इन्फ्रारेड एमिटर LTE-3677 डेटाशीट - हाई स्पीड, हाई पावर, क्लियर पैकेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-3677 एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (आईआर) एमिटर घटक है जो तीव्र प्रतिक्रिया समय और महत्वपूर्ण विकिरण आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके मुख्य लाभ उच्च गति और उच्च शक्ति का संयोजन हैं, जो इसे पल्स-संचालित प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह उपकरण एक स्पष्ट, पारदर्शी पैकेज में रखा गया है, जो इन्फ्रारेड प्रकाश के कुशल संचरण की अनुमति देने के लिए आईआर एमिटर के लिए विशिष्ट है। लक्षित बाज़ार में औद्योगिक स्वचालन, रिमोट कंट्रोल, ऑप्टिकल स्विच, डेटा ट्रांसमिशन लिंक और सेंसर प्रणालियाँ शामिल हैं जहाँ विश्वसनीय और त्वरित इन्फ्रारेड सिग्नलिंग महत्वपूर्ण है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 अधिकतम सीमा रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके बाद उपकरण को स्थायी क्षति हो सकती है। अधिकतम निरंतर अग्र धारा 100 एमए है, जबकि पल्स्ड स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10 μs पल्स चौड़ाई) के तहत 1 ए की बहुत अधिक शिखर अग्र धारा स्वीकार्य है। यह उपकरण की प्रकाश की संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाली फटने की क्षमता को उजागर करता है। शक्ति अपव्यय 260 mW पर रेट किया गया है। संचालन तापमान सीमा 0°C से +70°C तक निर्दिष्ट है, और भंडारण -20°C से +85°C तक हो सकता है। शरीर से 1.6 मिमी मापने पर लीड सोल्डरिंग तापमान 5 सेकंड के लिए 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

मुख्य पैरामीटर 25°C के परिवेश के तापमान (T_A) पर मापे जाते हैं। विकिरण तीव्रता (I_E) प्रति ठोस कोण प्रकाशीय आउटपुट शक्ति का एक प्राथमिक माप है। 20mA की अग्र धारा (I_F) के लिए, विशिष्ट मान बिन किए गए हैं: BIN D 9.62 से 19.85 mW/sr प्रदान करता है, और BIN E 13.23 mW/sr प्रदान करता है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P) 860 nm और 895 nm के बीच है, जो लगभग 875 nm पर केंद्रित है, इसे दृढ़ता से निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में रखता है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) 50 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश की बैंडविड्थ को दर्शाती है। विद्युत विशेषताओं में 50mA (100mA पर 1.67V) पर 1.5V विशिष्ट अग्र वोल्टेज (V_F) और 5V रिवर्स बायस पर अधिकतम 100 μA की रिवर्स धारा (I_R) शामिल है। उदय और पतन समय (T_r/T_f) 40 ns है, जो इसकी उच्च-गति क्षमता की पुष्टि करता है। देखने का कोण (2θ_1/2) 30 डिग्री है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

डेटाशीट मुख्य रूप से विकिरण तीव्रता और एपर्चर विकिरण घटना के लिए एक बिनिंग प्रणाली को इंगित करती है। दो बिन का उल्लेख किया गया है: BIN D और BIN E। BIN E, BIN D के लिए परिभाषित सीमा के भीतर एक तंग या उच्च-प्रदर्शन उपसमुच्चय का प्रतिनिधित्व करता प्रतीत होता है। I_F=20mA पर विकिरण तीव्रता के लिए, BIN D 9.62-19.85 mW/sr को कवर करता है, जबकि BIN E को 13.23 mW/sr के रूप में निर्दिष्ट किया गया है। यह निर्माताओं को उनकी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए अधिक सुसंगत या गारंटीकृत न्यूनतम प्रदर्शन स्तर वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम प्रदर्शन की एकरूपता सुनिश्चित होती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है। चित्र 1 स्पेक्ट्रल वितरण दिखाता है, जो लगभग 875 nm पर केंद्रित उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश के आकार और चौड़ाई को दर्शाता है। चित्र 2, अग्र धारा बनाम परिवेश तापमान, संभवतः तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम स्वीकार्य धारा के डीरेटिंग को दर्शाता है। चित्र 3, अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज, डायोड की IV विशेषता को दर्शाता है। चित्र 4, सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान, दर्शाता है कि प्रकाशीय आउटपुट शक्ति तापमान बढ़ने के साथ कैसे घटती है, जो थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है। चित्र 5, सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा, ड्राइव धारा और प्रकाश आउटपुट के बीच संबंध को प्रदर्शित करता है, जो आमतौर पर एक सीमा के भीतर रैखिक होता है। चित्र 6 विकिरण आरेख है, एक ध्रुवीय प्लॉट जो उत्सर्जित प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है, जो 30-डिग्री देखने के कोण से मेल खाता है।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

पैकेज एक मानक थ्रू-होल शैली है जिसमें एक स्पष्ट लेंस है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है। फ्लैंज के नीचे रेजिन का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.5mm है। लीड स्पेसिंग उस बिंदु पर मापी जाती है जहां लीड पैकेज बॉडी से निकलती हैं। सटीक आयाम एक ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं (पाठ अंश में पूरी तरह से विस्तृत नहीं), जिसमें बॉडी व्यास, लीड लंबाई और लेंस आकार शामिल होंगे।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

