विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग (केवल हरा)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
- 4.2 प्रकाश तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions and Polarity
- 5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफाइल
- 6.2 मैनुअल वेल्डिंग
- 6.3 भंडारण एवं प्रसंस्करण शर्तें
- 6.4 सफाई
- 7. पैकेजिंग और आदेश जानकारी
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 13. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C295KGKFKT एक द्वि-रंगीय सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें कॉम्पैक्ट आकार और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। इस उत्पाद ने अपने हरे और नारंगी प्रकाश स्रोतों दोनों के लिए उन्नत AlInGaP चिप तकनीक का उपयोग किया है, जिसे केवल 0.55mm की ऊंचाई वाले अल्ट्रा-थिन पैकेज में संलग्न किया गया है। उत्पाद 8mm वाहक टेप पर लपेटकर 7 इंच व्यास के रील पर आपूर्ति किया जाता है, जो उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह से संगत है। डिवाइस को हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है, RoHS मानकों का अनुपालन करता है, और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है।
1.1 मुख्य लाभ
इस LED के प्रमुख लाभ इसकी उन्नत सामग्री और लघुकृत फॉर्म फैक्टर के संयोजन से उत्पन्न होते हैं। AlInGaP अर्धचालक सामग्री का उपयोग उच्च दीप्तिमान दक्षता प्रदान करता है, जिससे छोटे चिप क्षेत्र में भी उच्च चमक उत्पादन संभव होता है। दो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक LED का उपयोग करने की तुलना में, एक ही पैकेज के भीतर द्वि-रंगीय कार्यक्षमता मूल्यवान PCB स्थान बचाती है। इसका अल्ट्रा-थिन प्रोफ़ाइल उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां सख्त ऊंचाई प्रतिबंध हैं, जैसे कि अल्ट्रा-थिन डिस्प्ले, मोबाइल उपकरण और बैकलाइट मॉड्यूल। इसके अतिरिक्त, इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे मानक सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) उत्पादन लाइनों का उपयोग करके एकीकृत करने में सक्षम बनाती है, जिससे उच्च विनिर्माण उपज और विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है, और डिज़ाइन इंजीनियर के लिए उनके महत्व को समझाता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।
- शक्ति अपव्यय (PD):प्रति रंग 75 mW। यह LED द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस मान से अधिक (आमतौर पर अत्यधिक ड्राइव करंट या उच्च परिवेश तापमान के कारण) अतितापन, अर्धचालक सामग्री के त्वरित क्षरण और अंततः विफलता का कारण बनता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):80 mA (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1 ms पल्स चौड़ाई पर)। यह रेटिंग पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है, जिसका उपयोग अक्सर मल्टीप्लेक्सिंग सर्किट या अल्पकालिक उच्च चमक प्राप्त करने के लिए किया जाता है। जंक्शन तापमान को पल्स के दौरान अत्यधिक बढ़ने से रोकने के लिए कम ड्यूटी साइकल और छोटी पल्स चौड़ाई महत्वपूर्ण है।
