इन्फ्रारेड एलईडी 1206 पैकेज स्पेसिफिकेशन शीट - आयाम 3.2x1.6x1.1mm - वोल्टेज 1.7V - पावर 110mW - वेवलेंथ 940nm - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

IR11-21C/L491/TR8 एक सतह माउंट इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है जो मिनिएचर 1206 पैकेज में आता है। इसमें एक सपाट-शीर्ष इन-प्लेन लेंस के साथ पारदर्शी प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन है। यह उपकरण 940nm की चरम तरंगदैर्ध्य पर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसका स्पेक्ट्रम सामान्य सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर और फोटोट्रांजिस्टर के साथ संगतता के लिए अनुकूलित है, जिससे यह गैर-संपर्क संवेदन और पहचान अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श घटक बनता है।

1.1 मुख्य लाभ

• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन:छोटा ड्यूल-एंडेड 1206 SMD पैकेज उच्च घनत्व वाली PCB माउंटिंग को सक्षम बनाता है, जिससे मूल्यवान सर्किट बोर्ड स्थान की बचत होती है।
• उच्च विश्वसनीयता:विभिन्न कार्य स्थितियों में सुसंगत प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थिरता बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• ऑप्टिकल दक्षता:एकीकृत आंतरिक लेंस 80 डिग्री के नियंत्रित दृश्य क्षेत्र को प्रदान करता है, जो प्रकाश की दिशात्मकता को बढ़ाता है।
• पर्यावरण अनुपालन:产品无铅，符合RoHS、欧盟REACH和无卤标准（Br <900ppm， Cl <900ppm， Br+Cl <1500ppm）。
• आपूर्ति श्रृंखला के अनुकूल:8mm कैरियर टेप, 7 इंच व्यास रील के रूप में उपलब्ध, स्वचालित सतह माउंट असेंबली उपकरणों के साथ संगत।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह इन्फ्रारेड एलईडी मुख्य रूप से पीसीबी माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसर सिस्टम में प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान, नॉन-कॉन्टैक्ट स्विच और ऑप्टिकल एनकोडर शामिल हैं, जिन सभी को विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ

2.1 Absolute Maximum Ratings

निम्नलिखित रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन करने पर प्रदर्शन की गारंटी नहीं है।

• निरंतर अग्र धारा (I_F):65 mA
• Reverse voltage (V_R):5 V
• Operating temperature (T_opr):-25°C से +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +85°C
• वेल्डिंग तापमान (T_sol):260°C, अवधि ≤ 5 सेकंड
• पावर कंजम्पशन (P_d):110 mW (जब फ्री एयर टेम्परेचर 25°C या उससे कम हो)

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ (T_a= 25°C)

ये पैरामीटर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_e):1.0 mW/sr (न्यूनतम), 2.8 mW/sr (विशिष्ट), परीक्षण स्थिति I_F= 20mA
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p):940 nm (typical)
• Spectral bandwidth (Δλ):30 nm (typical)
• Forward voltage (V_F):1.3 V (न्यूनतम), 1.7 V (विशिष्ट)
• देखने का कोण (2θ)_1/2):80 डिग्री (विशिष्ट)
• Reverse current (I_R):10 µA (max), test condition V_R= 5V

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

3.1 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान का संबंध

चित्र 1 परिवेश तापमान के साथ अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट के डेरेटिंग वक्र को दर्शाता है। डिवाइस लगभग 25°C से नीचे ही पूर्ण 65mA का सामना कर सकता है। तापमान बढ़ने के साथ, अधिकतम करंट को ओवरहीटिंग रोकने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए रैखिक रूप से कम करना होता है, जो लगभग 100°C पर शून्य तक पहुंच जाता है। अनुप्रयोग डिजाइन में थर्मल प्रबंधन के लिए यह चित्र महत्वपूर्ण है।

3.2 स्पेक्ट्रम वितरण

चित्र 2 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध वक्र दर्शाता है। यह वक्र 940nm की विशिष्ट शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित है, जिसकी अभिलक्षणिक अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई (FWHM) लगभग 30nm है। यह संकीर्ण बैंडविड्थ सिलिकॉन डिटेक्टर के साथ उच्च दक्षता युग्मन सुनिश्चित करता है, क्योंकि सिलिकॉन डिटेक्टर निकट-अवरक्त क्षेत्र में शिखर संवेदनशीलता रखता है।

3.3 सापेक्ष तीव्रता और फॉरवर्ड करंट संबंध

चित्र 3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध को दर्शाता है। अनुशंसित कार्य सीमा के भीतर, आउटपुट प्रकाश तीव्रता धारा में वृद्धि के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। यह विशेषता सेंसिंग सिस्टम में एनालॉग या PWM-आधारित चमक नियंत्रण को सुविधाजनक बनाती है।

3.4 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध

चित्र 4 धारा-वोल्टेज (I-V) अभिलक्षण वक्र है। यह एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। अग्र वोल्टेज अपेक्षाकृत कम है, लगभग 1.7V पर 20mA, जो सिस्टम बिजली खपत को कम करने में सहायक है।

3.5 रेडिएशन पैटर्न

चित्र 5 केंद्रीय अक्ष से विचलन कोण (दृश्य कोण) के एक फलन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन प्रदर्शित करता है। यह पैटर्न मोटे तौर पर लैम्बर्टियन है, तीव्रता केंद्र से लगभग ±40 डिग्री विचलन पर चरम मान की आधी हो जाती है, जो 80 डिग्री के पूर्ण दृश्य कोण की पुष्टि करती है। यह पैटर्न उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के कवरेज क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

यह उपकरण मानक 1206 (3216 मीट्रिक) पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। प्रमुख आयाम इस प्रकार हैं:

• लंबाई (L):3.20 mm ± 0.10 mm
• चौड़ाई (W):1.60 mm ± 0.10 mm
• ऊँचाई (H):1.10 mm ± 0.10 mm

विशिष्टता पुस्तिका में विस्तृत यांत्रिक चित्र और पैड पैटर्न सुझाव प्रदान किए गए हैं, जो PCB लेआउट के संदर्भ के लिए हैं। सुझाया गया पैड डिज़ाइन सही सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करता है।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड आमतौर पर डिवाइस बॉडी पर चिह्नित होता है। सटीक चिह्नन योजना के लिए पैकेज ड्राइंग देखें, ताकि असेंबली के दौरान दिशा सही रहे।

5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

5.1 भंडारण और संचालन

LED具有湿度敏感性。使用前必须储存在原装防潮袋中，温度10°C至30°C，相对湿度<90%。保质期为一年。一旦打开包装袋，在10°C至30°C、相对湿度≤60%的条件下储存时，其"车间寿命"为168小时（7天）。超出此期限的器件在回流焊接前需要进行烘烤（例如，在60°C ± 5°C、相对湿度<5%的条件下烘烤96小时）。

5.2 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल

लीड-फ्री रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 240°C से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए। एक ही डिवाइस पर दो बार से अधिक रिफ्लो सोल्डरिंग नहीं की जानी चाहिए। गर्म करने की प्रक्रिया के दौरान घटक पर तनाव लगाने से बचें, और सोल्डरिंग के बाद PCB बोर्ड को मुड़ने न दें।

5.3 हस्त सोल्डरिंग एवं मरम्मत

यदि मैनुअल सोल्डरिंग आवश्यक हो, तो कृपया 350°C से कम टिप तापमान और 25W से कम रेटेड पावर वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। प्रत्येक सोल्डर पैड के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। रिपेयर के लिए, थर्मल स्ट्रेस से बचने के लिए दोनों सोल्डर पैड को एक साथ गर्म करने के लिए ड्यूल-टिप सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। रिपेयर के डिवाइस विशेषताओं पर प्रभाव को पहले से सत्यापित किया जाना चाहिए।

6. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी

6.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश

घटक 8 मिमी चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप आयाम (पॉकेट पिच, चौड़ाई आदि) को मानक SMD असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए निर्धारित किया गया है।

6.2 लेबल जानकारी

रील लेबल में महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है, जैसे पार्ट नंबर (P/N), बैच नंबर (LOT No.), मात्रा (QTY), पीक वेवलेंथ (HUE), ग्रेड (CAT), और मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल (MSL)।

7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

7.1 रेट लिमिटिंग डिज़ाइन

मुख्य बिंदु:LED के साथ श्रृंखला में एक बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग हमेशा किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। बिना रोकनेवाला के, वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में भारी और संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि (थर्मल रनअवे) हो सकती है। रोकनेवाला मान की गणना पावर सप्लाई वोल्टेज (V_CC), आवश्यक फॉरवर्ड करंट (I_F) और विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F), ओम के नियम का उपयोग करके गणना करें: R = (V_CC- V_F) / I_F.

7.2 ऑप्टिकल डिज़ाइन

सेंसर सिस्टम के लिए लेंस, एपर्चर या लाइट गाइड संरचनाओं को डिजाइन करते समय, 80 डिग्री के देखने के कोण पर विचार करना आवश्यक है। विकिरण पैटर्न संवेदन सीमा और दृश्य क्षेत्र को प्रभावित करेगा। अधिक लंबी दूरी के पता लगाने के लिए, उत्सर्जित प्रकाश को केंद्रित करने के लिए बाहरी समांतरक प्रकाशिकी की आवश्यकता हो सकती है।

7.3 डिटेक्टर पेयरिंग

इस LED का 940nm आउटपुट सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर की स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया के साथ इष्टतम मिलान प्राप्त करता है। सिस्टम के सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को अधिकतम करने के लिए, कृपया सुनिश्चित करें कि चयनित डिटेक्टर की इस तरंगदैर्ध्य क्षेत्र में उच्च संवेदनशीलता है।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पुराने स्टाइल के थ्रू-होल इन्फ्रारेड LED की तुलना में, इस 1206 SMD संस्करण के मिनिएचराइजेशन और स्वचालित विनिर्माण के लिए उपयुक्तता में महत्वपूर्ण लाभ हैं। SMD इन्फ्रारेड LED श्रेणी में इसकी प्रमुख विभेदक विशेषता यह है कि यह अपेक्षाकृत उच्च विकिरण तीव्रता (टाइपिकल 2.8 mW/sr) को एक मानक और व्यापक रूप से अपनाए गए 1206 पैकेज आकार के साथ जोड़ती है और सख्त पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करती है। आंतरिक लेंस रहित उपकरणों की तुलना में, इसका एकीकृत समतल लेंस अधिक सुसंगत ऑप्टिकल आउटपुट प्रदान करता है।

9. सामान्य प्रश्न (FAQ)

9.1 सीमित प्रतिरोधक (Current Limiting Resistor) का उपयोग क्यों आवश्यक है?

LED एक करंट-चालित उपकरण है, न कि वोल्टेज-चालित। इसकी I-V विशेषता घातांकीय होती है। इसके नाममात्र V के करीब वोल्टेज स्रोत का उपयोग करके सीधे चलाने पर भी, करंट अनियंत्रित हो सकता है, तेजी से गर्मी पैदा हो सकती है और तत्काल विफलता हो सकती है।_Fश्रृंखला में लगा रोकनेवाला कार्यशील करंट निर्धारित करने के लिए एक रैखिक, स्थिर विधि प्रदान करता है।

9.2 यदि आर्द्रता संवेदनशीलता दिशानिर्देशों का पालन नहीं किया जाता है तो क्या होगा?

प्लास्टिक पैकेजिंग द्वारा अवशोषित नमी उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान तेजी से वाष्पित हो जाती है। इससे आंतरिक परतों का अलग होना, पैकेजिंग में दरार ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) या बॉन्डिंग वायर क्षति हो सकती है, जिससे तत्काल विफलता या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में कमी आ सकती है।

9.3 क्या इस LED का उपयोग डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है?

हालांकि यह मॉड्यूलेटेड प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है, लेकिन इसका प्राथमिक डिज़ाइन सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए है। इसकी स्विचिंग गति आमतौर पर इस डेटाशीट में निर्दिष्ट नहीं की जाती है। उच्च-गति डेटा ट्रांसमिशन (उदाहरण के लिए, इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल) के लिए, ऐसे LED का चयन करना चाहिए जिन्हें त्वरित प्रतिक्रिया समय के लिए विशेष रूप से चरित्रित किया गया हो।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य:इस इन्फ्रारेड LED और सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग करके एक सरल प्रॉक्सिमिटी सेंसर डिज़ाइन करें।

1. ड्राइवर सर्किट:LED के एनोड को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से 5V पावर सप्लाई से कनेक्ट करें। लक्ष्य I_F20mA, V_F1.7V के लिए, R = (5V - 1.7V) / 0.02A = 165Ω की गणना करें। निकटतम मानक मान (उदाहरण के लिए, 160Ω या 180Ω) का उपयोग करें। LED को स्विच करने के लिए ट्रांजिस्टर या माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग किया जा सकता है।
2. डिटेक्शन सर्किट:फोटोट्रांजिस्टर को निकट रखें। जब कोई वस्तु इन्फ्रारेड प्रकाश को डिटेक्टर पर वापस परावर्तित करती है, तो इसका कलेक्टर करंट बढ़ जाता है। इस करंट को लोड रेसिस्टर के माध्यम से वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है और किसी वस्तु की उपस्थिति का पता लगाने के लिए कंपेरेटर या माइक्रोकंट्रोलर ADC को फीड किया जा सकता है।
3. लेआउट:LED और डिटेक्टर को PCB पर निकट रखें, लेकिन प्रत्यक्ष क्रॉसटॉक (LED से सीधा प्रकाश बिना परावर्तन के डिटेक्टर में प्रवेश) को रोकने के लिए भौतिक अवरोधक या ऑप्टिकल आइसोलेटर का उपयोग सुनिश्चित करें।

11. कार्य सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड LED एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। विशिष्ट सामग्री संरचना (यहाँ GaAlAs) बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जिससे उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य परिभाषित होती है, यहाँ 940nm का इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम। आंतरिक लेंस उत्सर्जित प्रकाश को एक विशिष्ट विकिरण पैटर्न में आकार देता है।

12. तकनीकी रुझान

संवेदन के लिए इन्फ्रारेड घटकों का रुझान उच्च एकीकरण, छोटे पैकेजिंग और उच्च दक्षता की ओर निरंतर विकास कर रहा है। संकीर्ण स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ और उच्च आउटपुट पावर वाले इन्फ्रारेड एलईडी की मांग बढ़ रही है, ताकि लंबी दूरी के अनुप्रयोगों जैसे लिडार (LiDAR) और टाइम-ऑफ-फ्लाइट (ToF) संवेदन की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। इसके अलावा, इन्फ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर को एक ही मॉड्यूल में एकीकृत करने से सिस्टम डिजाइन सरल हो गया है। पर्यावरण और नियामक अनुपालन सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए एक प्रमुख चालक बना हुआ है।