प्रदान किया गया प्राथमिक दिशानिर्देश लीड सोल्डरिंग के लिए है: पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी (0.063 इंच) की दूरी पर मापने पर तापमान 5 सेकंड की अवधि के लिए 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए। आंतरिक अर्धचालक डाई और एपॉक्सी पैकेज को थर्मल क्षति से बचाने के लिए यह महत्वपूर्ण है। वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए (हालांकि सरफेस-माउंट के लिए स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया गया है क्योंकि यह एक थ्रू-होल भाग है), समान घटकों के लिए मानक उद्योग प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए, शिखर तापमान और लिक्विडस के ऊपर समय पर सावधानीपूर्वक ध्यान देना चाहिए। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से बचने के लिए उचित हैंडलिंग की भी सिफारिश की जाती है, हालांकि कहा नहीं गया है, क्योंकि अर्धचालक उपकरण आम तौर पर ESD-संवेदनशील होते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

पार्ट नंबर LTE-3677 है। डेटाशीट को Spec No.: DS-50-99-0015, Revision A द्वारा पहचाना जाता है। दस्तावेज़ पृष्ठांकित है (Page 1 of 3, आदि)। इस अंश में विशिष्ट पैकेजिंग विवरण जैसे रील आकार, ट्यूब मात्रा, या ट्रे पैकिंग प्रदान नहीं किए गए हैं। ऑर्डरिंग में आम तौर पर आधार पार्ट नंबर LTE-3677 शामिल होगा, और संभावित रूप से बिनिंग को दर्शाने के लिए एक प्रत्यय (जैसे, LTE-3677-D या LTE-3677-E) यदि अलग-अलग ऑर्डर करने योग्य आइटम के रूप में उपलब्ध हों।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

LTE-3677 तेज, पल्स्ड इन्फ्रारेड प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। इसमें शामिल हैं: औद्योगिक ऑप्टिकल सेंसर (जैसे, वस्तु का पता लगाना, गिनती, किनारा पहचान)। लघु-श्रेणी संचार के लिए इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन लिंक। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए रिमोट कंट्रोल यूनिट। ऑप्टिकल एनकोडर और स्थिति संवेदन। धुआं डिटेक्टर और अन्य विश्लेषणात्मक संवेदन उपकरण। इन्फ्रारेड बीम का उपयोग करने वाली सुरक्षा प्रणालियाँ।

8.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइव सर्किट:अग्र धारा को नियंत्रित करने के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या एक समर्पित एलईडी ड्राइवर सर्किट का उपयोग करें। पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, सुनिश्चित करें कि ड्राइवर 40 ns उदय/पतन समय का लाभ उठाने के लिए तेज किनारों के साथ आवश्यक शिखर धारा (1A तक) प्रदान कर सकता है।थर्मल प्रबंधन:हालांकि शक्ति अपव्यय 260 mW है, उच्च निरंतर धाराओं पर या उन्नत परिवेश के तापमान में संचालन के लिए प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए लीड या बोर्ड लेआउट के माध्यम से हीट सिंकिंग पर ध्यान देने की आवश्यकता है।ऑप्टिकल डिज़ाइन:30-डिज़ी देखने का कोण बीम फैलाव को परिभाषित करता है। आवश्यकतानुसार बीम को समानांतर या केंद्रित करने के लिए लेंस या परावर्तक का उपयोग किया जा सकता है। स्पष्ट पैकेज उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां एमिटर दिखाई देता है, लेकिन आवश्यकता होने पर दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करने के लिए एक आईआर फिल्टर का उपयोग किया जा सकता है।डिटेक्टर के साथ जोड़ी बनाना:इष्टतम सिस्टम दक्षता के लिए एक फोटोडिटेक्टर (फोटोडायोड, फोटोट्रांजिस्टर) का चयन करें जिसकी स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता एमिटर के 875 nm शिखर तरंगदैर्ध्य से मेल खाती हो।

9. तकनीकी तुलना

मानक, धीमी आईआर एलईडी की तुलना में, LTE-3677 का मुख्य अंतर इसकीउच्च गति (40 ns उदय/पतन समय)है, जो उच्च दरों पर डेटा ट्रांसमिशन को सक्षम बनाती है। इसकाउच्च शक्ति आउटपुट(उच्च विकिरण तीव्रता) एक मजबूत सिग्नल प्रदान करता है, सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात और संचालन सीमा को बढ़ाता है।पल्स ऑपरेशनके लिए उपलब्धता एक उच्च शिखर धारा रेटिंग के साथ इसे छोटी फटने में बहुत चमकीले रूप से संचालित करने की अनुमति देती है, जो कुशल है और माना गया सीमा को बढ़ा सकती है। स्पष्ट पैकेज ऐसे एमिटर के लिए मानक है। आईआर एमिटर का चयन करते समय, इंजीनियर इन मापदंडों-गति, आउटपुट शक्ति, तरंगदैर्ध्य, देखने का कोण, और पैकेज-की तुलना विकल्पों के खिलाफ करेंगे ताकि बैंडविड्थ, सीमा और भौतिक लेआउट आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त पाया जा सके।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 150 एमए की निरंतर धारा से संचालित कर सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। निरंतर अग्र धारा के लिए अधिकतम सीमा रेटिंग 100 एमए है। इस रेटिंग से अधिक होने पर उपकरण को स्थायी क्षति का जोखिम होता है।

प्रश्न: BIN D और BIN E में क्या अंतर है?

उत्तर: BIN E 20mA पर 13.23 mW/sr की विशिष्ट विकिरण तीव्रता निर्दिष्ट करता है, जो BIN D (9.62-19.85 mW/sr) की व्यापक सीमा के भीतर आता है। BIN E संभवतः उस विशिष्ट मान के आसपास अधिक सुसंगत प्रदर्शन वाले उपकरणों के चयन का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि BIN D पूर्ण निर्माण प्रसार को शामिल करता है।

प्रश्न: तापमान प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

उत्तर: जैसा कि विशिष्ट वक्रों में दिखाया गया है, विकिरण तीव्रता परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ घटती है। अग्र वोल्टेज भी आम तौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है। शक्ति अपव्यय सीमा के भीतर रहने के लिए ऑपरेटिंग करंट को डीरेटिंग वक्र (चित्र 2) के अनुसार 25°C से ऊपर डीरेट किया जाना चाहिए।

प्रश्न: क्या एक श्रृंखला रोकनेवाला आवश्यक है?

उत्तर: हाँ, अधिकांश सरल ड्राइव सर्किट के लिए। एलईडी को नियंत्रित धारा के साथ संचालित किया जाना चाहिए। सीधे वोल्टेज स्रोत का उपयोग करने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे उपकरण नष्ट हो जाएगा। डेटाशीट से आपूर्ति वोल्टेज, वांछित अग्र धारा (I_F), और अग्र वोल्टेज (V_F) के आधार पर रोकनेवाला मान की गणना करें।

11. व्यावहारिक उपयोग मामला

परिदृश्य: उच्च-गति वस्तु पहचान सेंसर।एक असेंबली लाइन उच्च गति से गुजरने वाले छोटे घटकों का पता लगाने के लिए एक फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग करती है। LTE-3677 को इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसे 10 kHz पर 1A शिखर के साथ पल्स किया जाता है। एक मिलान फोटोट्रांजिस्टर विपरीत स्थित किया जाता है। जब कोई वस्तु बीम को बाधित करती है, तो रिसीवर पल्स्ड सिग्नल की अनुपस्थिति का पता लगाता है। LTE-3677 का 40 ns प्रतिक्रिया समय सुनिश्चित करता है कि प्रकाश पल्स तेज और स्पष्ट रूप से परिभाषित हों, जिससे सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स उच्च गति पर भी पल्स के बीच विश्वसनीय रूप से अंतर कर सके, झूठे ट्रिगर को कम कर सके और बहुत तेजी से चलने वाली वस्तुओं की सटीक गिनती सक्षम कर सके।

12. संचालन का सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड एमिटर एक अर्धचालक डायोड है। जब एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन उपकरण के सक्रिय क्षेत्र के भीतर छिद्रों के साथ पुनर्संयोजन करते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक संरचना में उपयोग की जाने वाली विशिष्ट सामग्री उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। LTE-3677 के लिए, इसके परिणामस्वरूप लगभग 875 nm के निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में फोटॉन होते हैं, जो मानव आंख के लिए अदृश्य होते हैं लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड और अन्य आईआर-संवेदनशील सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है। स्पष्ट एपॉक्सी पैकेज एक लेंस के रूप में कार्य करता है, आउटपुट बीम को निर्दिष्ट देखने के कोण में आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का क्षेत्र उच्च दक्षता, उच्च गति और अधिक एकीकरण की ओर आगे बढ़ रहा है। LTE-3677 जैसे उपकरणों से संबंधित रुझानों में शामिल हैं:बढ़ी हुई शक्ति और दक्षता:नई अर्धचालक सामग्री और संरचनाएं विद्युत इनपुट की प्रति इकाई अधिक प्रकाशीय शक्ति प्रदान करने का लक्ष्य रखती हैं, जिससे ऊष्मा उत्पादन कम होता है।छोटे फॉर्म फैक्टर:लघुकरण की ओर प्रेरित करने वाला ड्राइव सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज के लिए धकेलता है जो थ्रू-होल प्रकारों की तुलना में समान या बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं।बढ़ी हुई गति:अनुसंधान आईआर एमिटर के लिए मॉड्यूलेशन गति को आगे बढ़ाना जारी रखता है ताकि तेज डेटा संचार सक्षम हो सके, जैसे कि Li-Fi या उच्च-गति ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट में।तरंगदैर्ध्य विशिष्टता:गैस संवेदन और स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण में अनुप्रयोगों के लिए संकीर्ण स्पेक्ट्रल लाइनविड्थ वाले एमिटर का विकास।