LTE-3226 IR एमिटर डेटा शीट - 5.0mm पैकेज - 850nm वेवलेंथ - 1.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 120mW पावर डिसिपेशन - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-3226 एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (IR) एमिटर है जिसे तीव्र प्रतिक्रिया समय और महत्वपूर्ण ऑप्टिकल आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके मुख्य लाभों में उच्च-गति संचालन, उच्च विकिरण शक्ति आउटपुट, पल्स्ड ड्राइविंग योजनाओं के लिए उपयुक्तता, और एक स्पष्ट पारदर्शी पैकेज शामिल है जो सटीक ऑप्टिकल संरेखण को सुगम बनाता है। यह डिवाइस आमतौर पर रिमोट कंट्रोल सिस्टम, ऑप्टिकल स्विच, औद्योगिक सेंसर और लघु-श्रेणी डेटा संचार लिंक से जुड़े बाजारों को लक्षित करता है, जहाँ विश्वसनीय इन्फ्रारेड सिग्नलिंग आवश्यक है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 अधिकतम सीमा रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट लंबे समय तक संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• शक्ति अपव्यय (P_D):120 mW। यह वह अधिकतम कुल शक्ति है जिसे डिवाइस 25°C के परिवेश तापमान (T_A) पर किसी भी संचालन स्थिति में ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• शिखर अग्र धारा (I_FP):1 A। यह उच्च धारा केवल विशिष्ट पल्स्ड स्थितियों में अनुमेय है: 10 µs की पल्स चौड़ाई और प्रति सेकंड 300 पल्स (pps) से अधिक न होने वाली पल्स पुनरावृत्ति दर। यह रेटिंग उच्च-चमक, अल्प-अवधि सिग्नलिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• निरंतर अग्र धारा (I_F):60 mA। यह वह अधिकतम DC धारा है जो डिवाइस पर लगातार लागू की जा सकती है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V। रिवर्स दिशा में इस वोल्टेज को पार करने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• संचालन और भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +85°C। यह विस्तृत सीमा कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
• लीड सोल्डरिंग तापमान:पैकेज बॉडी से 1.6mm दूरी पर मापे जाने पर 6 सेकंड के लिए 260°C। यह असेंबली प्रक्रियाओं के लिए थर्मल प्रोफाइल सहनशीलता को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये पैरामीटर T_A=25°C पर मापे जाते हैं और निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_e):एक प्रमुख ऑप्टिकल आउटपुट पैरामीटर। विशिष्ट मान I_F=20mA पर 26 mW/sr और I_F=50mA पर 65 mW/sr हैं। धारा के साथ महत्वपूर्ण वृद्धि डिवाइस की उच्च-शक्ति आउटपुट क्षमता को उजागर करती है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):850 nm (विशिष्ट)। यह डिवाइस को निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में रखता है, जो सिलिकॉन फोटोडिटेक्टरों के लिए आदर्श है और छोटी तरंगदैर्ध्य की तुलना में मानव आँख को कम दिखाई देता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ):40 nm (विशिष्ट)। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• अग्र वोल्टेज (V_F):1.6 V (विशिष्ट), I_F=50mA पर अधिकतम 2.0 V। यह कम वोल्टेज कम-शक्ति सर्किट डिज़ाइन के लिए लाभकारी है।
• रिवर्स धारा (I_R):V_R=5V पर 100 µA (अधिकतम)।
• देखने का कोण (2θ_1/2):25 डिग्री (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर विकिरण तीव्रता अपने शिखर मान के आधे तक गिर जाती है, जो बीम के कोणीय प्रसार को परिभाषित करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट डिवाइस व्यवहार के कई ग्राफिकल प्रतिनिधित्व प्रदान करती है, जो डिज़ाइन अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.1 स्पेक्ट्रल वितरण (चित्र 1)

