LTPL-C035RH730 IR LED डेटाशीट - 3.5x3.5mm पैकेज - 2.0V टाइप - 1.96W मैक्स - 730nm पीक वेवलेंथ - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

LTPL-C035RH730 एक उच्च-शक्ति, ऊर्जा-कुशल इन्फ्रारेड लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) है जो सॉलिड-स्टेट लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण एक उन्नत प्रकाश स्रोत प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करता है जो एलईडी में निहित लंबे परिचालन जीवनकाल और विश्वसनीयता को महत्वपूर्ण विकिरण आउटपुट के साथ जोड़ता है। इसे विभिन्न अनुप्रयोगों में पारंपरिक इन्फ्रारेड लाइटिंग प्रौद्योगिकियों को विस्थापित करने के लिए उपयुक्त डिज़ाइन लचीलापन और प्रदर्शन प्रदान करने के लिए अभियांत्रिक किया गया है।

1.1 प्रमुख विशेषताएँ और लाभ

एलईडी में कई विशेषताएँ शामिल हैं जो इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइनों में इसकी उपयोगिता और प्रदर्शन को बढ़ाती हैं:

• Integrated Circuit Compatibility: यह डिवाइस सीधे मानक इंटीग्रेटेड सर्किट ड्राइव स्तरों और लॉजिक के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे इंटरफ़ेस डिज़ाइन सरल हो जाता है।
• Environmental Compliance: यह घटक RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देशों का अनुपालन करता है और लीड-मुक्त (Pb-free) प्रक्रियाओं का उपयोग करके निर्मित किया गया है।
• परिचालन दक्षता: अपनी उच्च विद्युत-से-प्रकाश रूपांतरण दक्षता के कारण, LED पारंपरिक अवरक्त स्रोतों की तुलना में कम परिचालन लागत प्रदान करता है।
• रखरखाव में कमी विस्तारित जीवनकाल और मजबूत सॉलिड-स्टेट निर्माण उत्पाद जीवनचक्र में रखरखाव लागत और डाउनटाइम को काफी कम करने में योगदान करते हैं।

2. Technical Specifications Deep Dive

यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत परिभाषित एलईडी के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान 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। इन सीमाओं पर या उनके निकट निरंतर संचालन की सलाह नहीं दी जाती है और यह विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।

• DC फॉरवर्ड करंट (If): 700 mA (Maximum)
• पावर कंजम्पशन (Po): 1.96 W (Maximum)
• Operating Temperature Range (Topr): -40°C to +85°C
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg): -55°C to +100°C
• जंक्शन तापमान (Tj): 110°C (अधिकतम)

महत्वपूर्ण नोट: रिवर्स बायस स्थितियों के तहत LED के लंबे समय तक संचालन से घटक क्षति या विफलता हो सकती है। उचित सर्किट डिज़ाइन में रिवर्स वोल्टेज से सुरक्षा शामिल होनी चाहिए।

2.2 Electro-Optical Characteristics

350mA की एक विशिष्ट ड्राइव धारा और 25°C के परिवेश तापमान पर मापे गए, ये पैरामीटर LED के मुख्य प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf):
  • न्यूनतम: 1.6 V
  • सामान्य: 2.0 V
  • अधिकतम: 2.4 V
• Radiant Flux (Φe): यह कुल प्रकाशीय शक्ति आउटपुट है, जिसे एकीकृत गोले का उपयोग करके मिलीवाट (mW) में मापा जाता है।
  • न्यूनतम: 230 mW
  • सामान्य: 250 mW
  • अधिकतम: 310 mW
• शिखर तरंगदैर्ध्य (Wp): वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय विकिरण तीव्रता अधिकतम होती है।
  • न्यूनतम: 720 nm
  • अधिकतम: 740 nm
  • पार्ट नंबर '730' 730nm की नाममात्र शिखर तरंगदैर्ध्य को दर्शाता है।
• दृश्य कोण (2θ1/2): वह पूर्ण कोण जिस पर विकिरण तीव्रता अधिकतम तीव्रता की आधी होती है (आमतौर पर प्रकाशीय अक्ष से मापा जाता है)।
  • विशिष्ट: 130°

