1. उत्पाद अवलोकन
LTD-5721AJF एक दोहरे अंकों वाला, सात-खंडीय अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है, जिसे स्पष्ट और चमकीले संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने योग्य एलईडी खंडों का उपयोग करके संख्याओं और कुछ सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों को दृश्य रूप से प्रस्तुत करना है। मूल तकनीक में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग किया जाता है, जिसे एक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर जमा किया जाता है, ताकि इसकी विशिष्ट पीले-नारंगी प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न हो सके। इस उपकरण में सफेद खंड चिह्नों वाला एक ग्रे फेसप्लेट है, जो खंडों के जलने या बुझने पर कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। डिस्प्ले को दीप्त तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए चमक के स्तर में एकरूपता सुनिश्चित करता है जहाँ कई इकाइयों में समान रूप महत्वपूर्ण है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
यह डिस्प्ले कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है जो इसे विभिन्न औद्योगिक और उपभोक्ता अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इसकी उच्च चमक और उत्कृष्ट कंट्रास्ट अनुपात तेज रोशनी वाले वातावरण में भी पठनीयता सुनिश्चित करते हैं। चौड़े व्यूइंग एंगल के कारण प्रदर्शित जानकारी विभिन्न स्थितियों से स्पष्टता में महत्वपूर्ण कमी के बिना पढ़ी जा सकती है। एक ठोस-अवस्था उपकरण के रूप में, यह यांत्रिक या वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFDs) जैसी पुरानी डिस्प्ले तकनीकों की तुलना में उच्च विश्वसनीयता, लंबा परिचालन जीवन और आघात एवं कंपन के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है। कम बिजली की आवश्यकता इसे ऊर्जा-कुशल बनाती है। ये विशेषताएं LTD-5721AJF को लक्षित बाजारों जैसे परीक्षण और माप उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड इंस्ट्रूमेंटेशन और विभिन्न उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आदर्श बनाती हैं, जहां विश्वसनीय संख्यात्मक डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रकाशीय पैरामीटरों का एक वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है, जो डिजाइन इंजीनियरों के लिए उनके महत्व की व्याख्या करता है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन: 70 mW. यह किसी भी स्थिति में एकल LED सेगमेंट द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम स्वीकार्य शक्ति है। इससे अधिक होने पर LED चिप का अत्यधिक तापन और त्वरित क्षरण हो सकता है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 60 mA (1/10 ड्यूटी साइकिल पर, 0.1 ms पल्स चौड़ाई)। यह रेटिंग संक्षिप्त, स्पंदित संचालन के लिए है, जिसका उपयोग अक्सर औसत करंट सीमा को पार किए बिना उच्च मानी गई चमक प्राप्त करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग योजनाओं में किया जाता है।
- प्रति सेगमेंट सतत अग्र धारा: 25 mA (25°C से 0.33 mA/°C पर रैखिक रूप से घटाई गई)। यह 25°C पर निरंतर संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम DC धारा है। डीरेटिंग कारक इंगित करता है कि थर्मल रनवे को रोकने के लिए परिवेश के तापमान (Ta) में वृद्धि के साथ सुरक्षित संचालन धारा को कम किया जाना चाहिए।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज: 5 V. इससे अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से LED जंक्शन का ब्रेकडाउन और विफलता हो सकती है।
- Operating & Storage Temperature Range: -35°C से +85°C. डिवाइस इस तापमान सीमा के भीतर कार्य करने और संग्रहीत किए जाने के लिए रेटेड है।
- Solder Temperature: 260°C for 3 seconds, measured 1/16 inch below the seating plane. This defines the reflow soldering profile conditions to avoid damaging the package or internal bonds.
2.2 Electrical & Optical Characteristics (at Ta=25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV): 320 - 900 µcd (विशिष्ट 900 µcd) I परF=1mA. यह मानव आँख द्वारा अनुभव की गई प्रकाश उत्पादन शक्ति को मापता है। सीमा एक बिनिंग प्रक्रिया को दर्शाती है; डिज़ाइनरों को अपने अनुप्रयोग में पर्याप्त चमक सुनिश्चित करने के लिए न्यूनतम मान (320 µcd) को ध्यान में रखना चाहिए।
- Peak Emission Wavelength (λp): 611 nm (Typical) at IF=20mA. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम होता है। यह अनुभव किए जाने वाले रंग (पीला-नारंगी) को परिभाषित करता है।
- Spectral Line Half-Width (Δλ): 17 nm (Typical) at IF=20mA. यह पैरामीटर उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है। एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक (शुद्ध रंग) आउटपुट का संकेत देता है।
- डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd): 605 nm (Typical) at IF=20mA. यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा एलईडी के अनुभूत रंग से सबसे अच्छा मेल खाती है, जिसका उपयोग अक्सर रंग विनिर्देशन के लिए किया जाता है।
- Forward Voltage per Segment (VF): 2.05 - 2.6 V (Typical 2.6V) at IF=20mA. यह एलईडी के संचालन के दौरान इसके पार वोल्टेज ड्रॉप है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। सबसे खराब स्थिति के डिजाइन के लिए अधिकतम मान (2.6V) का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि पर्याप्त ड्राइव वोल्टेज सुनिश्चित हो सके।
- Reverse Current per Segment (IR): VR=5V पर अधिकतम 100 µA. यह वह छोटी रिसाव धारा है जो एलईडी को उसकी अधिकतम रेटिंग के भीतर रिवर्स-बायस्ड किए जाने पर प्रवाहित होती है।
- Luminous Intensity Matching Ratio (IV-m): 2:1 (अधिकतम)। यह एकल उपकरण के भीतर या एक ही बिन से आने वाले उपकरणों के बीच सबसे चमकीले और सबसे मंद खंड के बीच अधिकतम अनुमेय अनुपात निर्दिष्ट करता है। 2:1 के अनुपात का अर्थ है कि सबसे मंद खंड सबसे चमकीले खंड की चमक से आधे से कम नहीं हो सकता, जिससे दृश्य एकरूपता सुनिश्चित होती है।
3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण
डेटाशीट इंगित करती है कि उपकरण "दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत" है। यह निर्माण के दौरान किए गए बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया को संदर्भित करता है।
3.1 Luminous Intensity Binning
अर्धचालक निर्माण में निहित विविधताओं के कारण, उत्पादन के एक ही बैच से आने वाले LED चिप्स की प्रकाश उत्पादन क्षमता भिन्न हो सकती है। ग्राहकों को एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LEDs का मानक परीक्षण धारा (जैसे, 1mA) पर मापी गई उनकी ज्योति तीव्रता के आधार पर परीक्षण किया जाता है और समूहों (बिन) में वर्गीकृत किया जाता है। LTD-5721AJF की निर्दिष्ट सीमा 320 से 900 µcd संभवतः कई बिनों में फैले विस्तार को दर्शाती है। पूर्ण पार्ट नंबर में एक विशिष्ट ऑर्डर कोड या प्रत्यय आमतौर पर खरीदे गए बिन को इंगित करता है, यह गारंटी देता है कि तीव्रता एक संकीर्ण, पूर्वनिर्धारित सीमा (जैसे, 700-900 µcd) के भीतर आती है। डिजाइनरों को अपने उत्पाद में चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए निर्माता के बिनिंग दस्तावेज़ से परामर्श लेना चाहिए या ऑर्डर करते समय आवश्यक बिन निर्दिष्ट करना चाहिए।
4. Performance Curve Analysis
हालांकि प्रदान किए गए PDF अंश में "विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्र" का उल्लेख है, लेकिन विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में शामिल नहीं हैं। मानक LED व्यवहार के आधार पर, ये वक्र आमतौर पर निम्नलिखित संबंधों को दर्शाते हैं, जो गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस प्रदर्शन को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं:
- Forward Current (IF) vs. Forward Voltage (VF): डायोड की घातांकीय I-V विशेषता दर्शाता है। वांछित धारा के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- Luminous Intensity (IV) vs. Forward Current (IF): आम तौर पर कम धाराओं पर लगभग रैखिक संबंध दर्शाता है, तापीय प्रभावों के कारण बहुत अधिक धाराओं पर संतृप्त होने की संभावना होती है। धारा मॉड्यूलेशन या PWM के माध्यम से चमक नियंत्रण के लिए आवश्यक है।
- Luminous Intensity (IV) vs. Ambient Temperature (Ta): आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी दर्शाता है। उच्च-तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए इस थर्मल डिरेटिंग पर विचार किया जाना चाहिए।
- स्पेक्ट्रल वितरण: तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को दर्शाने वाला एक ग्राफ, जो ~611 nm पर शिखर और 17 nm की अर्ध-चौड़ाई द्वारा परिभाषित आकार दिखाता है।
5. Mechanical & Package Information
5.1 Package Dimensions
The device features a standard dual-digit seven-segment LED package. The drawing (referenced but not detailed in text) would show the overall length, width, and height of the module, the digit height (0.56 inch / 14.22 mm), the segment dimensions, and the spacing between digits. It would also specify the location and diameter of the mounting holes, if any. Tolerances are typically ±0.25 mm unless otherwise noted on the drawing.
5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी
LTD-5721AJF में 18-पिन कॉन्फ़िगरेशन है और इसका उपयोग एक Common Anode सर्किट आर्किटेक्चर। इसका मतलब है कि प्रत्येक अंक के सभी एलईडी के एनोड आंतरिक रूप से एक सामान्य पिन से जुड़े होते हैं (अंक 2 के लिए पिन 13, अंक 1 के लिए पिन 14)। किसी सेगमेंट को जलाने के लिए, उसके संबंधित कैथोड पिन को कम लॉजिक लेवल (ग्राउंड या करंट सिंक) पर ड्राइव किया जाना चाहिए, जबकि उस अंक का कॉमन एनोड एक सकारात्मक वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) पर रखा जाता है। पिनआउट सूची दोनों अंकों के लिए प्रत्येक सेगमेंट (A-G और DP) के लिए विशिष्ट कैथोड कनेक्शन प्रदान करती है। असेंबली के दौरान सही ओरिएंटेशन के लिए पिन 1 की सही पहचान (अक्सर पैकेज पर एक नॉच, बेवल या डॉट द्वारा चिह्नित) महत्वपूर्ण है।
5.3 Internal Circuit Diagram
स्कीमैटिक (PDF में संदर्भित) कॉमन एनोड संरचना का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है। यह दो ब्लॉक (प्रत्येक अंक के लिए एक) दिखाता है, जिनमें से प्रत्येक में सात सेगमेंट एलईडी (A-G) और एक दशमलव बिंदु (DP) एलईडी होती है। एक अंक ब्लॉक के भीतर सभी एनोड उस अंक के कॉमन एनोड पिन से एक साथ जुड़े होते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत सेगमेंट के कैथोड अलग-अलग पिनों पर लाए जाते हैं, जो स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देते हैं।
6. Soldering & Assembly Guidelines
Absolute Maximum Ratings एक प्रमुख सोल्डरिंग पैरामीटर निर्दिष्ट करती हैं: पैकेज 260°C के शिखर तापमान को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है, जिसे सीटिंग प्लेन (आमतौर पर PCB सतह) से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे एक बिंदु पर मापा जाता है। यह लीड-मुक्त (SnAgCu) सोल्डर का उपयोग करने वाली वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक रेटिंग है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनका रीफ्लो ओवन प्रोफाइल इस समय-तापमान संयोजन से अधिक न हो ताकि प्लास्टिक पैकेज, आंतरिक वायर बॉन्ड्स, या एलईडी चिप्स को नुकसान से बचाया जा सके। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। भंडारण निर्दिष्ट -35°C से +85°C सीमा के भीतर कम आर्द्रता वाले वातावरण में होना चाहिए।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
LTD-5721AJF जैसे कॉमन एनोड डिस्प्ले के लिए, एक विशिष्ट ड्राइव सर्किट में माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC का उपयोग शामिल होता है। कॉमन एनोड पिन (13, 14) को अलग-अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से या यदि मल्टीप्लेक्सिंग की जा रही है तो ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से एक सकारात्मक आपूर्ति वोल्टेज (जैसे, 5V) से जोड़ा जाता है। सेगमेंट कैथोड पिन (1-12, 15-18) ड्राइवर के सिंक आउटपुट से जुड़े होते हैं। प्रत्येक सेगमेंट के लिए करंट को निरंतर फॉरवर्ड करंट रेटिंग (अधिकतम 25 mA, आमतौर पर चमक और दीर्घायु के संतुलन के लिए 10-20 mA पर संचालित) तक सीमित रखना चाहिए। उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान की गणना करने के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (अधिकतम 2.6V) को आपूर्ति वोल्टेज से घटाया जाना चाहिए: R = (Vsupply - VF) / IF.
7.2 डिज़ाइन विचार
- मल्टीप्लेक्सिंग: कम I/O पिनों के साथ दो अंकों को नियंत्रित करने के लिए, एक मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। अंकों को तेजी से एक के बाद एक (उदाहरण के लिए, 100Hz या उससे अधिक पर) प्रकाशित किया जाता है। मानव आँख इसे दोनों अंकों के लगातार जलने के रूप में देखती है। इसके लिए कॉमन एनोड को एक स्विचिंग सिग्नल से चलाने और प्रत्येक अंक के सेगमेंट डेटा को सिंक्रनाइज़ करने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक सेगमेंट का पीक करंट उसके संक्षिप्त ऑन-टाइम के दौरान बढ़ाया जा सकता है (60mA पीक रेटिंग तक) ताकि कम ड्यूटी साइकिल की भरपाई की जा सके और औसत चमक बनाए रखी जा सके।
- ऊष्मा प्रबंधन: प्रति सेगमेंट बिजली की खपत कम होने के बावजूद, एक अंक में सभी प्रकाशित सेगमेंट्स के लिए कुल बिजली खपत बढ़ सकती है। यदि डिस्प्ले बंद है, विशेष रूप से उच्च परिवेशी तापमान में, तो जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।
- देखने का कोण: चौड़ा देखने का कोण एक लाभ है, लेकिन उत्पाद आवरण का यांत्रिक डिज़ाइन (जैसे, डिस्प्ले विंडो की गहराई, फिल्टर या लेंस का उपयोग) अंतिम उपयोगकर्ता के लिए प्रभावी देखने के कोण को प्रभावित कर सकता है।
8. Technical Comparison & Differentiation
LTD-5721AJF का प्राथमिक विभेदक इसका AlInGaP अर्धचालक प्रौद्योगिकी का पीले-नारंगी उत्सर्जन के लिए उपयोग है। मानक गैलियम फॉस्फाइड (GaP) पीले एलईडी जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट के लिए अधिक चमक प्राप्त होती है। यह आम तौर पर तापमान और जीवनकाल में बेहतर रंग संतृप्ति और स्थिरता भी प्रदान करता है। फ़िल्टर्ड प्रकाश (जैसे, रंग फ़िल्टर वाला सफेद एलईडी) का उपयोग करने वाले डिस्प्ले की तुलना में, AlInGaP एक शुद्धतर वर्णक्रमीय आउटपुट और उच्च दक्षता प्रदान करता है, क्योंकि फ़िल्टरिंग प्रक्रिया में कोई प्रकाश नष्ट नहीं होता। ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिज़ाइन चालू या बंद होने पर एक पेशेवर, उच्च-कंट्रास्ट उपस्थिति प्रदान करता है, जो कुछ अनुप्रयोगों में हरे या लाल फेसप्लेट्स की तुलना में अधिक पसंद किया जा सकता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
प्र: Peak Emission Wavelength और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?
उ: Peak wavelength प्रकाश स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। Dominant wavelength एकवर्णी प्रकाश की वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव प्रेक्षक को समान रंग की प्रतीत होती है। वे अक्सर करीब होते हैं लेकिन समान नहीं, खासकर असममित स्पेक्ट्रल वक्र वाले LEDs के लिए। रंग मिलान के लिए Dominant wavelength अधिक प्रासंगिक है।
Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को बिना लेवल शिफ्टर के 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
A: संभवतः, लेकिन सावधानीपूर्वक गणना की आवश्यकता है। यदि माइक्रोकंट्रोलर के I/O पिन आवश्यक सेगमेंट करंट (जैसे, 10-20mA) को सिंक कर सकते हैं, और आप कॉमन एनोड के लिए 3.3V सप्लाई का उपयोग करते हैं, तो फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (अधिकतम 2.6V) करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के लिए केवल 0.7V छोड़ता है। इसके परिणामस्वरूप रेसिस्टर का मान बहुत छोटा हो जाता है (जैसे, 20mA के लिए 35 ओम), जो अव्यावहारिक और VF. एनोड के लिए 5V सप्लाई अधिक विशिष्ट है और स्थिर करंट नियंत्रण के लिए बेहतर हेडरूम प्रदान करती है।
Q: मेरे डिज़ाइन के लिए "Luminous Intensity Matching Ratio 2:1" का क्या अर्थ है?
A: इसका अर्थ है कि एक डिस्प्ले यूनिट के भीतर, सबसे मंद सेगमेंट की चमक सबसे चमकीले सेगमेंट की आधी हो सकती है। यदि पूर्ण एकरूपता महत्वपूर्ण है (जैसे, मेडिकल उपकरणों में), तो आपको टाइटर बिन से डिवाइस चुनना चाहिए या प्रत्येक सेगमेंट के लिए सॉफ्टवेयर ब्राइटनेस कैलिब्रेशन लागू करना चाहिए, जो जटिल है। कई अनुप्रयोगों के लिए, 2:1 अनुपात स्वीकार्य है और दृष्टि में विचलित करने वाला नहीं है।
10. Practical Use Case Example
Scenario: एक साधारण डिजिटल टाइमर/स्टॉपवॉच डिज़ाइन करना।
LTD-5721AJF मिनट और सेकंड (MM:SS) प्रदर्शित करने के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प है। समय रखरखाव प्रबंधित करने और डिस्प्ले को चलाने के लिए एक कम लागत वाला माइक्रोकंट्रोलर उपयोग किया जा सकता है। दो अंक मल्टीप्लेक्स किए जाएंगे। "मिनट" अंक और "सेकंड" अंक का कॉमन एनोड दो अलग-अलग जीपीआईओ पिन से जुड़ा होगा जिन्हें आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, एक समय में एक को हाई स्विच किया जाएगा (उच्च करंट क्षमता के लिए एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से)। सेवन सेगमेंट कैथोड लाइनें (A-G) सात अन्य जीपीआईओ पिन से जुड़ी होंगी जिन्हें ओपन-ड्रेन या सक्रिय रूप से ड्राइवन लो के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, प्रत्येक लाइन पर एक सीरीज़ रेसिस्टर के साथ (या कॉमन एनोड पथ पर एक एकल रेसिस्टर यदि चमक एकरूपता कम महत्वपूर्ण है)। माइक्रोकंट्रोलर सॉफ़्टवेयर सक्रिय अंक के लिए सेगमेंट पैटर्न अपडेट करता है, फिर तेजी से दूसरे अंक पर स्विच करता है। पीला-नारंगी रंग अक्सर सावधानी या ध्यान से जुड़ा होता है, जो इसे टाइमर डिस्प्ले के लिए उपयुक्त बनाता है। उच्च चमक यह सुनिश्चित करती है कि यह विभिन्न प्रकाश स्थितियों में दिखाई दे।
11. Operating Principle Introduction
The device operates on the principle of electroluminescence एक अर्धचालक p-n जंक्शन में। AlInGaP सामग्री प्रणाली में एक प्रत्यक्ष बैंडगैप होता है जो दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले-नारंगी क्षेत्र (~2.0 eV) में फोटॉन ऊर्जाओं के अनुरूप होता है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है (फॉरवर्ड वोल्टेज VF), n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल जंक्शन के पार इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट मिश्र धातु संरचना बैंडगैप ऊर्जा और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश का रंग (तरंगदैर्ध्य) निर्धारित करती है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट नीचे की ओर उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को अवशोषित कर लेता है, जिससे डिवाइस इच्छित देखने की दिशा में अधिक कुशल बन जाता है।
12. Technology Trends
जबकि AlInGaP लाल, नारंगी और पीले एलईडी के लिए एक उच्च-प्रदर्शन तकनीक बनी हुई है, व्यापक डिस्प्ले प्रौद्योगिकी परिदृश्य लगातार विकसित हो रहा है। सात-खंडीय संख्यात्मक डिस्प्ले के लिए, रुझानों में शामिल हैं: 1) Higher Integration: अंतर्निहित ड्राइवर आईसी, नियंत्रक और यहां तक कि संचार इंटरफेस (I2C, SPI) वाले मॉड्यूल अधिक सामान्य होते जा रहे हैं, जिससे सिस्टम डिजाइन सरल हो रहा है। 2) वैकल्पिक प्रौद्योगिकियाँ: ऑर्गेनिक एलईडी (OLED) सेगमेंट अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल और विस्तृत व्यूइंग एंगल प्रदान करते हैं, हालांकि लाइफटाइम और लागत कारक हो सकते हैं। 3) Miniaturization & Density: जबकि 0.56-इंच एक मानक आकार है, छोटे (पोर्टेबल उपकरणों के लिए) और बड़े, उच्च-चमक वाले डिस्प्ले दोनों की मांग है। 4) Color Options & RGB: आरजीबी एलईडी चिप्स का उपयोग करने वाले मल्टी-कलर या फुल-कलर सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले गतिशील रंग परिवर्तन की अनुमति देते हैं, हालांकि उन्हें अधिक जटिल ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है। एलईडी प्रौद्योगिकी के मौलिक लाभ—विश्वसनीयता, दक्षता और ठोस-अवस्था मजबूती—निकट भविष्य के लिए संख्यात्मक डिस्प्ले अनुप्रयोगों में इसकी निरंतर प्रासंगिकता सुनिश्चित करते हैं।
LED Specification Terminology
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| 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। |
| दीप्त 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, 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/गर्म, अधिक 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 प्रयोग 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 | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | 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 | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे LED सहन कर सकता है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रति 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 | मुख्य 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, रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक चमक कम होने 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 पर चमक की अवधारण को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ या MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | मटेरियल डिग्रेडेशन | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण होने वाली गिरावट। | 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 | चिप की सुरक्षा करने वाला आवास सामग्री, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करता 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 मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर 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 लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | कोड उदाहरणार्थ, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के आधार पर 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 रिकॉर्ड करना। | 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 किया जाता है, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |