LTE-3277 हाई-स्पीड हाई-पावर इन्फ्रारेड ट्रांसमीटर रिसीवर स्पेसिफिकेशन शीट - ट्रांसपेरेंट पैकेजिंग तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-3277 एक उच्च-प्रदर्शन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटक है, जिसे तीव्र प्रतिक्रिया समय और महत्वपूर्ण विकिरण आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य लाभ उच्च गति संचालन और उच्च विकिरण तीव्रता का संयोजन है, जो इसे पल्स-चालित प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह उपकरण एक पारदर्शी पैकेजिंग में निर्मित है, जो सटीक ऑप्टिकल संरेखण की आवश्यकता वाले या जहाँ पैकेजिंग द्वारा उत्सर्जित/प्राप्त प्रकाश में न्यूनतम हस्तक्षेप की मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए बहुत फायदेमंद है। लक्षित बाजारों में औद्योगिक स्वचालन, संचार प्रणालियाँ (जैसे अवरक्त डेटा ट्रांसमिशन), संवेदन अनुप्रयोग और सुरक्षा प्रणालियाँ शामिल हैं, जहाँ विश्वसनीय अवरक्त सिग्नल ट्रांसमिशन या पहचान महत्वपूर्ण है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उनके निकट लगातार काम करने की सिफारिश नहीं की जाती है।

• पावर डिसिपेशन (P_D):120 mW। यह किसी भी ऑपरेटिंग स्थिति में डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम कुल शक्ति है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):1 A. यह उच्च धारा रेटिंग केवल पल्स स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10 µs पल्स चौड़ाई) के लिए लागू होती है। यह डिवाइस की संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले प्रकाश स्पंदों को संचालित करने की क्षमता को उजागर करती है।
• निरंतर अग्र धारा (I_F):100 mA. यह डिवाइस पर लगातार लागू की जा सकने वाली अधिकतम प्रत्यक्ष धारा है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स वोल्टेज ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
• ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान:-40°C से +85°C। यह विस्तृत सीमा प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:बॉडी से 1.6mm की दूरी पर, 260°C पर 6 सेकंड तक। यह PCB असेंबली प्रक्रिया में थर्मल क्षति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर परिवेश के तापमान (T_A) 25°C पर निर्धारित है, जो डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करता है।

• विकिरण तीव्रता (I_E):I में_F= 20mA पर, 20 mW/sr (न्यूनतम), 36 mW/sr (सामान्य)। यह प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है, जो इसकी चमक को दर्शाता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):865 nm (विशिष्ट)। यह उपकरण को निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में रखता है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड द्वारा पता लगाने योग्य है।
• स्पेक्ट्रल रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):25 nm (विशिष्ट)। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• Forward Voltage (V_F):I में_F= 20mA, 1.45V (Typical), 1.65V (Maximum). This is the voltage drop when the device is conducting.
• Forward Voltage Change (ΔV_F):0.4V (Maximum). Defined as V_F@50mA - V_F@20mA, यह गतिशील प्रतिरोध विशेषता को दर्शाता है।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R= 5V पर, 10 µA (अधिकतम)। यह डिवाइस रिवर्स बायस्ड होने पर लीकेज करंट है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):25° (न्यूनतम), 30° (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जब विकिरण तीव्रता अपने शिखर मान से आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज के विसरण की सीमा को परिभाषित करता है।
• चिप केंद्र:0 से 0.12 मिमी। यह ऑप्टिकल संरेखण के लिए महत्वपूर्ण, पैकेज के भीतर सेमीकंडक्टर चिप की स्थिति के लिए सहनशीलता निर्दिष्ट करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कुछ आरेख प्रदान किए गए हैं जो महत्वपूर्ण संबंधों को दर्शाते हैं। ये सर्किट डिजाइन और गैर-मानक स्थितियों में प्रदर्शन को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.1 स्पेक्ट्रम वितरण (चित्र 1)

यह वक्र तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन दर्शाता है। यह लगभग 865 nm पर शिखर और 25 nm की अर्ध-चौड़ाई की पुष्टि करता है, जो स्पेक्ट्रमी विशेषताओं की गहन समझ प्रदान करता है और फिल्टर तथा रिसीवर के चयन में सहायक होता है।

3.2 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान संबंध (चित्र 2)

यह डेरेटिंग वक्र थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट परिवेश तापमान बढ़ने के साथ कैसे कम होता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि डिवाइस सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) और शक्ति अपव्यय सीमा के भीतर रहे।

3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध (चित्र 3)

यह मानक I-V विशेषता वक्र है। यह धारा और वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है, जो ड्राइव सर्किट (चाहे निरंतर धारा हो या पल्स) डिजाइन करने के लिए मूलभूत है।

3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता का परिवेश तापमान (चित्र 4) और फॉरवर्ड करंट (चित्र 5) से संबंध

चित्र 4 दर्शाता है कि कैसे एक निश्चित ड्राइव धारा (जैसे 20mA) पर, प्रकाश आउटपुट शक्ति तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह तापमान गुणांक स्थिर आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। चित्र 5 दर्शाता है कि कैसे आउटपुट शक्ति ड्राइव धारा बढ़ने के साथ बढ़ती है, जो अरेखीय संबंध और उच्च धाराओं पर संतृप्ति प्रभाव को उजागर करता है।