3. Bin Code and Classification System

एलईडी को एक बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर छांटा (बिन किया) जाता है। बिन कोड प्रत्येक पैकिंग बैग पर अंकित किया जाता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) बिनिंग

एलईडी को चार वोल्टेज बिन (V0 से V3) में वर्गीकृत किया गया है, जिसकी सहनशीलता 350mA पर ±0.1V है।

• V0: 1.6V – 1.8V
• V1: 1.8V – 2.0V
• V2: 2.0V – 2.2V
• V3: 2.2V – 2.4V

3.2 Radiant Flux (Φe) Binning

एलईडी को चार रेडिएंट फ्लक्स बिन (R0 से R3) में वर्गीकृत किया गया है, जिसकी सहनशीलता 350mA पर ±10% है।

• R0: 230 mW – 250 mW
• R1: 250 mW – 270 mW
• R2: 270 mW – 290 mW
• R3: 290 mW – 310 mW

3.3 Peak Wavelength (Wp) Binning

LEDs को चार तरंगदैर्ध्य बिन (P7E से P7H) में वर्गीकृत किया गया है, जिनकी सहनशीलता 350mA पर ±3nm है।

• P7E: 720 nm – 725 nm
• P7F: 725 nm – 730 nm
• P7G: 730 nm – 735 nm
• P7H: 735 nm – 740 nm

विशेष या सीमित बिन अनुरोधों के लिए सीधी परामर्श आवश्यक है।

4. Performance Curve Analysis

निम्नलिखित विशिष्ट वक्र, जब तक निर्दिष्ट न हो, 25°C पर मापे गए हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में LED के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

4.1 Relative Radiant Flux vs. Forward Current

यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाशीय आउटपुट (रेडिएंट फ्लक्स) फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है। यह आमतौर पर गैर-रैखिक होता है, जहां बहुत अधिक धाराओं पर बढ़े हुए तापीय प्रभावों और आंतरिक हानियों के कारण दक्षता (प्रति इकाई धारा रेडिएंट फ्लक्स) अक्सर घट जाती है। डिजाइनर आउटपुट और दक्षता के संतुलन के लिए इष्टतम कार्य बिंदु चुनने के लिए इसका उपयोग करते हैं।

4.2 Relative Spectral Distribution

यह प्लॉट पीक वेवलेंथ (730nm) के आसपास केंद्रित, विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता को दर्शाता है। यह उत्सर्जन की स्पेक्ट्रल चौड़ाई या बैंडविड्थ दिखाता है। इस इन्फ्रारेड डिवाइस जैसे मोनोक्रोमैटिक एलईडी के लिए एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम विशिष्ट होता है।

4.3 Radiation Pattern (Characteristics)

यह ध्रुवीय आरेख एलईडी के चारों ओर प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जो इसके 130° के दृश्य कोण को परिभाषित करता है। यह पैटर्न प्रभावित करता है कि किसी अनुप्रयोग में प्रकाश कैसे वितरित होता है, जैसे कि एकसमान प्रकाश व्यवस्था या निर्देशित संवेदन के लिए।

4.4 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

यह मौलिक वक्र एलईडी के पार लगाए गए वोल्टेज और परिणामी धारा प्रवाह के बीच संबंध दर्शाता है। यह डायोड की घातीय विशेषता को प्रदर्शित करता है। एक दी गई धारा (350mA) पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) निर्दिष्ट किया जाता है। करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए यह वक्र आवश्यक है।

4.5 रिलेटिव रेडिएंट फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान

यह महत्वपूर्ण ग्राफ दर्शाता है कि एलईडी के जंक्शन तापमान (Tj) में वृद्धि के साथ प्रकाशिक आउटपुट कैसे कम होता है। यह थर्मल डिरेटिंग सभी एलईडी की एक प्रमुख विशेषता है। स्थिर, दीर्घकालिक प्रकाश आउटपुट बनाए रखने और त्वरित क्षरण को रोकने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन (हीट सिंकिंग) महत्वपूर्ण है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Outline Dimensions

