LTE-7477LM1-TA हाई-स्पीड हाई-पावर इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड डेटाशीट - 880nm वेवलेंथ - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-7477LM1-TA एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है, जो तीव्र प्रतिक्रिया समय और महत्वपूर्ण विकिरण आउटपुट वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य कार्य विद्युत ऊर्जा को विशिष्ट तरंगदैर्ध्य की इन्फ्रारेड प्रकाश में परिवर्तित करना है। यह उपकरण पल्स ऑपरेशन मोड के लिए डिज़ाइन किया गया है और डेटा ट्रांसमिशन, रिमोट कंट्रोल सिस्टम, प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग तथा अन्य महत्वपूर्ण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जहाँ तेज़ स्विचिंग आवश्यक है। पैकेजिंग में विशिष्ट नीला पारदर्शी रेजिन का उपयोग किया गया है, जो इन्फ्रारेड प्रकाश को गुजरने देता है लेकिन दृश्य प्रकाश के लिए अपारदर्शी है, जिससे हस्तक्षेप कम होता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण की स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं दी जा सकती।

• Power Consumption (P_D):200 mW. यह किसी भी कार्य स्थिति में उपकरण द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम कुल शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर ऊष्मीय नियंत्रण हानि और विफलता हो सकती है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_एफपी):2 A. यह पल्स ऑपरेशन मोड में अनुमत अधिकतम धारा है, जो बहुत विशिष्ट शर्तों के तहत निर्धारित की गई है: पल्स चौड़ाई 10 माइक्रोसेकंड और ड्यूटी साइकिल 0.1% है। यह उच्च धारा क्षमता अत्यधिक उच्च क्षणिक प्रकाश उत्पादन को सक्षम बनाती है।
• Continuous Forward Current (I_F):100 mA. यह लगातार लागू किया जा सकने वाली अधिकतम डीसी धारा है। शिखर धारा और निरंतर धारा के बीच का स्पष्ट अंतर इस उपकरण के पल्स के लिए अनुकूलित होने को रेखांकित करता है, न कि स्थिर प्रकाश व्यवस्था के लिए।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से सेमीकंडक्टर जंक्शन के ब्रेकडाउन का जोखिम हो सकता है।
• कार्य और भंडारण तापमान:डिवाइस रेटिंग औद्योगिक तापमान सीमा के लिए है: कार्य तापमान -40°C से +85°C, भंडारण तापमान -55°C से +100°C। यह प्रतिकूल वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड, माप बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी दूर। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए मानक रेटिंग है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

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

• विकिरण तीव्रता (I_E):I_F= 50mA पर, न्यूनतम 35 mW/sr, विशिष्ट 75 mW/sr। यह प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है। उच्च विशिष्ट मान शक्तिशाली आउटपुट शक्ति का संकेत देता है, जो लंबी दूरी या कम संवेदनशीलता वाले रिसीवर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):विशिष्ट 880 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जक का आउटपुट प्रकाश शक्ति सबसे अधिक होती है। यह निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम से संबंधित है, आमतौर पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है, और सिलिकॉन फोटोडायोड द्वारा कुशलता से पता लगाया जा सकता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ):अधिकतम 50 nm। यह पैरामीटर स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को दर्शाता है; 50nm का मान इसका तात्पर्य है कि 880nm ± 25nm की सीमा के भीतर, उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता उसके शिखर मान की कम से कम आधी है। बैंडविड्थ जितनी संकीर्ण होगी, एकवर्णीयता उतनी ही बेहतर होगी।
• अग्र वोल्टेज (V_F):I_F= 350mA (पल्स) पर, न्यूनतम 1.5V, विशिष्ट 1.75V, अधिकतम 2.1V। यह डायोड के चालू होने पर वोल्टेज ड्रॉप है। ड्राइवर सर्किट के लिए बिजली की आपूर्ति वोल्टेज और करंट-सीमित रोकनेवाला डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R= 5V पर, अधिकतम 100 μA। यह डायोड के अपने अधिकतम रेटेड मूल्यों के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर बहने वाली मामूली लीकेज धारा है।
• राइज/फॉल टाइम (T_r/T_f):Typically 40 nS. This is the time required for the optical output to rise from 10% to 90% of its maximum value (rise time) or fall from 90% to 10% (fall time) in response to a step change in current. The 40ns specification confirms its "high-speed" capability, enabling data transmission rates in the megahertz range.
• Viewing Angle (2θ_1/2):Typically 16°. This is the full angle at which the radiant intensity drops to half of its on-axis (0°) value. The 16° angle is relatively narrow, producing a more focused beam compared to wide-angle emitters, which is beneficial for directional communication or sensing.