3.5 विकिरण पैटर्न (चित्र 6)

यह ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण (2θ_1/2≈ 30°). संकेंद्रित वृत्त सापेक्ष तीव्रता स्तरों (जैसे 1.0, 0.8, 0.6...) का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह आरेख प्रकाशिक प्रणालियों, लेंसों के डिजाइन और उत्सर्जित प्रकाश के स्थानिक वितरण को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Package Dimensions

यह उपकरण मानक थ्रू-होल पैकेजिंग में आता है। डेटाशीट में महत्वपूर्ण आयामी विवरण शामिल हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर में हैं (इंच कोष्ठक में दिए गए हैं)।
• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm(.010") लागू होती है।
• फ्लैंज के नीचे रेजिन का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.5mm(.059") है।
• पिन पिच को उस बिंदु पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।

पारदर्शी एनकैप्सुलेशन सामग्री उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के अवशोषण को न्यूनतम करती है और आंतरिक चिप के दृश्य निरीक्षण की अनुमति देती है।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

मानक LED एनकैप्सुलेशन के लिए, लंबा पिन आमतौर पर एनोड (सकारात्मक) को दर्शाता है, जबकि छोटा पिन या एनकैप्सुलेशन के किनारे पर सपाट पक्ष कैथोड (नकारात्मक) को दर्शाता है। स्पष्ट पहचान के लिए डिजाइनरों को विशिष्ट एनकैप्सुलेशन ड्राइंग का संदर्भ लेना चाहिए।

5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

पिन सोल्डरिंग के लिए स्पष्ट रूप से पूर्ण अधिकतम रेटिंग दी गई है: पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी (0.063 इंच) की दूरी पर मापा गया, अधिकतम 260°C, अधिकतम 6 सेकंड। यह पैरामीटर वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

• रिफ्लो सोल्डरिंग:हालांकि SMD के लिए स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया गया है, लेकिन 260°C की सीमा इंगित करती है कि यह कई लीड-फ्री रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है, बशर्ते कि पीक तापमान और लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाए ताकि पैकेज इंटरफेस पर पिन विनिर्देश सीमा के भीतर रहें।
• सावधानियां:पिनों पर यांत्रिक तनाव न डालें। सोल्डरिंग के दौरान उचित थर्मल रिलीफ उपायों का उपयोग करें। निर्दिष्ट तापमान और समय सीमा से अधिक न जाएं।
• भंडारण की शर्तें:निर्दिष्ट तापमान सीमा (-40°C से +85°C) के भीतर, नमी अवशोषण (जो रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव का कारण बन सकता है) और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज क्षति से बचाने के लिए, सूखे और इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें।

6. अनुप्रयोग सुझाव

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन:इसकी उच्च गति क्षमता इसे IrDA-मानक डेटा लिंक, रिमोट कंट्रोल और लघु दूरी वायरलेस संचार के लिए उपयुक्त बनाती है।
• औद्योगिक संवेदन:प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान, गणना प्रणाली और स्वचालन में एज डिटेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है। पारदर्शी पैकेजिंग के फायदे हैं।
• सुरक्षा प्रणाली:यह आक्रमण अलार्म के लिए बाधा बीम डिटेक्टर के रूप में, या अवरक्त-संवेदी कैमरों के साथ जोड़े गए सीसीटीवी प्रकाश व्यवस्था के लिए अदृश्य प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
• ऑप्टिकल स्विच और एनकोडर:त्वरित प्रतिक्रिया समय स्थिति या गति में तेजी से परिवर्तनों का पता लगाने के लिए आदर्श है।

6.2 डिज़ाइन विचार

• ड्राइवर सर्किट:पल्स ऑपरेशन (1A पीक करंट का उपयोग करते हुए) के लिए, तेज़ स्विचिंग ट्रांजिस्टर या MOSFET ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है। DC ऑपरेशन के लिए, 100mA निरंतर धारा से अधिक होने से रोकने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए।
• थर्मल प्रबंधन:120mW की अधिकतम बिजली खपत के बावजूद, यदि अधिकतम रेटेड मूल्य (विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर) के करीब काम किया जाता है, तो पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या हीट सिंक सुनिश्चित करें। डीरेटिंग कर्व (चित्र 2) देखें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:जब लेंस, एपर्चर या रिसीवर के साथ जोड़ा जाता है, तो वांछित बीम आकार और डिटेक्शन संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए 30° व्यू एंगल और रेडिएशन पैटर्न (चित्र 6) पर विचार किया जाना चाहिए।
• रिसीवर पेयरिंग:एक एमिटर के रूप में उपयोग करते समय, इष्टतम सिस्टम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए इसे लगभग 865 nm पर संवेदनशील फोटोडिटेक्टर (फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर) के साथ जोड़ा जाना चाहिए।