LED एक कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट पैकेज में आता है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर (mm) में हैं।
• सामान्य आयाम सहनशीलता ±0.2 मिमी है।
• लेंस की ऊंचाई और सिरेमिक सब्सट्रेट की लंबाई/चौड़ाई की सहनशीलता अधिक कड़ी ±0.1 मिमी है।
• डिवाइस के तल पर स्थित थर्मल पैड एनोड और कैथोड विद्युत पैड से विद्युत रूप से पृथक (तटस्थ) है। यह इसे बिना किसी विद्युत शॉर्ट के उत्पन्न किए, ऊष्मा अपव्यय के लिए सीधे एक PCB ग्राउंड प्लेन से जोड़े जाने की अनुमति देता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक अनुशंसित रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल प्रदान की गई है। महत्वपूर्ण पैरामीटर में शामिल हैं:

• पीक तापमान: निर्दिष्ट (प्रोफाइल वक्र देखें)। सभी तापमान पैकेज बॉडी के शीर्ष पक्ष को संदर्भित करते हैं।
• Time Above Liquidus (TAL): प्रोफ़ाइल द्वारा परिभाषित।
• Ramp Rates: नियंत्रित तापन और शीतलन दर निर्दिष्ट की गई हैं। तीव्र शीतलन प्रक्रिया की अनुशंसा नहीं की जाती है।

महत्वपूर्ण नोट्स: प्रोफ़ाइल को विशिष्ट सोल्डर पेस्ट विशेषताओं के आधार पर समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। विश्वसनीय जोड़ प्राप्त करने वाला यथासंभव न्यूनतम सोल्डरिंग तापमान हमेशा वांछनीय है ताकि LED पर तापीय प्रतिबल को कम किया जा सके। डिप सोल्डरिंग विधियों का उपयोग करके असेंबल किए जाने पर डिवाइस की गारंटी नहीं है।

6.2 Recommended PCB Pad Layout

उचित सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड के लिए एक लैंड पैटर्न डिजाइन सुझाया गया है।

• सोल्डरिंग विधियाँ: रीफ्लो या हैंड सोल्डरिंग का उपयोग किया जा सकता है।
• हैंड सोल्डरिंग: अधिकतम 300°C, अधिकतम 2 सेकंड के लिए, केवल एक बार।
• रीफ्लो लिमिट: एलईडी को तीन बार से अधिक रीफ्लो सोल्डरिंग से नहीं गुजरना चाहिए।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर एलईडी पैकेज सामग्री और ऑप्टिकल घटकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. विश्वसनीयता और परीक्षण

एक व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण योजना विभिन्न पर्यावरणीय और परिचालन तनावों के तहत एलईडी की मजबूती को मान्य करती है। सूचीबद्ध सभी परीक्षणों में 10 नमूनों में से 0 विफलताएं दिखाई दीं।

7.1 विश्वसनीयता परीक्षण सारांश

• निम्न/उच्च तापमान परिचालन जीवन (LTOL/HTOL): -10°C, 25°C, और 85°C पर 1000 घंटे के लिए परिचालन परीक्षण।
• Wet High Temperature Operating Life (WHTOL): 60°C/90% Relative Humidity for 500 hours.
• Thermal Shock (TMSK): -40°C से 125°C के बीच 100 चक्र।
• उच्च तापमान भंडारण: 100°C पर 1000 घंटे।
• Solderability & Reflow Resistance: सोल्डरिंग हीट रेजिस्टेंस (260°C पर 10s) और सोल्डर वेटिंग के लिए टेस्ट।

7.2 Failure Criteria

टेस्ट के बाद, डिवाइसों का मूल्यांकन सख्त सीमाओं के विरुद्ध किया जाता है:

• फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf): प्रारंभिक विशिष्ट मान के ±10% के भीतर रहना चाहिए।
• Radiant Flux (Φe): प्रारंभिक विशिष्ट मान के ±15% के भीतर रहना चाहिए।

8. Packaging and Handling

8.1 टेप और रील विनिर्देश

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए रीलों पर उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति की जाती हैं।

