इन्फ्रारेड एमिटर एलईडी 850nm एसएमडी डेटाशीट - पीक वेवलेंथ 850nm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.4V - रेडिएंट इंटेंसिटी 20mW/sr - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ सरफेस-माउंट तकनीक (एसएमटी) अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड एमिटर घटक के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण एक 850nm इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) है जो AlGaAs सामग्री प्रणाली के साथ निर्मित है, और नियंत्रित प्रकाश वितरण के लिए एक काली गुंबद लेंस वाले मानक EIA पैकेज में संलग्न है। यह स्वचालित असेंबली वातावरण में विश्वसनीय प्रदर्शन प्रदान करने के लिए इंजीनियर किया गया है।

इस घटक का मुख्य कार्य विद्युत धारा को 850 नैनोमीटर की चरम तरंगदैर्ध्य पर इन्फ्रारेड प्रकाश में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करना है। यह तरंगदैर्ध्य उन अनुप्रयोगों में आमतौर पर उपयोग की जाती है जहां दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जन अवांछित है, या जहां सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स (जिनकी 850-940nm के आसपास उच्च संवेदनशीलता होती है) के साथ संगतता की आवश्यकता होती है। यह उत्पाद RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है और इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और अनुप्रयोग

इन्फ्रारेड एमिटर की कई प्रमुख विशेषताएं हैं जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाती हैं:

• इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता, जो उच्च-मात्रा पीसीबी असेंबली के लिए आवश्यक है।
• स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ उपयोग के लिए 7-इंच व्यास के रील्स पर 8mm टेप में पैक किया गया।
• निर्देशित उत्सर्जन के लिए 20 डिग्री के विशिष्ट व्यूइंग एंगल (2θ1/2) प्रदान करने वाली काली गुंबद लेंस के साथ टॉप-व्यू डिज़ाइन।
• चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 850nm पर निर्दिष्ट है।

प्राथमिक अनुप्रयोग क्षेत्र:यह घटक मुख्य रूप से गैर-दृश्यमान प्रकाश संचार या संवेदन की आवश्यकता वाली प्रणालियों में एक इन्फ्रारेड एमिटर के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए रिमोट कंट्रोल यूनिट्स, लघु-श्रेणी इन्फ्रारेड वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन लिंक्स, और पीसीबी-माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसर सिस्टम जैसे प्रॉक्सिमिटी सेंसर या इंटरप्टर्स।

2. अधिकतम पूर्ण रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे उपकरण संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। सभी रेटिंग्स 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर निर्दिष्ट हैं।

• शक्ति अपव्यय (PD):100 mW
• चरम अग्र धारा (IFP):800 mA (स्पंदित स्थितियों में: प्रति सेकंड 300 स्पंद, 10μs स्पंद चौड़ाई)
• डीसी अग्र धारा (IF):60 mA
• विपरीत वोल्टेज (VR):5 V
• संचालन तापमान सीमा (Topr):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-55°C से +100°C
• इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग:10 सेकंड के लिए अधिकतम 260°C का चरम तापमान अनुमत है।

ये रेटिंग्स विश्वसनीय उपकरण जीवनकाल के लिए संचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं। डीसी अग्र धारा या शक्ति अपव्यय को पार करने से अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी, जिससे सेमीकंडक्टर जंक्शन के त्वरित क्षरण की संभावना है। विपरीत वोल्टेज रेटिंग सर्किट में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) या गलत ध्रुवता कनेक्शन से एलईडी की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है।

3. विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

निम्नलिखित पैरामीटर्स निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत 25°C के परिवेश तापमान पर गारंटीकृत हैं। ये मान उपकरण से अपेक्षित विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_E):20 mW/sr (विशिष्ट) 20mA की अग्र धारा (I_F) पर। इस माप के लिए परीक्षण सहनशीलता ±15% है।
• चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_Peak):850 nm (विशिष्ट) I_F= 20mA पर।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ):50 nm (विशिष्ट) I_F= 20mA पर। यह स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को इंगित करता है जहां विकिरण तीव्रता इसके चरम मूल्य का कम से कम आधा है।
• अग्र वोल्टेज (V_F):1.4 V (विशिष्ट), अधिकतम 1.7 V I_F= 20mA पर।
• विपरीत धारा (I_R):10 μA (अधिकतम) 5V के विपरीत वोल्टेज (V_R) पर।
• देखने का कोण (2θ_1/2):20 डिग्री (विशिष्ट)। θ_1/2को ऑफ-एक्सिस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जहां विकिरण तीव्रता ऑप्टिकल अक्ष (0 डिग्री) पर अपने मूल्य के आधे तक गिर जाती है।

अग्र वोल्टेज सर्किट डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, क्योंकि यह एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप निर्धारित करता है और करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान की गणना के लिए आवश्यक है। 20-डिग्री व्यूइंग एंगल अपेक्षाकृत संकीर्ण बीम को दर्शाता है, जो किसी विशिष्ट क्षेत्र या दूरी पर निर्देशित प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए लाभदायक है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो विभिन्न स्थितियों में उपकरण व्यवहार को दर्शाती हैं। मजबूत सिस्टम डिज़ाइन के लिए इन वक्रों को समझना महत्वपूर्ण है।