7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

Compared to standard infrared LEDs, LTE-3277 primarily distinguishes itself through itsHigh Speed和High Powerक्षमता और पारदर्शी पैकेजिंग के माध्यम से विभेदन। कई मानक अवरक्त एलईडी में चरम धारा रेटिंग कम होती है और चढ़ाव/उतार समय धीमा होता है, जो उनके उपयोग को उच्च बैंडविड्थ पल्स अनुप्रयोगों में सीमित कर देता है। 1A चरम धारा और पल्स संचालन के लिए उपयुक्तता का संयोजन यह दर्शाता है कि इसके अर्धचालक डिजाइन और पैकेजिंग को छोटी पल्स अवधि के दौरान त्वरित ताप अपव्यय के लिए अनुकूलित किया गया है, जिससे उज्जवल और तेज़ संकेत प्राप्त करना संभव होता है।

8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V बिजली आपूर्ति से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। आपको श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (resistor) का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V स्रोत पर I_F=20mA, V_F~1.5V प्राप्त करने के लिए: R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω। अगले मानक मान (जैसे 180Ω) का उपयोग करें और रोकनेवाले की पावर डिसिपेशन की जाँच करें।

प्रश्न: व्यवहार में "पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका अर्थ है कि सेमीकंडक्टर जंक्शन और पैकेजिंग को बिना क्षय के बहुत कम समय (10µs) के लिए बहुत अधिक तात्कालिक धारा (1A तक) सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसके डीसी रेटेड मान द्वारा संकेतित से अधिक चरम प्रकाश उत्पादन प्राप्त करने की अनुमति देता है। पल्स सिस्टम में लंबी दूरी या उच्च सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्राप्त करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

प्रश्न: देखने का कोण क्यों महत्वपूर्ण है?
उत्तर: यह उत्सर्जित प्रकाश के स्थानिक कवरेज को निर्धारित करता है। संकीर्ण कोण (जैसे 30°) अधिक केंद्रित बीम उत्पन्न करते हैं, जो लंबी दूरी की दिशात्मक संचार के लिए उपयुक्त हैं। चौड़ा कोण कम दूरी, बड़े क्षेत्र की रोशनी या संवेदन के लिए अधिक उपयुक्त है।

9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

प्रॉक्सिमिटी सेंसर डिज़ाइन:LTE-3277 का उपयोग रिफ्लेक्टिव प्रॉक्सिमिटी सेंसर में एक ट्रांसमीटर के रूप में किया जा सकता है। इसे 1A की धारा, 10µs की पल्स चौड़ाई और कम ड्यूटी साइकिल (जैसे 1%) के साथ पल्स किया जाएगा। पास में रखा एक मिलान करने वाला फोटोडिटेक्टर वस्तु से परावर्तित अवरक्त प्रकाश का पता लगाएगा। पता चले पल्स की समयबद्धता और आयाम वस्तु की उपस्थिति और अनुमानित दूरी को दर्शाता है। उच्च पीक पावर एक मजबूत वापसी सिग्नल सुनिश्चित करती है, जबकि पारदर्शी पैकेजिंग उत्सर्जित या परावर्तित प्रकाश को कम नहीं करती है। सर्किट में बड़ी धारा पल्स के लिए ड्राइवर और डिटेक्टर सिग्नल के लिए संवेदनशील एम्पलीफायर शामिल होना चाहिए।

10. कार्य सिद्धांत

LTE-3277 एक इन्फ्रारेड एमिटर के रूप में कार्य करते समय, सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब फॉरवर्ड बायस्ड (एनोड कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक) किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। उनके पुनर्संयोजन से ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। चुना गया विशिष्ट सेमीकंडक्टर पदार्थ (आमतौर पर एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड - AlGaAs) ऐसे फोटॉन उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनकी ऊर्जा इन्फ्रारेड प्रकाश से मेल खाती है, जिसकी शिखर तरंगदैर्ध्य लगभग 865 nm होती है। "हाई-स्पीड" जंक्शन के चालू और बंद होने की तीव्र दर को संदर्भित करता है, जो वाहक जीवनकाल और सर्किट कैपेसिटेंस द्वारा निर्धारित होती है।

11. प्रौद्योगिकी रुझान

इन्फ्रारेड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में, रुझानों में डेटा संचार (जैसे Li-Fi या उच्च-गति औद्योगिक बस के लिए) के लिए उच्च मॉड्यूलेशन गति वाले उपकरणों का विकास, शक्ति दक्षता में वृद्धि (प्रति mA अधिक mW/sr उत्पादन), और उत्सर्जकों और डिटेक्टरों को बहु-तत्व सरणियों में या ड्राइवर IC के साथ स्मार्ट सेंसर मॉड्यूल में एकीकृत करना शामिल है। साथ ही, सतह माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजिंग के लघुकरण को बढ़ावा दिया जा रहा है, जबकि थर्मल प्रदर्शन को बनाए रखा या सुधारा जा रहा है। पारदर्शी पैकेजिंग का रुझान उन अनुप्रयोगों का समर्थन करता है जिन्हें सटीक ऑप्टिकल युग्मन और न्यूनतम सिग्नल हानि की आवश्यकता होती है।