यह वक्र तरंगदैर्ध्य के एक फलन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता दर्शाता है, जो 850nm शिखर के चारों ओर केंद्रित है और विशिष्ट 40nm अर्ध-चौड़ाई है। यह पुष्टि करता है कि डिवाइस इच्छित इन्फ्रारेड बैंड में उत्सर्जन करता है।

3.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (चित्र 3)

यह IV वक्र धारा और वोल्टेज के बीच अरेखीय संबंध को दर्शाता है। 50mA पर V_Fका विशिष्ट मान 1.6V दिखाई देता है। डिज़ाइनर इसका उपयोग श्रृंखला प्रतिरोधक मानों और एलईडी में शक्ति अपव्यय की गणना करने के लिए करते हैं।

3.3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा (चित्र 5)

यह ग्राफ ड्राइव धारा के साथ ऑप्टिकल आउटपुट में सुपर-लीनियर वृद्धि प्रदर्शित करता है, जो बहुत उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए पल्स्ड उच्च-धारा संचालन (1A शिखर रेटिंग तक) के उपयोग को उचित ठहराता है।

3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र 4)

यह वक्र ऑप्टिकल आउटपुट के नकारात्मक तापमान गुणांक को दर्शाता है। जैसे-जैसे परिवेश तापमान बढ़ता है, विकिरण तीव्रता कम होती जाती है। इसे पूर्ण तापमान सीमा पर संचालित होने वाले डिज़ाइनों में सुसंगत सिग्नल शक्ति सुनिश्चित करने के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए।

3.5 विकिरण आरेख (चित्र 6)

यह ध्रुवीय आरेख 25-डिग्री के देखने के कोण का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है, जो उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। यह लेंस, परावर्तकों को डिज़ाइन करने और एमिटर को डिटेक्टर के साथ संरेखित करने के लिए आवश्यक है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

LTE-3226 एक मानक 5.0mm रेडियल लीडेड पैकेज में आता है जिसमें एक स्पष्ट पारदर्शी लेंस होता है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है; फ्लैंज के नीचे अधिकतम रेजिन प्रोट्रूज़न 1.5mm है; और लीड स्पेसिंग उस बिंदु पर मापी जाती है जहाँ लीड्स पैकेज बॉडी से बाहर निकलती हैं।

4.2 ध्रुवता पहचान

डिवाइस के पैकेज बॉडी पर एक समतल पक्ष होता है, जो आमतौर पर कैथोड (नकारात्मक) लीड को इंगित करता है। लंबी लीड आमतौर पर एनोड (सकारात्मक) होती है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए कनेक्शन से पहले हमेशा ध्रुवता सत्यापित करें।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

विश्वसनीयता के लिए सोल्डरिंग विनिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है। अधिकतम सीमा रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि जब पैकेज बॉडी से 1.6mm दूरी पर मापा जाता है तो लीड्स को 6 सेकंड के लिए 260°C के अधीन किया जा सकता है। इसका तात्पर्य है कि वेव या हैंड सोल्डरिंग के दौरान, ऊष्मा एक्सपोजर समय को न्यूनतम रखा जाना चाहिए। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, इस सीमा के भीतर रहने के लिए 260°C से नीचे शिखर तापमान वाले प्रोफाइल की अनुशंसा की जाती है। उच्च तापमान के लंबे समय तक एक्सपोजर से आंतरिक एपॉक्सी और अर्धचालक सामग्री का क्षरण हो सकता है।

6. अनुप्रयोग सुझाव

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल:उच्च गति और शक्ति इसे कोडेड डेटा पल्स संचारित करने के लिए उपयुक्त बनाती है।
• ऑप्टिकल स्विच और सेंसर:किसी फोटोडिटेक्टर के साथ जोड़े जाने पर वस्तु पहचान, गिनती और स्थिति संवेदन में उपयोग किया जाता है।
• औद्योगिक डेटा लिंक:विद्युत रूप से शोरग्रस्त वातावरण में लघु-श्रेणी, शोर-प्रतिरोधी सीरियल संचार के लिए।
• सुरक्षा प्रणालियाँ:IR-संवेदी कैमरों के लिए एक अदृश्य प्रकाश स्रोत के रूप में।

6.2 डिज़ाइन विचार

• धारा सीमित करना:अग्र धारा को वांछित स्तर (जैसे, 20mA, 50mA, या पल्स्ड 1A) तक सीमित करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला प्रतिरोधक या स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें, कभी भी सीधे वोल्टेज स्रोत से न जोड़ें।
• ऊष्मा प्रबंधन:हालांकि पैकेज 120mW व्यय कर सकता है, उच्च निरंतर धाराओं पर या उच्च परिवेश तापमान में संचालन करने पर प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए थर्मल वातावरण पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:25-डिग्री का देखने का कोण और स्पष्ट पैकेज विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए बीम को आकार देने के लिए लेंस या लाइट पाइप के साथ आसान युग्मन की अनुमति देता है।
• सर्किट सुरक्षा:यदि सर्किट एलईडी को 5V से अधिक संभावित वोल्टेज रिवर्सल के संपर्क में लाता है, तो समानांतर में एक रिवर्स-बायस्ड सुरक्षा डायोड जोड़ने पर विचार करें।

7. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक कम-शक्ति IR एलईडी की तुलना में, LTE-3226 के प्रमुख विभेदक इसकीउच्च-गति क्षमताऔरउच्च-शक्ति आउटपुटहैं, विशेष रूप से पल्स्ड स्थितियों के तहत। 1A शिखर धारा रेटिंग विशिष्ट संकेतक IR एलईडी की तुलना में काफी अधिक है। फैलाव या रंगीन पैकेज के विपरीत, स्पष्ट पैकेज अधिक निर्देशित और कुशल बीम प्रदान करता है, जो केंद्रित अनुप्रयोगों के लिए लाभकारी है। इसकी 850nm तरंगदैर्ध्य एक सामान्य मानक है, जो सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर और रिसीवर के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करती है।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से सीधे चला सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। एक विशिष्ट माइक्रोकंट्रोलर पिन 50-60mA लगातार सोर्स नहीं कर सकता है, और एलईडी को धारा सीमित करने की आवश्यकता होती है। आपको एमसीयू पिन द्वारा संचालित एक ट्रांजिस्टर स्विच (जैसे, BJT या MOSFET) का उपयोग करना चाहिए, जिसमें आपूर्ति वोल्टेज और एलईडी के V_F.

प्रश्न: विकिरण तीव्रता (mW/sr) और एपर्चर विकिरण आपतन (mW/cm²) के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: विकिरण तीव्रता प्रति ठोस कोण (स्टेरेडियन) ऑप्टिकल शक्ति को मापती है, जो बताती है कि बीम कितना केंद्रित है। एपर्चर विकिरण आपतन एक निश्चित दूरी पर एक विशिष्ट सतह क्षेत्र (cm²) पर आने वाली शक्ति घनत्व को मापता है। बाद वाला ज्ञात क्षेत्र के डिटेक्टर पर सिग्नल स्तर की गणना करने के लिए अधिक सीधे उपयोगी है।

प्रश्न: 25-डिग्री का देखने का कोण मेरे डिज़ाइन को कैसे प्रभावित करता है?

उत्तर: यह बीम प्रसार को परिभाषित करता है। लंबी दूरी या संकीर्ण-बीम अनुप्रयोगों के लिए, आपको एक समांतरक लेंस की आवश्यकता हो सकती है। व्यापक कवरेज के लिए, मूल कोण पर्याप्त हो सकता है, या एक डिफ्यूज़र का उपयोग किया जा सकता है।

9. व्यावहारिक डिज़ाइन केस

परिदृश्य: एक लंबी दूरी का इन्फ्रारेड बीकन डिज़ाइन करना।

लक्ष्य: एक पल्स्ड बीकन के लिए पहचान सीमा को अधिकतम करना।

डिज़ाइन दृष्टिकोण:

1. ड्राइव सर्किट:एलईडी को उसकी अधिकतम रेटिंग पर पल्स करने के लिए एक टाइमर IC द्वारा नियंत्रित MOSFET स्विच का उपयोग करें: 10µs चौड़ाई और कम ड्यूटी साइकिल (जैसे, 300pps पर <0.3%) के साथ 1A पल्स। यह DC संचालन से कहीं अधिक शिखर ऑप्टिकल शक्ति प्रदान करता है।

2. धारा सेटिंग:श्रृंखला प्रतिरोधक की गणना करें: R = (V_{आपूर्ति}- V_F) / I_FP। 5V आपूर्ति और उच्च धारा पर V_F~1.8V के लिए, R = (5 - 1.8) / 1 = 3.2Ω। 3.3Ω, उच्च-वाटेज प्रतिरोधक का उपयोग करें।

3. ऑप्टिक्स:एलईडी को एक छोटे समांतरक लेंस के साथ जोड़ें ताकि प्रभावी बीम कोण को 25 डिग्री से शायद 5-10 डिग्री तक कम किया जा सके, जिससे उत्सर्जित शक्ति को एक संकीर्ण बीम में केंद्रित किया जा सके ताकि दूरी पर तीव्रता बढ़े।

4. थर्मल जाँच:औसत शक्ति की गणना करें: P_औसत= V_F* I_FP* ड्यूटी साइकिल। 0.3% ड्यूटी साइकिल के साथ, P_औसत≈ 1.8V * 1A * 0.003 = 5.4mW, जो 120mW अपव्यय सीमा के भीतर है, जिससे अधिक गर्म होने की कोई संभावना नहीं है।

10. संचालन सिद्धांत परिचय

LTE-3226 एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है। इसका संचालन एक अर्धचालक p-n जंक्शन में विद्युत-प्रकाशमानता पर आधारित है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव (इस सामग्री के लिए लगभग 1.6V) से अधिक अग्र वोल्टेज लागू किया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उपयोग की गई विशिष्ट अर्धचालक सामग्री (आमतौर पर एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड - AlGaAs) उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस मामले में 850nm इन्फ्रारेड सीमा में है। स्पष्ट एपॉक्सी पैकेज एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो आउटपुट बीम को आकार देता है।

11. प्रौद्योगिकी रुझान

इन्फ्रारेड एमिटर के क्षेत्र में, सामान्य रुझानों में शामिल हैं:

बढ़ी हुई दक्षता:प्रति इकाई विद्युत इनपुट शक्ति (वाट) में अधिक ऑप्टिकल शक्ति (लुमेन या विकिरण फ्लक्स) उत्पन्न करने के लिए सामग्री और संरचनाओं का विकास, जिससे ऊष्मा उत्पादन और ऊर्जा खपत कम होती है।

उच्च गति:ऑप्टिकल संचार अनुप्रयोगों में उच्च डेटा संचरण गति का समर्थन करने के लिए तेज मॉड्यूलेशन दरों के लिए अनुकूलन।

लघुरूपण:स्वचालित असेंबली और छोटे फॉर्म फैक्टर के लिए सतह-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज की ओर बढ़ना, हालांकि 5mm जैसे रेडियल लीडेड पैकेज प्रोटोटाइपिंग और कुछ उच्च-शक्ति/विरासत अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं।

तरंगदैर्ध्य विविधीकरण:जबकि 850nm और 940nm मानक हैं, विशिष्ट संवेदन अनुप्रयोगों (जैसे, गैस संवेदन, जैव-चिकित्सा निगरानी) के लिए अन्य तरंगदैर्ध्य विकसित किए जा रहे हैं। LTE-3226, एक 850nm डिवाइस के रूप में, सिलिकॉन डिटेक्टरों के साथ इसकी संगतता के कारण एक मुख्यधारा घटक बनी हुई है।