1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक द्वि-रंग, सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह घटक एक ही, अत्यंत पतले पैकेज के भीतर दो अलग-अलग अर्धचालक चिप्स को एकीकृत करता है, जिससे सघन डिज़ाइन संभव होते हैं जहां स्थान की कमी होती है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक संकेतक या स्थिति प्रकाश के रूप में है, जो एक डिवाइस के फुटप्रिंट से दो अलग-अलग रंग प्रदान करता है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
इस डिवाइस की परिभाषित विशेषता इसकी 0.55 मिमी की अति-पतली प्रोफ़ाइल है, जो आधुनिक, पतले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, पोर्टेबल उपकरणों और सघन रूप से भरे पीसीबी के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है। यह उन्नत अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करता है: नीले उत्सर्जन के लिए एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप और पीले उत्सर्जन के लिए एक AlInGaP (एल्यूमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप। ये सामग्रियां अपनी उच्च दक्षता और चमक के लिए जानी जाती हैं। एलईडी RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का पूर्ण अनुपालन करती है। इसे 7 इंच व्यास के रीलों पर 8 मिमी टेप पर पैक किया गया है, जो इसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण में उपयोग किए जाने वाले उच्च-गति, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत बनाता है। डिवाइस को लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डर असेंबली के लिए उपयोग की जाने वाली मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं को सहन करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है।
गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
निम्नलिखित अनुभाग मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत डिवाइस की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन विशेषताओं का विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं, जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।
- Power Dissipation (Pd): एलईडी द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम अनुमेय शक्ति। ब्लू चिप की रेटिंग 76 mW है, जबकि येलो चिप की रेटिंग 62.5 mW है। इस सीमा से अधिक होने पर अत्यधिक गर्मी और त्वरित क्षरण हो सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): अधिकतम स्पंदित धारा (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई)। Blue चिप 100 mA स्पंद और Yellow चिप 60 mA स्पंद संभाल सकती है। यह पैरामीटर संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले फ्लैशिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- DC अग्र धारा (IF): विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अधिकतम निरंतर अग्र धारा। यह Blue चिप के लिए 20 mA और Yellow चिप के लिए 25 mA है। यह अधिकांश चमक विनिर्देशों के लिए मानक ड्राइविंग धारा है।
- तापमान सीमाएँ: यह उपकरण -20°C से +80°C के बीच संचालन के लिए रेटेड है और -30°C से +100°C के बीच संग्रहीत किया जा सकता है।
- सोल्डरिंग स्थिति: यह घटक 260°C के शिखर तापमान के साथ IR रीफ्लो सोल्डरिंग को अधिकतम 10 सेकंड तक सहन कर सकता है, जो सामान्य Pb-free प्रक्रिया प्रोफाइल्स के अनुरूप है।
2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
ये सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं, जिन्हें 20 mA की अनुशंसित DC अग्र धारा पर मापा गया है।
- Luminous Intensity (IV): प्रत्यक्ष चमक का एक माप। ब्लू चिप के लिए, विशिष्ट तीव्रता न्यूनतम 28.0 mcd से अधिकतम 180.0 mcd तक होती है। येलो चिप के लिए, यह सीमा 45.0 mcd से 280.0 mcd तक है। वास्तविक मान बिन किया गया है (धारा 3 देखें)।
- दृश्य कोण (2θ1/2): वह कोणीय विस्तार जिस पर दीप्त तीव्रता, 0° (अक्ष पर) की तीव्रता की कम से कम आधी होती है। दोनों रंगों का एक विशिष्ट चौड़ा दृश्य कोण 130 डिग्री है, जो पार्श्व कोणों से अच्छी दृश्यता प्रदान करता है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λP): वह तरंगदैर्ध्य जिस पर प्रकाशिक आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है। विशिष्ट मान 468 nm (नीला) और 591 nm (पीला) हैं।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): वह एकल तरंगदैर्ध्य जो प्रकाश के माने गए रंग का सबसे अच्छा वर्णन करती है। विशिष्ट मान 470 nm (नीला) और 589 nm (पीला) हैं। यह CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): अधिकतम शक्ति के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई। दोनों चिप्स की सामान्य बैंडविड्थ 25 nm है, जो अपेक्षाकृत शुद्ध रंग उत्सर्जन को दर्शाती है।
- Forward Voltage (VF): 20 mA पर चलाए जाने पर LED के पार वोल्टेज ड्रॉप। Blue चिप का सामान्य VF 3.30V (अधिकतम 3.80V) है, और Yellow चिप का सामान्य VF 2.00V (अधिकतम 2.40V) का। यह ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन और बिजली आपूर्ति चयन के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR): 5V के रिवर्स बायस लगाने पर अधिकतम लीकेज करंट। यह दोनों चिप्स के लिए 10 μA है। महत्वपूर्ण नोट: यह उपकरण रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; टेस्ट कंडीशन से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से तत्काल विफलता हो सकती है।
2.3 थर्मल विचार
हालांकि थर्मल रेजिस्टेंस (θJA), शक्ति अपव्यय रेटिंग और ऑपरेटिंग तापमान सीमा प्राथमिक थर्मल बाधाएं हैं। हीट सिंकिंग के लिए पर्याप्त कॉपर पोर के साथ प्रभावी PCB लेआउट, जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए आवश्यक है, खासकर जब अधिकतम DC करंट पर या उसके निकट ड्राइविंग की जा रही हो। अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने पर LED के जीवनकाल में भारी कमी आ जाएगी।
3. Binning System Explanation
सेमीकंडक्टर निर्माण में प्राकृतिक भिन्नताओं को ध्यान में रखते हुए, LEDs को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह एक उत्पादन बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करता है।
3.1 Luminous Intensity Binning
चमकदार आउटपुट को न्यूनतम और अधिकतम मानों द्वारा परिभाषित बिन में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±15% है।
ब्लू चिप बिन्स:
N: 28.0 - 45.0 mcd
P: 45.0 - 71.0 mcd
Q: 71.0 - 112.0 mcd
R: 112.0 - 180.0 mcd
पीला चिप बिन:
P: 45.0 - 71.0 mcd
Q: 71.0 - 112.0 mcd
R: 112.0 - 180.0 mcd
S: 180.0 - 280.0 mcd
डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन के लिए आवश्यक चमक स्तर की गारंटी देने के लिए ऑर्डर करते समय आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करने होंगे। कम बिन (उदाहरण के लिए, नीले रंग के लिए N) का उपयोग करने से डिस्प्ले की चमक कम हो सकती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ दिया गया है, जो गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में पुनर्निर्मित नहीं किए गए हैं, लेकिन उनके निहितार्थ नीचे वर्णित हैं।
4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
यह वक्र धारा और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। दोनों एलईडी चिप्स के लिए, वोल्टेज धारा के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। प्रदान किए गए विशिष्ट VF मान 20 mA के लिए हैं। कम धारा पर चलाने से VFकम होगा, और अधिक धारा पर चलाने से V बढ़ेगा।F और शक्ति अपव्यय। स्थिर चमक सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए, एक स्थिर-वोल्टेज ड्राइवर पर एक स्थिर-धारा ड्राइवर की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।
4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
यह ग्राफ दर्शाता है कि आगे की धारा के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है। यह आम तौर पर संचालन सीमा के भीतर रैखिक के करीब होता है, लेकिन दक्षता में गिरावट और तापीय प्रभावों के कारण बहुत अधिक धाराओं पर संतृप्त हो जाएगा। 20 mA ड्राइव धारा को एक मानक बिंदु के रूप में चुना गया है जो चमक, दक्षता और विश्वसनीयता को संतुलित करता है।
4.3 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
जंक्शन तापमान बढ़ने पर LED का प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए यह वक्र महत्वपूर्ण है। इस ग्राफ से डीरेटिंग फैक्टर (प्रति डिग्री सेल्सियस आउटपुट में प्रतिशत कमी) का अनुमान लगाया जा सकता है। तापमान के साथ चमक की हानि को कम करने के लिए पर्याप्त हीट सिंकिंग आवश्यक है।
4.4 Spectral Distribution
ये वक्र तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को दर्शाते हैं, जो शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) और स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) दिखाते हैं। दोनों रंगों के लिए संकीर्ण 25 nm बैंडविड्थ अच्छी रंग शुद्धता की पुष्टि करती है, जो संकेतक अनुप्रयोगों के लिए वांछनीय है जहां रंग भेद महत्वपूर्ण है।
5. Mechanical and Package Information
5.1 पैकेज आयाम और पिन असाइनमेंट
यह डिवाइस EIA मानक पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। प्रमुख यांत्रिक विशेषता इसकी 0.55mm की समग्र ऊंचाई है। दोहरे रंग वाले चिप के लिए पिन असाइनमेंट इस प्रकार है: पिन 1 और 3 ब्लू (InGaN) चिप के लिए हैं, और पिन 2 और 4 येलो (AlInGaP) चिप के लिए हैं। यह चार-पैड डिज़ाइन प्रत्येक रंग के लिए अलग विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है, जिससे उन्हें स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
5.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट
पीसीबी डिजाइन के लिए एक सुझाया गया लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। रीफ्लो के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने, उचित संरेखण सुनिश्चित करने और एलईडी से दूर ऊष्मा हस्तांतरण की सुविधा के लिए इस पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड आयामों को सोल्डर रीफ्लो के दौरान टॉम्बस्टोनिंग (एक छोर पर घटक का खड़ा होना) को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
5.3 पोलैरिटी पहचान
पाठ में स्पष्ट रूप से न दिखाए जाने के बावजूद, एसएमडी एलईडी में आमतौर पर कैथोड (-) या किसी विशिष्ट पिन को इंगित करने के लिए पैकेज पर एक चिह्न (जैसे बिंदु, खांचा या बेवल किनारा) होता है। असेंबली और डिजाइन के दौरान सही अभिविन्यास के लिए डेटाशीट की पिन असाइनमेंट तालिका को पैकेज मार्किंग आरेख ("पैकेज डायमेंशन्स" द्वारा निहित) के साथ क्रॉस-रेफरेंस किया जाना चाहिए।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 आईआर रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए एक सुझाया गया तापमान प्रोफाइल शामिल है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्री-हीट: परिवेश से 150-200°C तक रैंप।
- Soak/Pre-heat Time: Maximum of 120 seconds to activate flux and minimize thermal shock.
- Peak Temperature: अधिकतम 260°C.
- Time Above Liquidus (TAL): सोल्डर के गलनांक (आमतौर पर SnAgCu के लिए ~217°C) से ऊपर बिताया गया समय उचित जोड़ निर्माण के लिए पर्याप्त होना चाहिए, लेकिन LED पर तापीय प्रतिबल को कम करने के लिए इसे न्यूनतम रखा जाना चाहिए। यह प्रोफ़ाइल JEDEC मानकों के अनुपालन के लिए डिज़ाइन की गई है।
6.2 Hand Soldering
यदि मैन्युअल रीवर्क आवश्यक है, तो सोल्डरिंग आयरन का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रति जोड़ संपर्क समय अधिकतम 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए इसे केवल एक बार ही किया जाना चाहिए।
6.3 Storage and Handling Conditions
Moisture Sensitivity: The LEDs are packaged in a moisture-barrier bag with desiccant. Once the original sealed bag is opened, the components are exposed to ambient humidity.
- Opened Package Storage: 30°C और 60% सापेक्ष आर्द्रता (RH) से अधिक नहीं होनी चाहिए।
- फ्लोर लाइफ: बैग खोलने के एक सप्ताह के भीतर IR रीफ्लो पूरा करने की सिफारिश की जाती है।
- विस्तारित भंडारण: एक सप्ताह से अधिक समय तक भंडारण के लिए, घटकों को एक सीलबंद कंटेनर में सूखा पदार्थ के साथ या नाइट्रोजन डेसिकेटर में रखा जाना चाहिए।
- बेकिंग: मूल पैकेजिंग से बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत घटकों को सोल्डरिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और "पॉपकॉर्निंग" (रीफ्लो के दौरान वाष्प दबाव के कारण पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।
6.4 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायकों का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन प्लास्टिक लेंस या पैकेज सामग्री को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं। स्वीकार्य सफाई एजेंटों में एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) शामिल हैं। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए।
6.5 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियां
एलईडी, अधिकांश सेमीकंडक्टर उपकरणों की तरह, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से क्षति के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग सावधानियाँ अनिवार्य हैं: ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स, एंटी-स्टैटिक दस्ताने का उपयोग करें, और सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण और कार्य सतहें ठीक से ग्राउंडेड हैं।
7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
7.1 टेप और रील विनिर्देश
घटक स्वचालित असेंबली के लिए उभरे हुए वाहक टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं।
- वाहक टेप की चौड़ाई: 8 मिमी.
- रील व्यास: 7 इंच.
- प्रति रील मात्रा: 4000 pieces.
- Minimum Order Quantity (MOQ): 500 pieces for remainder quantities.
- पॉकेट सीलिंग: खाली पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है।
- लापता घटक: विशिष्टता के अनुसार, अधिकतम दो लगातार अनुपस्थित एलईडी (खाली पॉकेट) की अनुमति है।
- मानक: पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विशिष्टताओं का पालन करती है।
7.2 पार्ट नंबर व्याख्या
पार्ट नंबर LTST-C195TBKSKT संभवतः विशिष्ट विशेषताओं को एन्कोड करता है, हालांकि इस अंश में पूर्ण विवरण प्रदान नहीं किया गया है। आम तौर पर, ऐसे कोड श्रृंखला (LTST), आकार/प्रोफाइल (C195), रंग (TB द्वि-रंग नीला/पीला के लिए), और पैकेजिंग (KSKT संभवतः टेप और रील को संदर्भित करता है) को दर्शाते हैं। ऑर्डर करते समय ल्यूमिनस इंटेंसिटी के सटीक बिन कोड अलग से निर्दिष्ट किए जाने चाहिए।
8. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
8.1 Typical Application Scenarios
This dual-color LED is ideal for multi-status indicators. Common uses include:
- Power/Status Indicators: "स्टैंडबाय" या "चालू" के लिए नीला, "चार्जिंग" या "चेतावनी" के लिए पीला।
- Network Equipment: लिंक स्थिति, गतिविधि, या गति को दर्शाता है।
- Consumer Electronics: कॉम्पैक्ट उपकरणों पर बैटरी स्तर संकेतक, मोड चयन प्रतिक्रिया।
- Industrial Controls: मशीन स्थिति संकेत (चल रही है, दोष, निष्क्रिय)।
अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल इसे स्मार्टफोन, टैबलेट, अल्ट्राबुक और अन्य सीमित स्थान वाले पोर्टेबल उपकरणों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती है।
8.2 सर्किट डिजाइन विचार
1. करंट लिमिटिंग: प्रत्येक रंग चैनल के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या समर्पित कॉन्स्टेंट-करंट LED ड्राइवर IC का उपयोग करें। R = (Vसप्लाई - VF) / IF. अधिकतम V का उपयोग करेंF डेटाशीट से यह सुनिश्चित करने के लिए कि भाग-से-भाग भिन्नता के साथ भी धारा सीमा से अधिक न हो।
2. स्वतंत्र नियंत्रण: प्रत्येक रंग के लिए अलग एनोड/कैथोड माइक्रोकंट्रोलर के माध्यम से स्वतंत्र PWM (पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन) डिमिंग या ब्लिंकिंग नियंत्रण की अनुमति देता है।
3. पावर डिसिपेशन: सत्यापित करें कि कुल शक्ति (IF * VF प्रत्येक चिप के लिए) व्यक्तिगत चिप की शक्ति रेटिंग से अधिक नहीं है, खासकर यदि दोनों को एक साथ संचालित किया जाता है।
4. रिवर्स वोल्टेज प्रोटेक्शन: हालांकि यह जेनर डायोड नहीं है, प्रत्येक एलईडी के समानांतर (कैथोड से एनोड तक) एक छोटा-सिग्नल डायोड पीसीबी पर आकस्मिक रिवर्स वोल्टेज ट्रांजिएंट से सुरक्षा प्रदान कर सकता है।
8.3 पीसीबी लेआउट सिफारिशें
- अनुशंसित सोल्डर पैड आयामों का सटीकता से पालन करें।
- यदि एलईडी पैड बड़े ग्राउंड/पावर प्लेन से जुड़े हैं, तो सोल्डरिंग में सुविधा के लिए थर्मल रिलीफ कनेक्शन का उपयोग करें, जबकि कुछ थर्मल चालन भी प्रदान करें।
- इष्टतम ऊष्मा अपव्यय के लिए, थर्मल पैड (यदि मौजूद हो) के नीचे या पास में छोटे वाया जोड़ने पर विचार करें ताकि ऊष्मा को आंतरिक या निचली पीसीबी परतों तक पहुंचाया जा सके।
9. Technical Comparison and Differentiation
Compared to older dual-color LEDs or using two discrete single-color LEDs, this device offers distinct advantages:
- स्पेस सेविंग्स: एक 0.55mm पतला पैकेज दो घटकों की जगह लेता है, जिससे PCB क्षेत्र और आयतन की बचत होती है।
- सरलीकृत असेंबली: एक पिक-एंड-प्लेस ऑपरेशन दो के बजाय, जिससे असेंबली थ्रूपुट बढ़ता है और संभावित प्लेसमेंट त्रुटियाँ कम होती हैं।
- सामग्री प्रौद्योगिकी: InGaN और AlInGaP चिप्स का उपयोग आमतौर पर GaP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में उच्च दक्षता और चमक प्रदान करता है।
- प्रक्रिया अनुकूलता: मानक, उच्च-मात्रा एसएमटी असेंबली और सीसा-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ पूर्ण संगतता विनिर्माण जटिलता को कम करती है।
10. तकनीकी मापदंडों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)
Q1: क्या मैं नीली और पीली एलईडी को एक साथ चला सकता हूं?
A: हाँ, विद्युत रूप से वे स्वतंत्र हैं। हालाँकि, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि प्रत्येक चिप के लिए बिजली अपव्यय सीमा से अधिक न हो और पीसीबी/स्थानीय परिवेश का तापमान संचालन सीमा के भीतर बना रहे। उत्पन्न कुल ऊष्मा दोनों का योग होगी।
Q2: यदि मैं ध्रुवता गलत तरीके से जोड़ दूं तो क्या होगा?
A: महत्वपूर्ण रिवर्स वोल्टेज (5V टेस्ट कंडीशन से परे) लगाने से रिवर्स ब्रेकडाउन के कारण एलईडी चिप की तत्काल और विनाशकारी विफलता होने की संभावना है। हमेशा सही ध्रुवता का पालन करें।
Q3: नीले और पीले रंग के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज अलग क्यों है?
A: फॉरवर्ड वोल्टेज अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप का एक मौलिक गुण है। InGaN (नीला) का बैंडगैप AlInGaP (पीला) की तुलना में व्यापक होता है, जिसके कारण जंक्शन के पार इलेक्ट्रॉनों को \"धकेलने\" के लिए अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च-ऊर्जा (छोटी तरंगदैर्ध्य) वाले फोटॉन उत्पन्न होते हैं।
Q4: सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन कैसे करूं?
A: सूत्र R = (V का उपयोग करेंसप्लाई - VF) / IF. विश्वसनीयता के लिए, डेटाशीट से अधिकतम V का उपयोग करेंF (नीले के लिए 3.80V, पीले के लिए 2.40V) और आपकी वांछित IF (उदाहरण के लिए, 20mA)। 5V आपूर्ति के लिए: RBlue = (5 - 3.8) / 0.02 = 60 Ω; Rपीला = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. अगले उच्च मानक अवरोधक मान का उपयोग करें।
Q5: एलईडी अपेक्षा से अधिक मंद प्रतीत होती है। क्या गड़बड़ हो सकती है?
A: 1) सत्यापित करें कि आप सही बिन कोड का उपयोग कर रहे हैं; एक निचला बिन (जैसे, नीले रंग के लिए N) कम चमकीला होता है। 2) मल्टीमीटर से वास्तविक फॉरवर्ड करंट जांचें; गलत गणना वाला रेसिस्टर या कम सप्लाई वोल्टेज करंट को कम कर सकता है। 3) सुनिश्चित करें कि एलईडी अधिक गर्म नहीं हुई है; उच्च जंक्शन तापमान प्रकाश उत्पादन को कम करता है। 4) व्यूइंग एंगल की पुष्टि करें; चमक ऑन-एक्सिस मापी जाती है।
11. Practical Design and Usage Examples
उदाहरण 1: द्वि-स्थिति USB पोर्ट संकेतक। एक लैपटॉप में, इस LED को एक USB-C पोर्ट के बगल में रखा जा सकता है। इसे एम्बेडेड कंट्रोलर (EC) द्वारा संचालित किया जा सकता है: नीला स्थिर तब जब कोई डिवाइस जुड़ा और सक्रिय हो, पीला झिलमिलाता तब जब पोर्ट चार्जिंग करंट की आपूर्ति कर रहा हो, और अन्यथा दोनों बंद। इसका पतला प्रोफाइल इसे तंग बेज़ल के भीतर फिट होने की अनुमति देता है।
उदाहरण 2: IoT डिवाइस स्थिति। एक कॉम्पैक्ट वायरलेस सेंसर में, एलईडी नेटवर्क स्थिति दर्शा सकती है: नीला \"क्लाउड से जुड़ा हुआ\" के लिए, पीला \"डेटा ट्रांसमिटिंग\" के लिए, और \"त्रुटि\" के लिए रंग बारी-बारी से बदलते हैं। कम बिजली की खपत बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त है, और चौड़ा व्यूइंग एंगल विभिन्न कोणों से दृश्यता सुनिश्चित करता है।
उदाहरण 3: नमी-संवेदनशील घटकों का हैंडलिंग। एक निर्माता को एक रील प्राप्त होती है। वे एक उत्पादन शिफ्ट में पूरी रील का उपयोग करते हैं। यदि आंशिक रील शेष रह जाती है, तो वे इसे डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में संग्रहीत करते हैं। दो सप्ताह बाद, शेष भाग का उपयोग करने से पहले, वे रील को पिक-एंड-प्लेस मशीन में लोड करने से पहले 60°C पर 24 घंटे तक बेक करते हैं, सोल्डरिंग दोषों को रोकने के लिए डेटाशीट दिशानिर्देशों का पालन करते हुए।
12. Operational Principle Introduction
लाइट एमिटिंग डायोड (LEDs) सेमीकंडक्टर उपकरण हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन p-टाइप सामग्री से होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है। InGaN चिप में नीले प्रकाश (~470 nm) के अनुरूप एक बैंडगैप होता है, जबकि AlInGaP चिप में पीले प्रकाश (~589 nm) के अनुरूप एक बैंडगैप होता है। प्लास्टिक पैकेज नाजुक सेमीकंडक्टर डाई और वायर बॉन्ड्स की सुरक्षा करने, प्रकाश आउटपुट बीम (लेंस) को आकार देने और माउंटिंग के लिए भौतिक फॉर्म फैक्टर प्रदान करने का कार्य करता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और विकास
वर्णित उपकरण एलईडी प्रौद्योगिकी में कई चल रहे रुझानों को दर्शाता है:
- लघुरूपण: 0.55mm और पतले पैकेजों की ओर प्रेरित प्रवृत्ति लगातार अधिक सुडौल उत्पाद डिजाइनों को सक्षम बना रही है।
- उच्च-दक्षता सामग्री: InGaN और AlInGaP दृश्यमान एलईडी के लिए परिपक्व, उच्च-प्रदर्शन सामग्री प्रणालियों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो संकेतक अनुप्रयोगों के लिए अच्छी दक्षता (लुमेन प्रति वाट) प्रदान करते हैं।
- एकीकरण: कई कार्यों (दो रंगों) को एक ही पैकेज में संयोजित करना, स्थान बचाने और असेंबली को सरल बनाने के लिए घटक एकीकरण के व्यापक रुझान का हिस्सा है।
- मजबूत विनिर्माण संगतता: टेप-एंड-रील पैकेजिंग, आईआर रीफ्लो सहनशीलता और नमी संवेदनशीलता वर्गीकरण पर जोर पूरी तरह से स्वचालित, उच्च मात्रा वाले इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण की आवश्यकताओं के अनुरूप है। भविष्य के विकास में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑटोमोटिव क्षेत्रों की मांगों से प्रेरित होकर, और भी पतले पैकेज, एकीकृत करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स (एलईडी "मॉड्यूल"), या समान फुटप्रिंट में तीन-रंग (आरजीबी) चिप्स शामिल हो सकते हैं।
एलईडी स्पेसिफिकेशन टर्मिनोलॉजी
एलईडी तकनीकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | क्यों महत्वपूर्ण है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता | 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 चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, 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/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे। | 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 | सामान्य LED संचालन के लिए वर्तमान मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जो मंदन या चमकाने के लिए प्रयुक्त होती 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 मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशील। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील LEDs के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर 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 के दौरान चमक की बचत 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 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 हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| 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 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 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | Grouped by brightness, each group has min/max lumen values. | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायता करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के अनुसार 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 | Lumen maintenance test | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED 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 | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल टेस्ट मेथड्स को कवर करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणीकरण | 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। |