• टेप में खाली पॉकेट को एक कवर टेप से सील किया जाता है।
• एक मानक 7-इंच (178mm) रील अधिकतम 500 टुकड़े रख सकती है।
• स्पेसिफिकेशन के अनुसार, लगातार अधिकतम दो गुम घटक (खाली पॉकेट) की अनुमति है।
• पैकेजिंग EIA-481-1-B मानकों के अनुरूप है।

9. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

9.1 ड्राइव विधि

क्रिटिकल डिज़ाइन नियम: LED एक करंट-ऑपरेटेड डिवाइस है। इसका प्रकाश उत्पादन मुख्य रूप से फॉरवर्ड करंट (If) का कार्य है, वोल्टेज का नहीं। किसी एप्लिकेशन में कई LEDs को समानांतर में जोड़ते समय तीव्रता की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED या समानांतर स्ट्रिंग को एक समर्पित करंट-लिमिटिंग तंत्र (जैसे, एक रोकनेवाला या, अधिमानतः, एक स्थिर करंट ड्राइवर) द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। समानांतर में LEDs के प्राकृतिक Vf मिलान पर केवल निर्भर रहने से, तीव्र I-V वक्र और निर्माण विविधताओं के कारण महत्वपूर्ण करंट असंतुलन और असमान चमक हो सकती है।

9.2 थर्मल मैनेजमेंट

रेडिएंट फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान वक्र द्वारा संकेतित, प्रदर्शन अत्यधिक तापमान-निर्भर है। उच्च ड्राइव धाराओं (जैसे, लगभग 350mA या उससे अधिक) पर विश्वसनीय, दीर्घकालिक संचालन के लिए, प्रभावी हीट सिंकिंग अनिवार्य है। इसमें शामिल है:

• एलईडी डाई से गर्मी को दूर संचालित करने के लिए निर्दिष्ट थर्मल पैड का उपयोग करना।
• थर्मल पैड से जुड़े पर्याप्त थर्मल वाया और कॉपर पूर के साथ पीसीबी डिजाइन करना।
• समग्र सिस्टम एयरफ्लो और परिवेश के तापमान पर विचार करना।

9.3 Typical Application Scenarios

निकट-अवरक्त (NIR) स्पेक्ट्रम में 730nm की चरम तरंगदैर्ध्य के साथ, यह एलईडी ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:

• Machine Vision & Inspection: औद्योगिक स्वचालन में आईआर-संवेदनशील कैमरों के लिए प्रकाश व्यवस्था।
• Security & Surveillance: नाइट-विजन सीसीटीवी प्रणालियों के लिए गुप्त प्रकाश व्यवस्था।
• बायोमेट्रिक सेंसर: हार्ट रेट मॉनिटर या प्रॉक्सिमिटी सेंसर जैसे उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं।
• Optical Switches & Encoders: इंटरप्टिव या रिफ्लेक्टिव सेंसर में एक प्रकाश स्रोत के रूप में।
• सामान्य आईआर प्रकाश: वैज्ञानिक, कृषि या विशेष प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकताओं के लिए।

10. Technical Comparison and Positioning

यह एलईडी अपने मापदंडों के संयोजन के माध्यम से स्वयं को अलग करती है:

• उच्च विकिरण फ्लक्स: 350mA पर 310mW तक का आउटपुट इसे आईआर एलईडी के लिए मध्यम-से-उच्च शक्ति श्रेणी में रखता है, जो पर्याप्त आईआर प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• Wide Viewing Angle: 130° का व्यूइंग एंगल व्यापक, फैलाव वाली रोशनी प्रदान करता है, जो बड़े क्षेत्रों को कवर करने या उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां स्रोत और डिटेक्टर का सटीक संरेखण महत्वपूर्ण नहीं है।
• Robust Package & Reliability: सिरेमिक-आधारित पैकेज और व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण औद्योगिक और चुनौतीपूर्ण वातावरणों के लिए उपयुक्तता दर्शाते हैं।
• विशिष्ट तरंगदैर्ध्य: 730nm तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स के लिए एक सामान्य विकल्प है, जिनकी इस सीमा में अच्छी संवेदनशीलता होती है, जिससे यह एक व्यावहारिक सिस्टम-स्तरीय विकल्प बन जाता है।

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

11.1 रेडिएंट फ्लक्स और ल्यूमिनस फ्लक्स में क्या अंतर है?

रेडिएंट फ्लक्स (Φe, वाट्स में मापा जाता है) सभी तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित कुल प्रकाशीय शक्ति है। ल्यूमिनस फ्लक्स (लुमेन्स में मापा जाता है) इस शक्ति को मानव आँख की संवेदनशीलता के अनुसार भारित करता है। चूंकि यह एक इन्फ्रारेड एलईडी है जो मनुष्यों के लिए अदृश्य है, इसलिए इसके प्रदर्शन को सही ढंग से रेडिएंट फ्लक्स (एमडब्ल्यू) में निर्दिष्ट किया गया है।

11.2 क्या मैं इस LED को लगातार 700mA की अधिकतम धारा पर चला सकता हूँ?

700mA का Absolute Maximum Rating एक तनाव सीमा है। इस धारा पर निरंतर संचालन से, जब तक कि असाधारण शीतलन प्रदान न किया जाए, जंक्शन तापमान के अपने अधिकतम रेटिंग 110°C से अधिक होने की संभावना है, जिससे तीव्र अवनति होती है। सामान्य संचालन स्थिति 350mA है। अधिकतम रेटिंग के निकट किसी भी डिज़ाइन के लिए सूक्ष्म तापीय विश्लेषण और हीट सिंकिंग की आवश्यकता होती है।

11.3 ऑर्डर करते समय मैं Bin Codes की व्याख्या कैसे करूँ?

एक बैच में सुसंगत प्रदर्शन के लिए, Vf, Φe, और Wp के लिए आवश्यक बिन निर्दिष्ट करें। उदाहरण के लिए, V1 (1.8-2.0V), R2 (270-290mW), और P7G (730-735nm) का अनुरोध करने से आपके ऑर्डर के सभी एलईडी में कसकर समूहीकृत विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं सुनिश्चित होती हैं। यदि कोई बिन निर्दिष्ट नहीं किया गया है, तो आपको सभी बिन में मानक उत्पादन वितरण से एलईडी प्राप्त होंगे।

12. कार्यात्मक सिद्धांत और प्रौद्योगिकी रुझान

12.1 मूल संचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड LED एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। इस विशिष्ट LED सामग्री प्रणाली में, इस पुनर्संयोजन ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होता है, जिसकी शिखर तरंगदैर्ध्य प्रयुक्त अर्धचालक सामग्रियों (आमतौर पर अल्युमीनियम गैलियम आर्सेनाइड - AlGaAs पर आधारित) के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है।

12.2 उद्योग रुझान

ठोस-अवस्था प्रकाश व्यवस्था का रुझान निरंतर आगे बढ़ रहा है, जिसमें IR LED में निम्नलिखित सुधार देखे जा रहे हैं:

• Wall-Plug Efficiency (WPE): विकिरण प्रवाह आउटपुट और विद्युत शक्ति इनपुट का अनुपात, जो समान प्रकाशीय शक्ति के लिए कम ऊर्जा खपत को संचालित करता है।
• शक्ति घनत्व: ऐसे पैकेजों का विकास जो उच्च ड्राइव धाराओं को संभाल सकें और अधिक ऊष्मा का अपव्यय कर सकें, जिससे छोटे, अधिक चमकीले स्रोत संभव हो सकें।
• स्पेक्ट्रल नियंत्रण: गैस सेंसिंग या ऑप्टिकल कम्युनिकेशंस जैसे अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट तरंगदैर्ध्य पर सख्त तरंगदैर्ध्य सहनशीलता और एलईडी का विकास।
• एकीकरण: एकाधिक एलईडी चिप्स, ड्राइवरों और ऑप्टिक्स को मॉड्यूलर या स्मार्ट लाइटिंग सिस्टम में संयोजित करना।