- DC फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर धारा है। ड्राइवर सर्किट को इस धारा या उससे कम पर काम करने के लिए डिज़ाइन करना, LED के निर्दिष्ट जीवनकाल को सुनिश्चित करने और स्थिर प्रकाशीय विशेषताओं को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V। LED महत्वपूर्ण रिवर्स बायस को सहन करने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। इस वोल्टेज से अधिक होने पर PN जंक्शन का अचानक ब्रेकडाउन हो सकता है, जिससे तत्काल और विनाशकारी विफलता हो सकती है। सही सर्किट डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि LED रिवर्स वोल्टेज के अधीन न हो, आमतौर पर AC या द्विध्रुवी ड्राइव परिदृश्यों में श्रृंखला में सुरक्षा डायोड का उपयोग किया जाता है।
- कार्य और भंडारण तापमान:ये क्रमशः -30°C से +85°C और -40°C से +85°C हैं। ये सीमाएं उन पर्यावरणीय परिस्थितियों को परिभाषित करती हैं जिन्हें डिवाइस संचालन के दौरान और बिजली बंद होने पर सहन कर सकता है। ऊपरी सीमा के करीब या उससे अधिक तापमान पर काम करने से प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल कम हो जाता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत मापे गए हैं और डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV):हरे LED के लिए, 20mA पर विशिष्ट मान 35.0 mcd और न्यूनतम मान 18.0 mcd है। नारंगी LED के लिए, 20mA पर विशिष्ट मान 90.0 mcd और न्यूनतम मान 28.0 mcd है। AlInGaP सामग्री प्रणाली में, नारंगी ल्यूमिनोफोर स्वाभाविक रूप से अधिक कुशल होते हैं, इसलिए विशिष्ट आउटपुट अधिक होता है। न्यूनतम मान उन डिजाइनरों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें अपने अनुप्रयोग में एक विशिष्ट चमक स्तर की गारंटी देनी चाहिए।
- व्यूइंग एंगल (2θ1/2):130 डिग्री (दो रंगों के लिए विशिष्ट मान)। यह विस्तृत देखने का कोण दर्शाता है कि इसमें लैम्बर्ट या निकट-लैम्बर्ट विकिरण पैटर्न है, जहां प्रकाश की तीव्रता एक विस्तृत क्षेत्र में अपेक्षाकृत समान रहती है। यह सामान्य संकेतक लाइट और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें कई कोणों से दिखाई देने की आवश्यकता होती है, जो केंद्रित प्रकाश के लिए उपयोग किए जाने वाले संकीर्ण बीम एलईडी से भिन्न है।
- शिखर बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λP, λd):हरे एलईडी की विशिष्ट शिखर तरंगदैर्ध्य 574 nm और प्रमुख तरंगदैर्ध्य 571 nm होती है। नारंगी एलईडी की विशिष्ट शिखर तरंगदैर्ध्य 611 nm और प्रमुख तरंगदैर्ध्य 605 nm होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख अनुभव करती है और यह रंग विनिर्देशन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के बीच मामूली अंतर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):हरे रंग के लिए लगभग 15 nm और नारंगी रंग के लिए लगभग 17 nm। इस पैरामीटर को फुल विड्थ एट हाफ मैक्सिमम (FWHM) के रूप में भी जाना जाता है, जो प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता का वर्णन करता है। संकीर्ण चौड़ाई अधिक मोनोक्रोमैटिक (शुद्ध) रंग को दर्शाती है। ये मान AlInGaP एलईडी के विशिष्ट हैं और अच्छा रंग संतृप्ति प्रदान करते हैं।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):दोनों रंगों के लिए 20mA पर विशिष्ट मान 2.0 V और अधिकतम मान 2.4 V है। यह कम फॉरवर्ड वोल्टेज बिजली की खपत और थर्मल लोड को कम करने में सहायक है। ड्राइव सर्किट (आमतौर पर एक स्थिर धारा स्रोत या करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर) को अधिकतम VFके अनुकूल बनाने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, ताकि सभी स्थितियों में (जिसमें उपकरणों के बीच भिन्नता और तापमान प्रभाव शामिल हैं) आवश्यक धारा प्रदान की जा सके।
