LTST-C195TBKFKT डुअल-कलर SMD LED डेटाशीट - ब्लू और ऑरेंज लाइट - 20mA/30mA फॉरवर्ड करंट - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-C195TBKFKT एक द्वि-रंगी सतह माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। यह एक EIA-मानक पैकेज के भीतर दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: एक नीला प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप और एक नारंगी प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए AlInGaP (एल्यूमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप। यह डिज़ाइन एक ही कॉम्पैक्ट घटक को दो अलग-अलग रंग उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है, जो स्थान-सीमित स्थिति संकेतक, बैकलाइटिंग और सजावटी प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत मूल्यवान है। यह डिवाइस 8mm कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण में उपयोग किए जाने वाले उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत है।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। नीले चिप के लिए, अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 20 mA है, और शक्ति अपव्यय सीमा 76 mW है। नारंगी चिप की DC करंट रेटिंग थोड़ी अधिक है, 30 mA, और शक्ति अपव्यय सीमा 75 mW है। दोनों चिप्स के लिए अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है, लेकिन ध्यान दें कि रिवर्स बायस के तहत निरंतर संचालन की अनुमति नहीं है। डिवाइस अल्पकालिक करंट सर्ज को सहन कर सकता है; नीला चिप 100 mA का पीक फॉरवर्ड करंट (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स) सहन कर सकता है, जबकि नारंगी चिप समान शर्तों के तहत 80 mA सहन कर सकता है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -20°C से +80°C और भंडारण तापमान सीमा -30°C से +100°C निर्धारित की गई है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

मुख्य प्रदर्शन संकेतक मानक परिवेश तापमान 25°C और 20 mA की अग्र धारा (IF) पर परिभाषित किए गए हैं। नीले चिप की दीप्त तीव्रता (Iv) न्यूनतम 28.0 mcd से अधिकतम 180 mcd तक होती है, और विशिष्ट मान इसी सीमा में पड़ता है। नारंगी चिप की न्यूनतम तीव्रता अधिक, 45.0 mcd है, और अधिकतम मान भी 180 mcd है। अग्र वोल्टेज (VF) सर्किट डिजाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। नीले चिप के लिए, VF का विशिष्ट मान 3.30V है, जो 2.90V (न्यूनतम) से 3.50V (अधिकतम) तक होता है। नारंगी चिप का कार्य वोल्टेज कम है, इसका VF विशिष्ट मान 2.00V है, जो 1.80V से 2.40V तक होता है। दोनों LED में 130 डिग्री का अत्यंत चौड़ा दृश्य कोण (2θ1/2) होता है, जो विस्तृत विसरित प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है। नीले चिप का प्रकाश उत्सर्जन केंद्र शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) 468 nm और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 470 nm के आसपास स्थित है, जिसकी वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ) 25 nm है। नारंगी चिप का उत्सर्जन शिखर 611 nm, प्रमुख तरंगदैर्ध्य 605 nm है, और इसकी बैंडविड्थ संकीर्ण, 17 nm है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। यह विशिष्टता पत्रक अग्र वोल्टेज और दीप्त तीव्रता के लिए बिनिंग को परिभाषित करता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग (ब्लू लाइट चिप)

20mA पर नीले चिप का अग्र वोल्टेज 12 से 17 बिन में विभाजित किया गया है। प्रत्येक बिन 0.1V की सीमा को कवर करता है, 2.90-3.00V (बिन 12) से लेकर 3.40-3.50V (बिन 17) तक। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता +/-0.1V है। यह डिजाइनरों को उन अनुप्रयोगों के लिए उच्च अग्र वोल्टेज मिलान वाले LED का चयन करने में सक्षम बनाता है जिन्हें समानांतर विन्यास में चमक एकरूपता की आवश्यकता होती है।

3.2 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग

नीली और नारंगी दोनों चिप्स को उनके प्रकाश उत्पादन के आधार पर ग्रेड किया गया है। नीली चिप के लिए, ग्रेड को N, P, Q और R के रूप में चिह्नित किया गया है, जिसकी न्यूनतम तीव्रता सीमा 28.0 mcd (N ग्रेड) से 112.0 mcd (R ग्रेड) तक है। नारंगी चिप P, Q और R ग्रेड का उपयोग करती है, जिसकी न्यूनतम तीव्रता 45.0 mcd (P ग्रेड) से शुरू होती है। दोनों रंगों के उच्चतम ग्रेड (R ग्रेड) के लिए अधिकतम मान 180 mcd है। प्रत्येक तीव्रता ग्रेड के लिए सहनशीलता +/-15% है। यह प्रणाली विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यक चमक स्तरों के आधार पर चयन का समर्थन करती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों (उदाहरण के लिए, चित्र 1 स्पेक्ट्रम आउटपुट, चित्र 6 व्यूइंग एंगल) का उल्लेख किया गया है, लेकिन उनकी विशिष्ट विशेषताओं का वर्णन किया जा सकता है। डायोड समीकरण के अनुसार, फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध घातीय है। अनुशंसित कार्य सीमा के भीतर, दोनों चिप्स की प्रकाश तीव्रता लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। हालांकि, अत्यधिक उच्च धारा पर, गर्मी में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य और पीक तरंगदैर्ध्य आमतौर पर करंट के साथ स्थिर रहते हैं, लेकिन महत्वपूर्ण तापमान परिवर्तन के तहत मामूली बदलाव हो सकते हैं। 130 डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल एक लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन विकिरण पैटर्न का संकेत देता है, जहां केंद्रीय तीव्रता सबसे अधिक होती है और यह व्यूइंग एंगल के कोसाइन के साथ कम होती जाती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह एलईडी उद्योग-मानक एसएमडी पैकेज फुटप्रिंट का अनुपालन करती है। डेटाशीट में पैड की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और स्थिति को दर्शाते हुए विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किए गए हैं। डिवाइस में चार पिन (1, 2, 3, 4) हैं। LTST-C195TBKFKT के लिए, पिन 1 और 3 नीली चिप के एनोड और कैथोड को सौंपे गए हैं, जबकि पिन 2 और 4 नारंगी चिप को सौंपे गए हैं। पैकेज आरेख में आमतौर पर ध्रुवीयता संकेतक शामिल होते हैं, जैसे कि एक खांचा या चिह्नित कैथोड पिन, ताकि असेंबली के दौरान सही अभिविन्यास सुनिश्चित किया जा सके। घटक को एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ एम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किया गया है, जो मानक 7-इंच रील पर लपेटा गया है, प्रति रील 4000 टुकड़े।

6. वेल्डिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल

डेटाशीट पारंपरिक (टिन-लीड) और लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान करती है। SAC (टिन-सिल्वर-कॉपर) सोल्डर पेस्ट का उपयोग करने वाली लीड-फ्री असेंबली के लिए, तापमान प्रोफाइल को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि पैकेज का पीक तापमान 260°C से अधिक न हो और 240°C से ऊपर का समय सीमित हो। थर्मल शॉक को रोकने के लिए नियंत्रित प्रीहीट और रैंप-अप चरण महत्वपूर्ण हैं। यह एलईडी वेव सोल्डरिंग (अधिकतम 260°C, 5 सेकंड) और वेपर फेज सोल्डरिंग (215°C, 3 मिनट) के लिए भी उपयुक्त है।

6.2 भंडारण एवं संचालन

एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं के वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। मूल नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकालने के बाद, इसे एक सप्ताह के भीतर रिफ्लो सोल्डर किया जाना चाहिए। यदि एक सप्ताह से अधिक समय तक भंडारण की आवश्यकता है, तो डिवाइस को एक शुष्क वातावरण (जैसे, डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर) में संग्रहीत किया जाना चाहिए और सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। डेटाशीट सुझाव देती है कि इसे सामान्य तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोया जाए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर का उपयोग एलईडी के एपॉक्सी लेंस या एनकैप्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकता है।

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग 7-इंच रील है, प्रति रील 4000 पीस। शेष मात्रा के लिए, न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 पीस है। कैरियर टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का पालन करते हैं। पार्ट नंबर LTST-C195TBKFKT निर्माता की आंतरिक कोडिंग प्रणाली का पालन करता है, जहां तत्व श्रृंखला (C195), रंग (TB ड्यूल-कलर ब्लू/ऑरेंज के लिए), लेंस प्रकार (K वाटर क्लियर के लिए), और पैकेजिंग (FKT कैरियर टेप रील के लिए) को दर्शा सकते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह ड्यूल-कलर एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें दोहरे रंग की स्थिति संकेत की आवश्यकता होती है, जैसे पावर ऑन/स्टैंडबाय, चार्जिंग/फुल चार्ज, नेटवर्क गतिविधि, या सिस्टम त्रुटि/चेतावनी संकेत। इसका उपयोग उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (राउटर, चार्जर, ऑडियो डिवाइस), औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग और साइनेज में किया जा सकता है। इसका चौड़ा व्यूइंग एंगल इसे फ्रंट पैनल संकेतकों के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें सभी कोणों से देखने की आवश्यकता होती है।

8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें

ड्राइवर सर्किट:LED एक करंट-संचालित डिवाइस है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से जब कई LED समानांतर में जुड़े हों, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला अवश्य लगाया जाना चाहिए। कई समानांतर LED के लिए एक ही रोकनेवाला (डेटाशीट में सर्किट मॉडल B) का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि व्यक्तिगत LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में भिन्नता के कारण करंट और चमक में महत्वपूर्ण अंतर आ सकता है। अनुशंसित सर्किट (मॉडल A) प्रत्येक LED के लिए एक अलग रोकनेवाला का उपयोग करता है।

पावर डिसिपेशन:अधिकतम पावर डिसिपेशन रेटिंग (ब्लू लाइट 76 mW, ऑरेंज लाइट 75 mW) का पालन अवश्य किया जाना चाहिए। अधिकतम अनुशंसित DC करंट (ब्लू लाइट 20mA, ऑरेंज लाइट 30mA) पर, पावर डिसिपेशन Vf * If होता है। टाइपिकल Vf मानों का उपयोग करके गणना करने पर, ब्लू लाइट के लिए यह 66 mW (3.3V*20mA) और ऑरेंज लाइट के लिए 60 mW (2.0V*30mA) होता है, जो दोनों सीमा के भीतर हैं। उच्च परिवेश तापमान पर काम करते समय, डिज़ाइनरों को डेराटिंग फैक्टर (ब्लू लाइट के लिए 25°C से 0.25 mA/°C, ऑरेंज लाइट के लिए 0.4 mA/°C) पर विचार करना चाहिए।

ESD सुरक्षा:ये LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील हैं। सभी हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रियाएं ESD-सुरक्षित क्षेत्र में, ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप, कंडक्टिव मैट और उचित रूप से ग्राउंडेड उपकरणों का उपयोग करके की जानी चाहिए। डिवाइस में स्वयं एकीकृत ESD सुरक्षा डायोड शामिल नहीं हो सकते हैं।

9. तकनीकी तुलना

इस उत्पाद की प्रमुख विभेदक विशेषता दो उच्च-प्रदर्शन, अति-उच्च चमक वाले चिप्स (नीली रोशनी के लिए InGaN, नारंगी रोशनी के लिए AlInGaP) को एक मानक SMD पैकेज में एकीकृत करना है। दो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक एलईडी का उपयोग करने की तुलना में, यह पीसीबी स्थान बचाता है, घटकों की संख्या कम करता है, और असेंबली को सरल बनाता है। InGaN तकनीक उच्च दक्षता वाली नीली रोशनी प्रदान करती है, जबकि AlInGaP लाल-नारंगी-एम्बर स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता के लिए जाना जाता है। दोनों का संयोजन दोनों स्थितियों के लिए अच्छा रंग विपरीतता प्रदान करता है। संकेतक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए, 130 डिग्री का चौड़ा देखने का कोण, संकीर्ण-कोण वाले एलईडी की तुलना में जो केंद्रित बीम के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, एक स्थायी लाभ है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं नीले और नारंगी चिप्स को एक साथ ड्राइव कर सकता हूं?
उत्तर: डेटाशीट प्रत्येक चिप के पैरामीटर अलग से निर्दिष्ट करती है। हालांकि यह भौतिक रूप से संभव हो सकता है, दोनों को पूर्ण करंट पर एक साथ ड्राइव करने से पैकेज की कुल पावर डिसिपेशन सीमा से अधिक हो सकता है, और डेटाशीट इसके लिए निर्दिष्ट नहीं है। विशिष्ट उपयोग दो रंगों के बीच वैकल्पिक प्रदर्शन करना है।

प्रश्न: भले ही पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से मेल खाती हो, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रेसिस्टर क्यों आवश्यक है?
उत्तर: फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) की एक सीमा होती है (उदाहरण के लिए, नीली रोशनी के लिए 2.9V से 3.5V)। एक "3.3V" की पावर सप्लाई 3.3V के विशिष्ट VF वाले एलईडी के लिए एकदम सही हो सकती है, लेकिन 2.9V के VF वाले एलईडी के लिए अत्यधिक करंट का कारण बन सकती है, जिससे उसे क्षति हो सकती है। Vf या पावर सप्लाई वोल्टेज में मामूली भिन्नताओं की परवाह किए बिना, रेसिस्टर करंट को सटीक रूप से सेट करता है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (λP) वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अधिकतम होती है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होती है और अनुभूत रंग का प्रतिनिधित्व करती है - अर्थात, वह एकल तरंगदैर्ध्य जो मानव आँख को LED के रंग से मेल खाती हुई प्रतीत होती है। मोनोक्रोमैटिक LED के लिए, ये आमतौर पर करीब होते हैं; व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए, ये भिन्न हो सकते हैं।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: USB हब के लिए दोहरी स्थिति संकेतक
एक डिजाइनर एक कॉम्पैक्ट USB हब डिजाइन कर रहा है। उन्हें एक LED की आवश्यकता है जो पावर इंगित करे (निरंतर नारंगी प्रकाश), और दूसरा डेटा गतिविधि इंगित करे (टिमटिमाता नीला प्रकाश)। LTST-C195TBKFKT का उपयोग करके, वे एक घटक फुटप्रिंट के साथ इस कार्यक्षमता को प्राप्त कर सकते हैं। PCB लेआउट में चार पैड और दो करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स शामिल हैं - एक नारंगी LED के लिए 30mA पर गणना की गई (उदाहरण के लिए, (5V - 2.0V)/0.03A = 100Ω), और दूसरा नीली LED के लिए 20mA पर गणना की गई (उदाहरण के लिए, (5V - 3.3V)/0.02A = 85Ω)। माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक रंग को सक्रिय करने के लिए संबंधित पिन को लो ड्राइव करेगा। यह स्थान बचाता है, बिल ऑफ मटेरियल लागत कम करता है, और एकल बिंदु से दो अलग-अलग रंग प्रदान करके एक साफ, पेशेवर रूप प्रदान करता है।

12. सिद्धांत परिचय

LED का प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर सामग्री में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। InGaN में व्यापक बैंडगैप होता है, जो नीले प्रकाश स्पेक्ट्रम में उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन उत्पन्न करता है। AlInGaP में संकरा बैंडगैप होता है, जो लाल/नारंगी स्पेक्ट्रम में कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्पन्न करता है। एपॉक्सी लेंस का उपयोग चिप की सुरक्षा, बीम को आकार देने और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

SMD संकेतक LED की विकास प्रवृत्ति लगातार उच्च दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन) की ओर बढ़ रही है, जिससे कम बिजली की खपत और कम ऊष्मा उत्पन्न होती है। लघुकरण एक और महत्वपूर्ण प्रवृत्ति है, जहाँ पैकेज आकार लगातार कम हो रहा है, साथ ही प्रकाशीय प्रदर्शन बनाए रखा या सुधारा जा रहा है। एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों, जैसे पूर्ण रंग डिस्प्ले और वास्तुशिल्प प्रकाश व्यवस्था, को पूरा करने के लिए बेहतर रंग एकरूपता और सख्त बिनिंग सहनशीलता पर ध्यान भी बढ़ रहा है। इसके अलावा, एकीकरण बढ़ रहा है, अधिक बहु-चिप पैकेज (जैसे यह द्वि-रंगीन LED) और यहाँ तक कि नियंत्रण IC वाले पैकेज (जैसे एड्रेसेबल RGB LED) सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए आम होते जा रहे हैं।