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

Although the PDF references typical characteristic curves, their specific data can be interpreted based on the provided parameters. The curves typically illustrate the relationship between forward current (I_F) and forward voltage (V_F), which is essentially exponential. They also show relative radiant intensity versus forward current, usually linear at lower currents but potentially saturating at higher currents due to thermal effects. The temperature dependence of V_F(decreasing with increasing temperature) and radiant intensity (also typically decreasing with increasing junction temperature) is crucial for understanding performance under non-ambient conditions. The spectral distribution curve will show a Gaussian-like peak around 880nm, decaying to half-power points approximately 25nm on either side of the peak.

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

यह डिवाइस एक मानक थ्रू-होल पैकेज में आता है, जिसे आमतौर पर T-1¾ (5mm) पैकेज कहा जाता है। प्रमुख आयामी विवरण में शामिल हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है।
• फ्लैंज के नीचे अधिकतम राल उभार 1.5mm की अनुमति है।
• पिन पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलते हैं, जो PCB लेआउट के लिए महत्वपूर्ण है।
• नीला पारदर्शी पैकेज सामग्री एपॉक्सी राल है, जो यांत्रिक शक्ति और पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करने के लिए मोल्डिंग द्वारा बनाई गई है।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

इस प्रकार के एनकैप्सुलेशन के लिए, कैथोड (नकारात्मक पिन) आमतौर पर एनकैप्सुलेशन के किनारे पर एक समतल या छोटे पिन द्वारा पहचाना जाता है। एनोड (सकारात्मक पिन) लंबा पिन होता है। क्षति को रोकने के लिए सर्किट असेंबली में सही ध्रुवीयता का ध्यान रखना आवश्यक है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

पिन सोल्डरिंग के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 260°C पर 5 सेकंड है, जिसे एनकैप्सुलेशन बॉडी से 1.6 मिमी दूर मापा जाता है। यह मानक वेव सोल्डरिंग और रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है। अत्यधिक थर्मल स्ट्रेस से बचना महत्वपूर्ण है। लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क में रहना या सीधे एनकैप्सुलेशन बॉडी को गर्म करने से एपॉक्सी में दरार या सेमीकंडक्टर चिप को क्षति हो सकती है। हैंड सोल्डरिंग करते समय, तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और संपर्क समय को न्यूनतम रखें। संचालन और असेंबली के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन करें, क्योंकि सेमीकंडक्टर जंक्शन स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील होते हैं।

6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस ऑटोमेटेड असेंबली के लिए रील टेप पर आपूर्ति की जाती है, और एक अलग रील टेप पैकेजिंग आयाम चित्र प्रदान किया गया है। पार्ट नंबर LTE-7477LM1-TA निर्माता-विशिष्ट कोडिंग प्रणाली का पालन करता है। प्रत्यय "TA" आमतौर पर रील टेप पैकेजिंग को दर्शाता है। उत्पादन योजना के लिए, डिजाइनरों को सटीक रील टेप विनिर्देशों की पुष्टि वितरक या निर्माता से करनी चाहिए।

7. एप्लिकेशन सुझाव

7.1 विशिष्ट एप्लिकेशन परिदृश्य

• इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन:इसकी उच्च गति (40ns राइज/फॉल) और उच्च पल्स करंट क्षमता के कारण, यह IrDA मानक या स्वामित्व वाले सीरियल डेटा लिंक के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है।
• प्रॉक्सिमिटी एंड ऑब्जेक्ट सेंसिंग:इन्फ्रारेड डिटेक्टर के साथ युग्मित, घरेलू उपकरणों, औद्योगिक उपकरणों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में वस्तु पहचान, गिनती या तरल स्तर संवेदन के लिए उपयोग किया जाता है।
• ऑप्टिकल स्विच एंड एनकोडर:मॉड्यूलेटेड पल्स्ड इन्फ्रारेड बीम के लिए उपयुक्त इंटरप्टेड या रिफ्लेक्टिव ऑप्टिकल एनकोडर।
• सुरक्षा प्रणाली:घुसपैठ का पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड बीम बैरियर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• ड्राइवर सर्किट:वोल्टेज स्रोत से चलाते समय, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। पल्स ऑपरेशन के लिए, पावर सप्लाई वोल्टेज (V_CC), आवश्यक पल्स करंट (I_एफपी≤ 2A) और फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F≈ 1.75V) से प्रतिरोध मान की गणना करें। सूत्र का उपयोग करें: R = (V_CC- V_F) / I_F। हाई-स्पीड स्विचिंग के लिए, तेजी से करंट राइज टाइम प्राप्त करने के लिए ट्रांजिस्टर ड्राइवर सर्किट का उपयोग करना आवश्यक है।
• थर्मल प्रबंधन:हालांकि यह पल्स ऑपरेशन के लिए रेटेड है, लेकिन औसत बिजली अपव्यय 200mW से अधिक नहीं होना चाहिए। उच्च ड्यूटी साइकिल पल्स के लिए, औसत करंट और उससे उत्पन्न शक्ति पर विचार करना आवश्यक है। डिवाइस का रेडिएशन आउटपुट जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:16° का संकीर्ण दृश्य कोण दिशात्मकता प्रदान करता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप बीम को और अधिक समानांतर या आकार देने के लिए लेंस या परावर्तक का उपयोग किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करें कि रिसीवर 880nm तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील है।
• परिवेशी प्रकाश व्यतिकरण प्रतिरोध:संवेदन अनुप्रयोगों में, अवरक्त संकेतों का मॉड्यूलेशन और रिसीवर का सिंक्रोनस डिटेक्शन परिवेशी प्रकाश स्रोतों से होने वाले व्यतिकरण को दबाने के लिए महत्वपूर्ण है।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

LTE-7477LM1-TA मुख्य रूप से अपने मानक पैकेज मेंउच्च गति和उच्च शक्तिके गुणों के संयोजन के माध्यम से विभेदित होता है। कई अवरक्त एमिटर डायोड एक विशेषता को दूसरी की कीमत पर अनुकूलित करते हैं। मानक रिमोट कंट्रोल LED में समान दृश्य कोण और तरंगदैर्ध्य हो सकते हैं, लेकिन अनुमत पल्स करंट बहुत कम और राइज टाइम धीमी होती है। इसके विपरीत, प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च-शक्ति अवरक्त LED अधिक निरंतर धारा संभाल सकते हैं, लेकिन उनकी प्रतिक्रिया समय बहुत धीमी होती है। यह उपकरण उच्च गति, मध्यम दूरी के डेटा लिंक या मजबूत सिग्नल शक्ति की आवश्यकता वाली पल्स संवेदन प्रणालियों के लिए उपयुक्त एक विशिष्ट बाजार को लक्षित करता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 100mA की निरंतर धारा से चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, पूर्ण अधिकतम रेटिंग के अनुसार, 100mA अधिकतम निरंतर अग्र धारा है। हालाँकि, इष्टतम जीवनकाल और स्थिर आउटपुट के लिए, जब तक उच्च आउटपुट की आवश्यकता न हो, कम धारा पर कार्य करने की सलाह दी जाती है।

प्रश्न: विकिरण तीव्रता और प्रकाश शक्ति में क्या अंतर है?
उत्तर: विकिरण तीव्रता कोण-संबंधित है, यह प्रति इकाई ठोस कोण में शक्ति को मापती है। कुल विकिरण फ्लक्स, विकिरण तीव्रता का संपूर्ण उत्सर्जन ठोस कोण पर समाकलन है। इस तरह के संकीर्ण-कोण उत्सर्जक के लिए, कुल फ्लक्स का अनुमान लगाया जा सकता है, लेकिन यह सीधे प्रदान नहीं किया गया है।

प्रश्न: 2A की स्पंद धारा कैसे प्राप्त करें?
उत्तर: आपको एक ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता है जो अत्यंत कम समय में यह उच्च धारा प्रदान कर सके। परजीवी प्रेरकत्व के कारण, एक साधारण प्रतिरोधक करंट लिमिटिंग पर्याप्त नहीं हो सकती है। एक समर्पित LED ड्राइवर IC या कम प्रतिबाधा पथ वाले ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग करना आवश्यक है, जिसमें सावधानीपूर्वक गणना की गई करंट लिमिटिंग रेसिस्टर या स्थिर धारा सर्किट शामिल हो। सुनिश्चित करें कि बिजली की आपूर्ति पीक करंट प्रदान कर सके बिना वोल्टेज ड्रॉप के।

प्रश्न: पैकेज नीला क्यों है?
उत्तर: एपॉक्सी में नीला डाई एक दृश्य प्रकाश फिल्टर के रूप में कार्य करता है। यह 880nm अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी है, लेकिन अधिकांश दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करता है। यह उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा को कम करता है, आमतौर पर एमिटर को कम दिखने देने और रिसीवर में हस्तक्षेप पैदा करने वाले परिवेशी दृश्य प्रकाश को रोकने के लिए।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य:एक इनडोर वातावरण में 2 मीटर की ट्रांसमिशन दूरी के लिए एक लघु-दूरी उच्च-गति सीरियल डेटा लिंक डिज़ाइन करें।
डिज़ाइन चरण:
1. ड्राइवर सर्किट:एक एन-चैनल MOSFET को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग करें। MOSFET का सोर्स ग्राउंडेड है। ड्रेन LTE-7477LM1-TA के कैथोड से जुड़ा है। एनोड एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर से जुड़ा है, और फिर 5V पावर रेल से जुड़ा है।
2. प्रतिरोध गणना:लक्ष्य पल्स धारा 1A के लिए, और इस धारा पर विशिष्ट V_F1.75V मानते हुए, प्रतिरोध मान R = (5V - 1.75V) / 1A = 3.25Ω है। मानक 3.3Ω, 1W प्रतिरोधक का उपयोग करें।
3. लेआउट:परजीवी प्रेरकत्व को न्यूनतम करने के लिए ड्राइवर लूप का क्षेत्रफल यथासंभव कम रखें।
4. रिसीवर:880nm शिखर संवेदनशीलता वाले एक उच्च-गति सिलिकॉन फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर के साथ युग्मित करें। प्रकाश धारा को वापस वोल्टेज सिग्नल में बदलने के लिए ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर सर्किट का उपयोग करें।
5. मॉड्यूलेशन:सिग्नल को पृष्ठभूमि अवरक्त शोर से अलग करने के लिए एक सरल मॉड्यूलेशन योजना लागू करें।

11. कार्य सिद्धांत

इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड एक अर्धचालक डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा मुक्त होती है। इस विशिष्ट सामग्री प्रणाली में, ऊर्जा मुख्य रूप से निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम के फोटॉन के रूप में मुक्त होती है, जिसकी शिखर तरंगदैर्ध्य लगभग 880 नैनोमीटर होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता वाहक पुनर्संयोजन दर के समानुपाती होती है, जो फॉरवर्ड करंट द्वारा नियंत्रित होती है। नीला आवरण तरंगदैर्ध्य-चयनात्मक फिल्टर के रूप में कार्य करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड तकनीक का निरंतर विकास जारी है। रुझानों में उच्च डेटा दर संचार के लिए तेज राइज/फॉल समय वाले उपकरणों का विकास शामिल है। साथ ही, बैटरी-संचालित उपकरणों में बिजली की खपत कम करने के लिए विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता बढ़ाने पर भी ध्यान दिया जा रहा है। एकीकरण एक और रुझान है, जिसमें सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए एमिटर को ड्राइवर, मॉड्यूलेटर और यहां तक कि डिटेक्टर के साथ एकल मॉड्यूल या IC में संयोजित किया जा रहा है। इसके अलावा, विभिन्न तरंगदैर्ध्य के लिए एमिटर विशिष्ट अनुप्रयोग पारिस्थितिकी तंत्र के लिए अनुकूलित किए जा रहे हैं।