्ण है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह | 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। | प्रकाशन की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरण के लिए, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट, अधिक मान सफेदी/ठंडक। | 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 (nanometers), e.g., 620nm (red) | 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. | Affects color rendering and quality. |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, मंदन या चमकने के लिए उपयोग की जाती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED 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। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक प्रबल ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, जितना अधिक मान उतना कम संवेदनशील। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मीट्रिक | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक स्तर के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे एलईडी "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग पर चमक की निरंतरता को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; Ceramic: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | यह नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, और सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर दक्षता, 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 उदा., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | Facilitates driver matching, improves system efficiency. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के अनुसार समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग एकरूपता 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 | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen maintenance test | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Used to estimate LED life (with TM-21). |
| 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 | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल 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 किया जाता है, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |