LTE-3371T इन्फ्रारेड एमिटर स्पेसिफिकेशन शीट - हाई पावर 940nm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.6V - 150mW - ट्रांसपेरेंट पैकेज - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-3371T एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड एमिटर है, जिसे उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें मजबूत ऑप्टिकल आउटपुट और कठोर विद्युत परिस्थितियों में स्थिर संचालन की आवश्यकता होती है। इसका मूल डिज़ाइन दर्शन उच्च विकिरण शक्ति प्रदान करते हुए कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप बनाए रखना है, जिससे यह निरंतर और पल्स ड्राइव योजनाओं दोनों में कुशलता से कार्य कर सके। यह डिवाइस 940 नैनोमीटर की चरम तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित करता है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य स्पेक्ट्रम में आता है, इसलिए यह नाइट विज़न सिस्टम, रिमोट कंट्रोल और ऑप्टिकल सेंसर जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहाँ मानव आँखों द्वारा पता लगाना अवांछित है।

यह ट्रांसमीटर पारदर्शी पैकेजिंग का उपयोग करता है, जो प्रकाश निष्कर्षण दक्षता को अधिकतम करता है और एक व्यापक देखने का कोण प्रदान करता है, विकिरण पैटर्न को समान सुनिश्चित करता है। यह उत्पाद विशेष रूप से औद्योगिक, ऑटोमोटिव और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है, जहाँ व्यापक तापमान सीमा और धारा परिवर्तनों के तहत सुसंगत प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विवरण प्रदान करता है, और डिजाइन इंजीनियरों के लिए उनके महत्व की व्याख्या करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं, और सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।

• शक्ति अपव्यय (150 mW):यह परिवेश के तापमान (T_A) 25°C पर, डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर अर्धचालक जंक्शन के अत्यधिक गर्म होने और क्षतिग्रस्त होने का जोखिम होता है, जिससे त्वरित उम्र बढ़ने या विनाशकारी विफलता हो सकती है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि PCB और आसपास के वातावरण का तापीय प्रबंधन जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखे, विशेष रूप से उच्च निरंतर धारा पर कार्य करते समय।
• पीक फॉरवर्ड करंट (2 A @ 300pps, 10μs पल्स):यह डिवाइस बहुत अधिक तात्कालिक धारा सहन कर सकता है, लेकिन केवल विशिष्ट पल्स शर्तों (प्रति सेकंड 300 पल्स, प्रत्येक पल्स की चौड़ाई 10 माइक्रोसेकंड) के तहत। यह रेटिंग इन्फ्रारेड संचार जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जहां डेटा संक्षिप्त, उच्च-शक्ति पल्स के रूप में प्रसारित होता है। पल्स संचालन के दौरान औसत धारा को अभी भी निरंतर धारा और शक्ति अपव्यय सीमाओं के भीतर नियंत्रित रखना चाहिए।
• कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट (100 mA):निर्दिष्ट शर्तों के तहत, डिवाइस के माध्यम से अनिश्चित काल तक प्रवाहित की जा सकने वाली अधिकतम DC धारा। इस सीमा के निकट कार्य करने के लिए उत्कृष्ट ताप अपव्यय की आवश्यकता होती है।
• रिवर्स वोल्टेज (5 V):रिवर्स बायस दिशा में लागू किया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज। इस मान से अधिक होने पर ब्रेकडाउन और तत्काल विफलता हो सकती है। आमतौर पर सर्किट सुरक्षा की आवश्यकता होती है, जैसे श्रृंखला प्रतिरोध या समानांतर सुरक्षा डायोड।
• ऑपरेटिंग एंड स्टोरेज टेम्परेचर रेंज:यह उपकरण औद्योगिक-ग्रेड तापमान सीमा (कार्य तापमान: -40°C से +85°C, भंडारण तापमान: -55°C से +100°C) के लिए रेटेड है, जो दर्शाता है कि यह कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है।
• पिन सोल्डरिंग तापमान (260°C, 5 सेकंड के लिए):वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग के लिए मार्गदर्शन प्रदान करता है, यह निर्दिष्ट करता है कि पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर पिन कितने अधिकतम तापमान और समय का सामना कर सकते हैं।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (T_A=25°C) के तहत मापे जाते हैं, जो उपकरण के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• एपर्चर विकिरण चमक (E_e) और विकिरण तीव्रता (I_E):यह मुख्य प्रकाशिक आउटपुट पैरामीटर है। E_eशक्ति घनत्व (mW/cm²) मापता है, जबकि I_Eप्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित शक्ति (mW/sr) मापता है। दोनों 20mA की अग्र धारा (I_F) पर परीक्षण किए गए। मानों को ग्रेड किया गया है (धारा 3 देखें), विशिष्ट सीमा 0.64-1.20 mW/cm² (ग्रेड B) से 4.0 mW/cm² (ग्रेड G) तक है। उच्च ग्रेड काफी अधिक प्रबल प्रकाश शक्ति प्रदान करते हैं।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_शिखर):नाममात्र मान 940 nm है। यह तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन फोटोडायोड द्वारा दक्षतापूर्वक पता लगाई जा सकती है और मूल रूप से अदृश्य है, जो गुप्त प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श है।
• वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):लगभग 50 nm। यह वर्णक्रमीय बैंडविड्थ निर्दिष्ट करता है; संकीर्ण चौड़ाई प्रकाश स्रोत की एकवर्णीयता को दर्शाती है, जो संवेदन अनुप्रयोगों में परिवेशी प्रकाश को छानने के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है।
• अग्र वोल्टेज (V_F):एक महत्वपूर्ण विद्युत दक्षता पैरामीटर। विशिष्ट V_F50mA पर 1.6V, 250mA पर 2.1V। उच्च धारा पर अपेक्षाकृत कम V_F(न्यूनतम 1.65V, अधिकतम 2.1V @ 250mA) एक प्रमुख विशेषता है, जो LED स्वयं की शक्ति हानि और ताप उत्पादन को कम करती है।
• रिवर्स करंट (I_R):रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V पर, अधिकतम 100 μA। कम लीकेज करंट आदर्श है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):40 डिग्री (न्यूनतम)। यह वह पूर्ण कोण है जब विकिरण तीव्रता अपने अधिकतम (अक्षीय) मान से आधी हो जाती है। 40° का चौड़ा व्यूइंग एंगल प्रॉक्सिमिटी सेंसर या एरिया लाइटिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए विस्तृत, समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

LTE-3371T अपने विकिरण आउटपुट के लिए B से G तक एक सख्त बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है। यह प्रणाली उत्पादन बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करती है और डिजाइनरों को अपनी विशिष्ट ऑप्टिकल पावर आवश्यकताओं के अनुरूप घटकों का चयन करने की अनुमति देती है।

• ऑप्टिकल पावर बिनिंग:प्राथमिक बिनिंग पैरामीटर विकिरण तीव्रता (I_E) और एपर्चर विकिरण प्रदीपन (E_e) हैं। उदाहरण के लिए, एक D-बिन घटक की विशिष्ट I_Eरेंज 8.42-16.84 mW/sr है, जबकि एक G-बिन घटक 30 mW/sr (न्यूनतम) पर रेट किया गया है। G-बिन के लिए कोई ऊपरी सीमा निर्दिष्ट नहीं है, जो दर्शाता है कि यह उत्पादन में सर्वोच्च प्रदर्शन वाले यूनिटों का प्रतिनिधित्व करता है।
• डिजाइन प्रभाव:एक सिस्टम डिजाइन करते समय, पूर्वानुमेय प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए बिन कोड निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है। कम बिन के घटकों का उपयोग करने से उच्च बिन के समान ऑप्टिकल आउटपुट प्राप्त करने के लिए उच्च ड्राइव करंट की आवश्यकता हो सकती है, जिससे सिस्टम दक्षता और थर्मल डिजाइन प्रभावित होते हैं। लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, कम बिन पर्याप्त हो सकते हैं, जबकि उच्च-प्रदर्शन प्रणालियों को E, F, या G बिन की आवश्यकता होती है।
• तरंगदैर्ध्य स्थिरता:डेटाशीट ने एकल चरम तरंगदैर्ध्य (940nm) निर्दिष्ट किया है और इसे ग्रेडेड नहीं किया गया है, जो एपिटैक्सियल विकास प्रक्रिया पर सख्त नियंत्रण का संकेत देता है, जिसके परिणामस्वरूप सभी ग्रेड में सुसंगत वर्णक्रमीय विशेषताएं होती हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

प्रदान किए गए ग्राफ़ गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

4.1 स्पेक्ट्रम वितरण आरेख (चित्र 1)

यह वक्र 940nm पर चरम उत्सर्जन और लगभग 50nm के वर्णक्रमीय अर्ध-चौड़ाई की पुष्टि करता है। इसका आकार AlGaAs आधारित अवरक्त उत्सर्जक के लिए विशिष्ट है। वक्र दिखाता है कि दृश्यमान स्पेक्ट्रम में न्यूनतम उत्सर्जन होता है, जो इसकी गोपनीयता की पुष्टि करता है।

4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान आरेख (चित्र 2)

यह डेरेटिंग कर्व थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कम हो जाता है। 85°C पर, अधिकतम अनुमत करंट 25°C के 100mA रेटेड मान से काफी कम है। डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन के लिए सबसे खराब स्थिति के परिवेश तापमान पर सुरक्षित ऑपरेटिंग करंट निर्धारित करने के लिए इस ग्राफ का उपयोग करना चाहिए।

4.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज आरेख (चित्र 3)

यह एक मानक I-V कर्व है जो एक घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह कर्व डिजाइनरों को किसी भी दिए गए ऑपरेटिंग करंट पर वोल्टेज ड्रॉप और बिजली अपव्यय (V_F* I_F) का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, जो उपयुक्त करंट-सीमित रोकनेवाला या ड्राइव सर्किट चुनने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र 4) और फॉरवर्ड करंट (चित्र 5) ग्राफ

चित्र 4 दर्शाता है कि ऑप्टिकल आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ घटता है (नकारात्मक तापमान गुणांक), जो LED का एक सामान्य गुण है। चित्र 5 दर्शाता है कि आउटपुट करंट के साथ सुपरलीनियर रूप से बढ़ता है। हालांकि आउटपुट करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, अत्यधिक उच्च करंट पर, बढ़ती गर्मी के कारण दक्षता आमतौर पर गिर जाती है। ये कर्व आउटपुट शक्ति, दक्षता और डिवाइस जीवनकाल के बीच संतुलन बनाने में सहायक होते हैं।

4.5 विकिरण पैटर्न (चित्र 6)

यह ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण का स्पष्ट प्रतिनिधित्व करता है। संकेंद्रित वृत्त सापेक्ष तीव्रता (0 से 1.0 तक) दर्शाते हैं। आरेख एक व्यापक, लगभग लैम्बर्टियन (कोसाइन) उत्सर्जन पैटर्न की पुष्टि करता है, जहाँ तीव्रता केंद्रीय अक्ष से लगभग ±20° (कुल 40°) पर शिखर मान की आधी हो जाती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह उपकरण पारदर्शी रेजिन लेंस वाले मानक थ्रू-होल पैकेज में आता है। डेटाशीट में शामिल प्रमुख आयामी विवरण हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.25mm है।
• फ्लैंज के नीचे अधिकतम 1.5mm रेजिन प्रोट्रूजन की अनुमति है, जिसे PCB क्लीयरेंस और सफाई करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए।
• लीड पिच उस बिंदु पर मापी जाती है जहां लीड पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है, यह PCB पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
• पैकेज में एक फ्लैंज शामिल होता है, जो सोल्डरिंग के दौरान यांत्रिक स्थिरता में सहायता करता है और अभिविन्यास के लिए दृश्य और भौतिक संदर्भ प्रदान करता है।

ध्रुवीयता पहचान:डेटाशीट मानक एलईडी ध्रुवीयता (आमतौर पर, लंबा पिन एनोड होता है) का संकेत देती है। हालांकि, डिजाइनरों को एनोड/कैथोड चिह्नन की पुष्टि के लिए हमेशा विशिष्ट पैकेज ड्राइंग का संदर्भ लेना चाहिए, जो आमतौर पर पैकेज फ्लैंज पर एक फ्लैट या नॉच द्वारा दर्शाया जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

विश्वसनीयता के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।

• सोल्डरिंग:पूर्ण अधिकतम रेटिंग पिन सोल्डरिंग तापमान 260°C, अधिकतम 5 सेकंड निर्दिष्ट करती है, माप बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर है। यह मानक वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, प्लास्टिक पैकेज या आंतरिक चिप बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाने के लिए 260°C से कम पीक तापमान और लिक्विडस से ऊपर सीमित समय वाले तापमान प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए।
• हैंडलिंग:मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए क्योंकि सेमीकंडक्टर जंक्शन स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
• सफाई:पारदर्शी राल पैकेज कुछ शक्तिशाली सॉल्वेंट्स के प्रति संवेदनशील हो सकता है। यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो संगतता की जांच की जानी चाहिए।
• भंडारण:डिवाइस को निर्दिष्ट तापमान सीमा (-55°C से +100°C) के भीतर, कम आर्द्रता, गैर-संक्षारक वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। नमी-संवेदनशील डिवाइस के लिए, यदि उपयोग से पहले बेक नहीं किया जाता है, तो उन्हें डिसिकेंट के साथ सीलबंद बैग में रखा जाना चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• सीसीटीवी/नाइट विजन इन्फ्रारेड प्रकाश व्यवस्था:इन एमिटर ऐरे का उपयोग इन्फ्रारेड-संवेदी सेंसर से लैस सुरक्षा कैमरों के लिए गुप्त प्रकाश व्यवस्था प्रदान करने में किया जा सकता है।
• निकटता एवं उपस्थिति पहचान:एक फोटोडिटेक्टर के साथ जोड़े जाने पर, यह एमिटर नॉन-कॉन्टैक्ट स्विचिंग, वस्तु पहचान और तरल स्तर संवेदन के लिए उपयोग किया जा सकता है।
• प्रकाशीय डेटा संचरण:इसकी उच्च पल्स करंट क्षमता के कारण, यह कम दूरी, कम डेटा दर वाले इन्फ्रारेड संचरण लिंक (जैसे, रिमोट कंट्रोल, औद्योगिक टेलीमेट्री) के लिए उपयुक्त है।
• औद्योगिक स्वचालन:ऑप्टिकल एनकोडर, उत्पादन लाइन पर वस्तुओं की गिनती और बीम बाधा सेंसर के लिए।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट ड्राइव:LED करंट-संचालित उपकरण हैं। हमेशा एक स्थिर धारा स्रोत या वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करना चाहिए। रोकनेवाला मान की गणना के लिए सूत्र है R = (V_{बिजली की आपूर्ति}- V_F) / I_F। डेटाशीट में अधिकतम V_Fमान, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी स्थितियों में धारा वांछित मान से अधिक न हो।
• थर्मल प्रबंधन:对于高电流（例如，>50mA）下的连续工作，需考虑功耗（P_D= V_F* I_F) पर विचार करें। सुनिश्चित करें कि PCB में पर्याप्त तांबे का क्षेत्रफल (थर्मल पैड) है ताकि पिन से ऊष्मा का संचालन हो सके। डीरेटिंग कर्व (चित्र 2) देखें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:चौड़े देखने के कोण के लिए दूरस्थ अनुप्रयोगों में प्रकाश को समानांतर करने हेतु लेंस या परावर्तक की आवश्यकता हो सकती है। विसरित प्रकाश व्यवस्था के लिए, चौड़ा देखने का कोण लाभदायक होता है।
• विद्युत सुरक्षा:एलईडी पर एक छोटे मूल्य वाला प्रतिरोधक श्रृंखला में जोड़कर सर्ज करंट को सीमित करने पर विचार करें, यदि ड्राइवर सर्किट रिवर्स वोल्टेज उत्पन्न कर सकता है, तो एलईडी के दोनों सिरों पर एक रिवर्स बायस्ड प्रोटेक्शन डायोड समानांतर में जोड़ें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

इसके विनिर्देशों के आधार पर, LTE-3371T निम्नलिखित प्रमुख क्षेत्रों में विभेदीकरण प्रदर्शित करता है:

• उच्च धारा क्षमता:इस प्रकार के पैकेज शैली वाले उपकरण के लिए, 2A की पीक पल्स करंट रेटिंग बहुत अधिक है, जो बहुत चमकदार, अल्पकालिक स्पंदन प्राप्त करने में सक्षम बनाती है, जो लंबी दूरी के संवेदन या संचार के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है।
• कम अग्र वोल्टेज:उच्च शक्ति वाले इन्फ्रारेड एमिटर के लिए, 50mA पर विशिष्ट V_F1.6V अपेक्षाकृत कम है। उच्च V वाले उपकरणों की तुलना में_F.
• अन्य उपकरणों की तुलना में, यह सीधे उच्च विद्युत दक्षता और दिए गए प्रकाशिक आउटपुट पर कम ताप अपव्यय में परिवर्तित होता है।चौड़ा दृश्य कोण और पारदर्शी एनकैप्सुलेशन:
• यह संयोजन रंगीन एनकैप्सुलेशन के विसरण प्रभाव के बिना, समान और कुशल प्रकाश आउटपुट प्रदान करता है, जिससे कुल लुमेन आउटपुट अधिकतम हो जाता है।औद्योगिक-ग्रेड तापमान रेटिंग:

-40°C से +85°C तक का कार्यशील तापमान सीमा इसे ऐसे ऑटोमोटिव और बाहरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहाँ मानक वाणिज्यिक-श्रेणी के घटक विफल हो सकते हैं।

9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

9.1 क्या मैं इस LED को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?नहीं, सीधे ड्राइव नहीं किया जा सकता।_Fमाइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन आमतौर पर सीमित करंट (जैसे, 20-40mA) ही प्रदान कर सकते हैं, और आवश्यक वोल्टेज मार्जिन प्रदान नहीं कर सकते। आपको ड्राइवर सर्किट का उपयोग करना होगा। सबसे सरल तरीका एक श्रृंखला अवरोधक (सीरीज़ रेज़िस्टर) का उपयोग है: 5V पावर सप्लाई और लक्ष्य I के लिए_F50mA, अधिकतम V का उपयोग करते हुए²1.6V, R = (5V - 1.6V) / 0.05A = 68Ω। अवरोधक की पावर रेटिंग P = I होनी चाहिए²² * R = (0.05)² * 68 = 0.17W, इसलिए एक 1/4W अवरोधक पर्याप्त है।

9.2 विकिरण तीव्रता (mW/sr) और एपर्चर विकिरण प्रदीप्ति (mW/cm²) में क्या अंतर है?

विकिरण तीव्रता (I_E)) एक माप है कि एक प्रकाश स्रोत एक विशिष्ट दिशा (आमतौर पर अक्षीय) मेंप्रति इकाई ठोस कोणकितनी प्रकाश शक्ति उत्सर्जित करता है। यह बीम की "केंद्रितता" का वर्णन करता है।एपर्चर रेडिएंस (E_e)) एक विशिष्ट दूरी (आमतौर पर बीम के लंबवत रखे गए डिटेक्टर के सक्रिय क्षेत्र पर) पर मापी गई शक्ति घनत्व (प्रति इकाई क्षेत्र शक्ति) है। किसी दिए गए एलईडी के लिए, ये संबंधित हैं, लेकिन I_Eप्रकाश स्रोत को चरित्रित करने के लिए अधिक मौलिक है, जबकि E_eकिसी विशिष्ट डिटेक्टर पर सिग्नल की गणना के लिए अधिक व्यावहारिक है।

9.3 तापमान बढ़ने के साथ प्रकाशिक आउटपुट क्यों कम हो जाता है (चित्र 4)?

यह कई अर्धचालक भौतिक घटनाओं के कारण होता है। मुख्य रूप से, तापमान में वृद्धि एलईडी के सक्रिय क्षेत्र के भीतर गैर-विकिरण पुनर्संयोजन घटनाओं की संभावना को बढ़ाती है। पुनर्संयोजित इलेक्ट्रॉन-होल युग्म की ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) उत्पन्न करने के बजाय जालक कंपन (ऊष्मा) में परिवर्तित हो जाती है। इससे डिवाइस की आंतरिक क्वांटम दक्षता कम हो जाती है। इसके अलावा, शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य तापमान के साथ थोड़ा स्थानांतरित हो सकता है।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

परिदृश्य:एक लघु दूरी (1 मीटर) इन्फ्रारेड प्रॉक्सिमिटी सेंसर डिज़ाइन करें, जो वस्तुओं की उपस्थिति का पता लगाने के लिए हो।

• ट्रांसमीटर ड्राइव:LTE-3371T (अच्छे आउटपुट के लिए D ग्रेड) का उपयोग करें। MOSFET स्विच के माध्यम से, 5V पावर स्रोत द्वारा 100mA, 1ms पल्स, प्रति 100ms (1% ड्यूटी साइकिल) पर चलाया जाता है। औसत करंट 1mA है, जो सीमा से काफी नीचे है। एक श्रृंखला अवरोधक की आवश्यकता है, जिसका मान (5V - 2.1V_{अधिकतम})/0.1A ≈ 30Ω है।
• डिटेक्टर:सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर या फोटोडायोड का उपयोग करें जिसकी स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया चोटी 940nm के आसपास हो। प्रत्यक्ष युग्मन से बचने के लिए इसे ट्रांसमीटर से कुछ सेंटीमीटर दूर रखें।
• ऑप्टिकल:LTE-3371T का 40° चौड़ा व्यूइंग एंगल सेंसर के सामने एक विसरित "लाइट कर्टन" बनाने के लिए आदर्श है। इस तरह के छोटी दूरी, विसरित अनुप्रयोग के लिए, किसी अतिरिक्त लेंस की आवश्यकता नहीं है।
• सिग्नल प्रोसेसिंग:डिटेक्टर का आउटपुट एक बेसलाइन लेवल (एम्बिएंट लाइट) दिखाएगा, और जब उत्सर्जित पल्स पास की किसी वस्तु से परावर्तित होती है तो एक स्पाइक दिखाई देगा। सिंक्रोनस डिटेक्शन सर्किट (जो केवल 1ms पल्स के दौरान सिग्नल की तलाश करता है) एम्बिएंट लाइट नॉइज़ के प्रति प्रतिरक्षा में काफी सुधार कर सकता है।

11. कार्य सिद्धांत

LTE-3371T एक सेमीकंडक्टर लाइट एमिटिंग डायोड है। इसका ऑपरेटिंग प्रिंसिपल डायरेक्ट-बैंडगैप सेमीकंडक्टर मटेरियल (संभवतः एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड) में इलेक्ट्रोलुमिनिसेंस पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन n-टाइप क्षेत्र से और होल p-टाइप क्षेत्र से सक्रिय क्षेत्र (p-n जंक्शन) में इंजेक्ट होते हैं। ये वाहक पुनर्संयोजन करते हैं और ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlGaAs जैसे डायरेक्ट-बैंडगैप मटेरियल में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। 940nm की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य सक्रिय परत में उपयोग किए गए सेमीकंडक्टर मटेरियल की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे मटेरियल एपिटैक्सियल ग्रोथ प्रक्रिया के दौरान डिज़ाइन किया गया है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन का उपयोग सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा के लिए, पिन को यांत्रिक सहारा प्रदान करने के लिए और उत्सर्जित प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए लेंस के रूप में किया जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

इन्फ्रारेड एमिटर टेक्नोलॉजी व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स ट्रेंड्स के साथ विकसित हो रही है। प्रमुख विकास क्षेत्रों में शामिल हैं:

• उच्च शक्ति घनत्व और दक्षता:एपिटैक्सियल विकास और चिप डिजाइन में निरंतर सुधार का उद्देश्य दिए गए चिप आकार से अधिक प्रकाश शक्ति निकालना है, जबकि फॉरवर्ड वोल्टेज को न्यूनतम करना, जो सीधे लुमेन प्रति वाट (या विद्युत शक्ति से प्रकाश शक्ति) की दक्षता बढ़ाता है।
• उन्नत पैकेजिंग:रुझानों में बेहतर थर्मल प्रदर्शन वाले सरफेस माउंट डिवाइस पैकेज (जैसे, चिप-ऑन-बोर्ड डिजाइन) शामिल हैं, जो उच्च निरंतर ऑपरेटिंग करंट और बेहतर विश्वसनीयता की अनुमति देते हैं। विशिष्ट बीम पैटर्न के लिए एकीकृत लेंस या डिफ्यूज़र के साथ पैकेजिंग का विकास भी हो रहा है।
• मल्टी-वेवलेंथ और VCSEL:टाइम-ऑफ-फ्लाइट और लिडार जैसे सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए, वर्टिकल-कैविटी सरफेस-एमिटिंग लेजर में महत्वपूर्ण वृद्धि हुई है। पारंपरिक एलईडी एमिटर (जैसे LTE-3371T) की तुलना में, VCSEL संकीर्ण स्पेक्ट्रल चौड़ाई, तेज मॉड्यूलेशन गति और कम विचलन कोण प्रदान करता है। हालांकि, कई अनुप्रयोगों के लिए, एलईडी अभी भी उच्च लागत-प्रभावशीलता और विश्वसनीयता प्रदान करते हैं।
• ड्राइवरों के साथ एकीकरण:अधिक बुद्धिमान घटकों की ओर एक रुझान है, जहां कुछ एमिटर पैकेज के भीतर सरल ड्राइवर सर्किट या सुरक्षा कार्य (जैसे ESD डायोड) को एकीकृत करते हैं।

LTE-3371T उच्च करंट पल्स क्षमता, कम V_Fऔर मजबूत संरचना पर केंद्रित है, और विकास के इस परिदृश्य में एक परिपक्व और विश्वसनीय समाधान का प्रतिनिधित्व करता है, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें उच्च लागत-प्रभावशीलता और उच्च आउटपुट अवरक्त प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।