- रिवर्स करंट (IR):) 5V पर अधिकतम 10 µA है। यह अधिकतम रेटेड मान के भीतर रिवर्स बायस होने पर डिवाइस के माध्यम से प्रवाहित होने वाली एक छोटी लीकेज धारा है। इस मान से काफी अधिक धारा जंक्शन क्षतिग्रस्त होने का संकेत दे सकती है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
डेटाशीट में ल्यूमिनस तीव्रता और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के लिए बिनिंग कोड शामिल हैं, जो रंग या चमक एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
एलईडी निर्माण के बाद उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत (बिनिंग) की जाती हैं। हरी एलईडी के लिए, बिनिंग रेंज "M" (18.0-28.0 mcd) से "Q" (71.0-112.0 mcd) तक होती है। नारंगी एलईडी के लिए, बिनिंग रेंज "N" (28.0-45.0 mcd) से "R" (112.0-180.0 mcd) तक होती है। प्रत्येक बिन की सहनशीलता +/-15% होती है। ऑर्डर करते समय, एक संकीर्ण बिन रेंज (उदाहरण के लिए, केवल "P" और "Q") निर्दिष्ट करने से एक असेंबली में कई यूनिटों के बीच चमक में अधिक एकरूपता सुनिश्चित होती है, जो बहु-एलईडी डिस्प्ले या बैकलाइट एरे के लिए महत्वपूर्ण है। इष्टतम दृश्य एकरूपता के लिए एक ही बिन से एलईडी का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग (केवल हरा)
हरी एलईडी को डोमिनेंट वेवलेंथ के आधार पर कोड "C" (567.5-570.5 nm), "D" (570.5-573.5 nm) और "E" (573.5-576.5 nm) में भी वर्गीकृत किया जाता है, प्रत्येक बिन की सहनशीलता +/-1 nm होती है। यह डिजाइनरों को बहुत विशिष्ट हरे रंग के टोन वाली एलईडी चुनने की अनुमति देता है, जो रंग कोडित संकेतकों या विशिष्ट कॉर्पोरेट या उत्पाद रंग योजनाओं से मेल खाने के लिए महत्वपूर्ण है। नारंगी एलईडी के लिए वेवलेंथ केवल एक विशिष्ट मान के रूप में निर्दिष्ट की जाती है, जो इंगित करती है कि इस पैरामीटर में भिन्नता कम है या इसके लिए बिनिंग प्रदान नहीं की गई है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों (जैसे चित्र 1, चित्र 6) का उल्लेख किया गया है, लेकिन उनका अर्थ एलईडी प्रौद्योगिकी के लिए मानक है।
4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
LED की I-V विशेषता घातांकीय होती है। फॉरवर्ड वोल्टेज में "टर्न-ऑन" बिंदु से आगे थोड़ी सी वृद्धि करंट में भारी वृद्धि का कारण बनती है। यही कारण है कि LED को एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए या श्रृंखला में करंट-सीमित प्रतिरोधक के साथ; स्थिर वोल्टेज की आपूर्ति से थर्मल रनवे और क्षति हो सकती है। 20mA पर 2.0V का विशिष्ट VFइस डिजाइन के लिए ऑपरेटिंग पॉइंट प्रदान करता है।
4.2 प्रकाश तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध
सामान्य संचालन सीमा के भीतर, प्रकाश तीव्रता अग्र धारा के लगभग समानुपाती होती है। हालांकि, बहुत अधिक धारा पर, ऊष्मा में वृद्धि और अन्य गैर-विकिरण पुनर्संयोजन प्रक्रियाओं के कारण, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) आमतौर पर कम हो जाती है। अनुशंसित 20mA डीसी धारा या उससे कम पर संचालन इष्टतम दक्षता और जीवनकाल सुनिश्चित करता है।
4.3 तापमान निर्भरता
LED का प्रदर्शन तापमान पर अत्यधिक निर्भर करता है। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ: फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) थोड़ा कम हो जाता है। चमकदार तीव्रता में उल्लेखनीय कमी आती है। AlInGaP LED के लिए, प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान में प्रति 1°C वृद्धि के साथ लगभग 0.5-1.0% गिर सकता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य में मामूली बदलाव हो सकता है (AlInGaP के लिए, आमतौर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर)। स्थिर प्रकाशीय प्रदर्शन बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से उच्च शक्ति या उच्च परिवेशी तापमान अनुप्रयोगों में, PCB पर प्रभावी थर्मल प्रबंधन (जैसे थर्मल वियाज़ या कॉपर पोर का उपयोग) महत्वपूर्ण है।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
उद्धृत स्पेक्ट्रोग्राम दिखाएंगे कि प्रत्येक रंग का एक अपेक्षाकृत संकीर्ण एकल शिखर है, जो AlInGaP सामग्री की विशेषता है। कोई गौण शिखर या चौड़ा स्पेक्ट्रम न होना डिवाइस की रंग शुद्धता की पुष्टि करता है, जो संतृप्त रंगों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions and Polarity
यह उपकरण EIA मानक पैकेज आकार का अनुपालन करता है। इसकी प्रमुख यांत्रिक विशेषता 0.55 मिमी की ऊंचाई है। पिन असाइनमेंट स्पष्ट रूप से परिभाषित है: पिन 1 और 3 हरे एलईडी के लिए हैं, पिन 2 और 4 नारंगी एलईडी के लिए हैं। यह चार-पैड डिज़ाइन दो रंगों के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है। ध्रुवता पिन संख्या द्वारा इंगित की जाती है; आमतौर पर, एनोड ड्राइवर सर्किट के माध्यम से सकारात्मक बिजली आपूर्ति से जुड़ा होता है, और कैथोड ग्राउंड या करंट सिंक टर्मिनल से जुड़ा होता है।
5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
डेटाशीट में सुझाए गए पैड आयाम प्रदान किए गए हैं। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने के लिए इन सिफारिशों का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन सोल्डर फिलेट के आकार को प्रभावित करता है, जो बदले में यांत्रिक शक्ति और एलईडी से ताप अपव्यय को प्रभावित करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया पैड रिफ्लो के दौरान उचित सेल्फ-अलाइनमेंट सुनिश्चित करता है और टॉम्बस्टोनिंग (कंपोनेंट का एक सिरा पैड से ऊपर उठना) को रोकता है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफाइल
यह उपकरण इन्फ्रारेड (IR) या कन्वेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूर्णतः संगत है, जो SMT असेंबली का मानक है। डेटाशीट JEDEC लीड-फ्री सोल्डर मानक के अनुरूप अनुशंसित तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान करती है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं: प्रीहीट ज़ोन (150-200°C) तापमान धीरे-धीरे बढ़ाने और फ्लक्स को सक्रिय करने के लिए। पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए। लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय (SnAgCu सोल्डर के लिए आमतौर पर 217°C) अधिकतम 10 सेकंड। कमरे के तापमान से चरम तक और वापस आने का कुल समय नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन और सेमीकंडक्टर चिप पर थर्मल स्ट्रेस को न्यूनतम किया जा सके।
6.2 मैनुअल वेल्डिंग
यदि मरम्मत या प्रोटोटाइप निर्माण के लिए हैंड सोल्डरिंग की आवश्यकता होती है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। 300°C अधिकतम तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करने और प्रत्येक पैड के संपर्क समय को 3 सेकंड तक सीमित करने की सलाह दी जाती है। अत्यधिक गर्मी या लंबे संपर्क समय से प्लास्टिक लेंस पिघल सकता है, एनकैप्सुलेशन के अंदर बॉन्डिंग वायर क्षतिग्रस्त हो सकती है, या चिप अटैच सामग्री डीलामिनेट हो सकती है।
6.3 भंडारण एवं प्रसंस्करण शर्तें
LED नमी-संवेदी उपकरण (MSD) हैं। प्लास्टिक पैकेजिंग हवा से नमी अवशोषित करती है, जो उच्च तापमान रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक दरार या "पॉपकॉर्न" प्रभाव हो सकता है। डेटाशीट निर्दिष्ट करती है: सील पैकेजिंग को ≤30°C और ≤90% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। खोलने के बाद, LED को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। पर्यावरणीय हवा के संपर्क में एक सप्ताह से अधिक समय तक रहे घटकों को सोल्डरिंग से पहले नमी दूर करने के लिए कम से कम 20 घंटे तक 60°C पर बेक किया जाना चाहिए। उचित हैंडलिंग में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय भी शामिल हैं। हालांकि कुछ IC जितने संवेदनशील नहीं, फिर भी LED भी ESD से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप, एंटीस्टैटिक मैट और ठीक से ग्राउंडेड उपकरणों के उपयोग की सिफारिश की जाती है।
6.4 सफाई
वेल्डिंग के बाद सफाई (यदि आवश्यक हो) केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट से की जानी चाहिए। स्पेसिफिकेशन शीट सामान्य तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करके एक मिनट से अधिक नहीं सफाई करने की सिफारिश करती है। अपघर्षक या अनिर्दिष्ट रसायन प्लास्टिक लेंस सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे धुंधलापन, दरारें या रंग बदलना हो सकता है, और इस प्रकार प्रकाशीय प्रदर्शन में गंभीर गिरावट आ सकती है।
7. पैकेजिंग और आदेश जानकारी
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
यह उपकरण एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ इम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटी जाती है। मानक रील मात्रा 4000 टुकड़े है। शेष रीलों के लिए, न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े निर्धारित की गई है। कैरियर टेप आकार और पॉकेट पिच ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है, जो मानक SMT फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। कैरियर टेप डिज़ाइन में सटीक यांत्रिक फीडिंग के लिए पोजिशनिंग फीचर्स और स्प्रोकेट छिद्र शामिल हैं।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
द्वि-रंग कार्यक्षमता और पतली प्रोफ़ाइल इस LED को कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है: स्थिति संकेतक: एकल घटक दो स्थितियाँ प्रदर्शित कर सकता है (उदाहरण के लिए, हरा "चालू/तैयार" और नारंगी "स्टैंडबाय/चेतावनी" दर्शाता है)। कीबोर्ड और स्विच बैकलाइटिंग: इसका चौड़ा देखने का कोण और चमक नियंत्रण पैनल पर प्रतीकों को रोशन करने के लिए आदर्श है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: स्मार्टफोन, टैबलेट, वियरेबल्स और रिमोट कंट्रोल जहाँ स्थान मूल्यवान है, के लिए उपयोगी। ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था: डैशबोर्ड संकेतक या एंबिएंट लाइटिंग के लिए (विशिष्ट ऑटोमोटिव ग्रेड प्रमाणन की आवश्यकता होती है)। पोर्टेबल उपकरण: बैटरी से चलने वाले उपकरण इसके कम फॉरवर्ड वोल्टेज से लाभान्वित होते हैं, जिससे बिजली की खपत कम से कम होती है।
8.2 डिज़ाइन विचार
Current Limiting: Always use a constant current driver or adjust according to the power supply voltage and the maximum Vf of the LED.Fगणना की गई श्रृंखला प्रतिरोध। ताप प्रबंधन: सुनिश्चित करें कि पीसीबी लेआउट पर्याप्त तापीय पथ प्रदान करता है, विशेष रूप से अधिकतम धारा चालन के निकट। एलईडी जंक्शन से परिवेश तक तापीय प्रतिरोध पर विचार करें। ईएसडी सुरक्षा: यदि एलईडी चलाने वाली सिग्नल लाइन उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस पर उजागर होती है, तो ईएसडी सुरक्षा डायोड जोड़ें। प्रकाशीय डिज़ाइन: यदि विशिष्ट बीम पैटर्न आवश्यक है, तो चौड़े दृश्य कोण के लिए प्रकाश मार्गदर्शक प्लेट या विसरण शीट की आवश्यकता हो सकती है। रंग मिश्रण के लिए (यदि दो एलईडी एक साथ चलाई जाती हैं), यह समझना आवश्यक है कि मानव आँख मिश्रित रंगों (उदाहरण के लिए, हरा + नारंगी से उत्पन्न पीले रंग का टोन) के प्रति अरैखिक रूप से प्रतिक्रिया करती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
पारंपरिक GaP (गैलियम फॉस्फाइड) या GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) जैसी LED तकनीकों की तुलना में, AlInGaP चिप्स काफी अधिक प्रकाश उत्सर्जन दक्षता प्रदान करते हैं, जिससे समान ड्राइव करंट पर अधिक चमकदार प्रकाश उत्पादन होता है। कुछ ब्लू चिप और फॉस्फर-आधारित सफेद LED की तुलना में, ये मोनोक्रोमैटिक LED अपने विशिष्ट रंग बैंड के भीतर बेहतर रंग शुद्धता और आम तौर पर उच्चतर प्रकाश दक्षता प्रदान करते हैं। इस विशिष्ट मॉडल की मुख्य विशिष्टता यह है कि यह दो अलग-अलग और उच्च दक्षता वाले रंगों को एक उद्योग-मानक अल्ट्रा-थिन पैकेज में संयोजित करता है जो पूर्ण रिफ्लो असेंबली का समर्थन करता है। दो अलग-अलग डिस्क्रीट LED का उपयोग करने की तुलना में, यह एकीकरण घटकों की संख्या, असेंबली समय और सर्किट बोर्ड स्थान को कम करता है।
10. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं हरे और नारंगी एलईडी को एक साथ चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, वे विद्युतीय रूप से स्वतंत्र हैं। हालाँकि, आपको कुल बिजली खपत (प्रत्येक एलईडी का IF* VF, किसी भी ड्राइवर हानि को जोड़े बिना) PCB की तापीय क्षमता और डिवाइस की स्वयं की सीमाओं से अधिक नहीं होना चाहिए। साथ ही, दोनों को पूर्ण 20mA से ड्राइव करने पर लगभग 80mW का अपव्यय होगा, जो प्रति रंग 75mW की रेटेड शक्ति से अधिक है, लेकिन यदि ड्यूटी साइकिल कम है या थर्मल प्रबंधन बहुत अच्छा है, तो यह स्वीकार्य हो सकता है। कृपया अपने विशिष्ट लेआउट के आधार पर थर्मल गणना करें।
प्रश्न: "पीक वेवलेंथ" और "डोमिनेंट वेवलेंथ" में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (λP) वह तरंगदैर्घ्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λdλ वह तरंगदैर्ध्य है जो मानक मानव पर्यवेक्षक को समान रंग वाला मोनोक्रोमैटिक प्रकाश प्रतीत होता है।dयह CIE क्रोमैटिसिटी निर्देशांक से गणना की जाती है और किसी माने गए रंग को निर्दिष्ट करने का अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।
प्रश्न: ऑर्डर देते समय बिनिंग कोड को कैसे समझें?
उत्तर: स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, कृपया आवश्यक ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन (जैसे "P") निर्दिष्ट करें, और हरे LED के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन (जैसे "D") भी निर्दिष्ट करें। यह निर्माता को उन विशिष्ट प्रदर्शन सीमाओं के भीतर घटकों की आपूर्ति करने के लिए बताता है। बिन निर्दिष्ट न करने से उत्पादन के किसी भी बिन से घटक प्राप्त हो सकते हैं, जिससे अंतिम उत्पाद में भिन्नता आ सकती है।
प्रश्न: क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?
उत्तर: एक विशिष्ट इनडोर वातावरण (25°C) में अधिकतम निरंतर धारा (20mA) पर संचालित होने पर, यदि PCB में एलईडी थर्मल पैड से जुड़ा उचित तांबे का क्षेत्र है, तो आमतौर पर एक समर्पित हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, उच्च परिवेश तापमान, संलग्न स्थान, या डीसी रेटेड मान से अधिक पल्स ड्राइव के उपयोग के मामले में, थर्मल विश्लेषण आवश्यक है। अधिकतम प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल प्राप्त करने के लिए जंक्शन तापमान को यथासंभव कम रखना चाहिए।
11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग उदाहरण
उदाहरण 1: द्वि-अवस्था पावर संकेतक:पावर एडाप्टर में, इस LED को जोड़ा जा सकता है। यह डिवाइस के पूरी तरह चार्ज होने और न्यूनतम करंट खपत पर हरा (चार्ज IC द्वारा नियंत्रित) और डिवाइस के चार्ज होने के दौरान नारंगी रंग दिखाता है। एक साधारण माइक्रोकंट्रोलर या लॉजिक सर्किट ड्राइव पिन जोड़े (1,3) और (2,4) के बीच स्विच कर सकता है।
उदाहरण 2: एनीमेशन के साथ बैकलाइट:गेमिंग परिधीय उपकरणों में, कई LTST-C295KGKFKT एलईडी को एक सरणी में व्यवस्थित किया जा सकता है। प्रत्येक एलईडी के हरे और नारंगी चैनलों के लिए स्वतंत्र पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (पीडब्ल्यूएम) के माध्यम से, माइक्रोकंट्रोलर गतिशील रंग परिवर्तन और ब्रीदिंग लाइट प्रभाव बना सकता है, यह सब बहुत पतले फॉर्म फैक्टर सीमा के भीतर प्राप्त किया जाता है।
उदाहरण 3: सिग्नल शक्ति संकेतक:वायरलेस मॉड्यूल में, हरा एलईडी मजबूत सिग्नल (पूर्ण करंट पर चलाकर) को इंगित कर सकता है, नारंगी एलईडी कमजोर सिग्नल (पूर्ण करंट पर चलाकर) को इंगित कर सकता है, जबकि दोनों एलईडी को कम करंट पर चलाने से मध्यवर्ती पीला रंग उत्पन्न हो सकता है जो मध्यम सिग्नल शक्ति को दर्शाता है, इस प्रकार एक ही घटक से तीन अलग-अलग स्थितियों का संकेत मिलता है।
12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस नामक प्रक्रिया के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब अर्धचालक सामग्री (यहाँ AlInGaP) के PN जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और P-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान डिज़ाइन किया गया है। इस उपकरण में हरा और नारंगी रंग संबंधित चिप्स में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस परमाणुओं की संरचना को थोड़ा बदलकर प्राप्त किया जाता है, जो बैंडगैप ऊर्जा को बदल देता है और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश का रंग बदल जाता है।
13. तकनीकी रुझान
SMD LED प्रौद्योगिकी का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च शक्ति घनत्व और आगे लघुकरण की दिशा में बना हुआ है। प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए, वर्ण प्रस्तुति और रंग एकरूपता में सुधार के लिए एक मजबूत प्रेरक शक्ति भी है। संकेतक और बैकलाइट एलईडी के लिए, रुझानों में पैकेजिंग में अधिक कार्यों का एकीकरण शामिल है, जैसे कि अंतर्निर्मित करंट-सीमित रोकनेवाला, एड्रेसबिलिटी के लिए आईसी ड्राइवर (जैसे WS2812-शैली के "स्मार्ट एलईडी"), और यहां तक कि द्वि-रंग से परे कई रंग (उदाहरण के लिए आरजीबी)। अल्ट्रा-पतली और लचीली डिस्प्ले की मांग भी पतले पैकेज प्रोफाइल और लचीले सबस्ट्रेट पर एलईडी के विकास को प्रेरित कर रही है। GaN-on-Si और Micro-LED प्रौद्योगिकी जैसी उन्नत सामग्रियों का उपयोग भविष्य के उच्च चमक, लघुकृत डिस्प्ले के अग्रिम प्रतिनिधित्व करता है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग संगति को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक तथा तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | Bin Content | सामान्य व्याख्या | Objective |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Binning | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान में सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश उपकरण के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती है। |