4.1 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रल वितरण वक्र तरंगदैर्ध्य के एक फ़ंक्शन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता दिखाता है। इस 850nm एमिटर के लिए, आउटपुट 850nm के आसपास केंद्रित है जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 50nm है। यह विशेषता एमिटर को प्राप्त करने वाले फोटोडिटेक्टर (जैसे, सिलिकॉन पिन फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर) की स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता से मिलान करने के लिए महत्वपूर्ण है ताकि सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को अधिकतम किया जा सके।

4.2 अग्र धारा बनाम परिवेश तापमान

यह डीरेटिंग वक्र दिखाता है कि अधिकतम अनुमेय डीसी अग्र धारा परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती जाती है। +85°C के अधिकतम संचालन तापमान पर, अनुमेय निरंतर धारा 25°C पर 60mA रेटिंग से काफी कम है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करने के लिए इस वक्र का उपयोग करना चाहिए कि उच्च-तापमान वातावरण में एलईडी ओवरड्राइव न हो।

4.3 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IV वक्र)

IV वक्र लागू अग्र वोल्टेज और एलईडी के माध्यम से होने वाली परिणामी धारा के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। 20mA पर 1.4V का विशिष्ट अग्र वोल्टेज इस वक्र पर दिखाया गया है। वक्र की घातीय प्रकृति इस बात पर प्रकाश डालती है कि एलईडी को करंट स्रोत द्वारा या श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ क्यों चलाया जाना चाहिए, क्योंकि वोल्टेज में एक छोटा सा परिवर्तन धारा में एक बड़ा परिवर्तन पैदा कर सकता है।

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह वक्र प्रदर्शित करता है कि प्रकाश आउटपुट (विकिरण तीव्रता) इसके सामान्य संचालन सीमा में अग्र धारा के लगभग आनुपातिक है। यह ऊष्मा और अन्य दक्षता कारकों के कारण पूरी तरह से रैखिक नहीं है, लेकिन यह पुष्टि करता है कि प्रकाश आउटपुट को नियंत्रित करने का प्राथमिक तरीका धारा को नियंत्रित करना है।

4.5 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

एलईडी का आउटपुट पावर उसके जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह वक्र उस संबंध को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, यह दिखाता है कि सापेक्ष विकिरण तीव्रता परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है, भले ही ड्राइव करंट स्थिर रखा गया हो। व्यापक तापमान सीमा पर स्थिर आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में इस थर्मल डीरेटिंग को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

4.6 विकिरण पैटर्न (ध्रुवीय आरेख)

ध्रुवीय आरेख ग्राफिक रूप से व्यूइंग एंगल का प्रतिनिधित्व करता है। सामान्यीकृत तीव्रता को केंद्रीय अक्ष से कोण के विरुद्ध प्लॉट किया जाता है। इस उपकरण के लिए आरेख 20-डिग्री अर्ध-कोण की पुष्टि करता है, एक बीम पैटर्न दिखाता है जो केंद्र में सबसे मजबूत है और सममित रूप से कम होता है।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 रूपरेखा आयाम

यह उपकरण एक मानक EIA सरफेस-माउंट पैकेज रूपरेखा के अनुरूप है। मुख्य आयामों में बॉडी आकार, लीड स्पेसिंग और समग्र ऊंचाई शामिल हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.1mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। पैकेज में एक गुंबद लेंस के साथ काली एपॉक्सी बॉडी है।

5.2 सुझाया गया सोल्डरिंग पैड लेआउट

रीफ्लो के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ गठन सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी डिज़ाइन के लिए एक अनुशंसित लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। आयाम प्राथमिक पैड क्षेत्रों के लिए लंबाई में 1.8mm और चौड़ाई में 1.0mm हैं, जिनके बीच 1.0mm का अंतर है। सोल्डर पेस्ट एप्लिकेशन के लिए 0.1mm (4 मिल्स) या 0.12mm (5 मिल्स) की मोटाई वाले धातु स्टेंसिल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

5.3 टेप और रील पैकेजिंग आयाम

घटक 7-इंच (178mm) व्यास के रील्स पर उभरे हुए कैरियर टेप में आपूर्ति किए जाते हैं। टेप की चौड़ाई 8mm है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विनिर्देशों के अनुरूप है। टेप को एक कवर टेप के साथ सील किया जाता है, और एक रील में लगातार अनुपस्थित घटकों की अधिकतम अनुमेय संख्या दो है।

6. असेंबली, हैंडलिंग और अनुप्रयोग दिशानिर्देश

6.1 सोल्डरिंग और रीफ्लो प्रोफाइल

यह उपकरण इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है, जो एसएमटी असेंबली के लिए मानक है। लीड-फ्री (Pb-मुक्त) सोल्डर के लिए JEDEC-अनुपालन रीफ्लो प्रोफाइल की अनुशंसा की जाती है। इस प्रोफाइल के मुख्य पैरामीटर्स में शामिल हैं: 150-200°C पर 120 सेकंड तक का प्री-हीट चरण, इसके बाद अधिकतम 260°C के चरम तापमान तक तापमान रैंप। 245°C से ऊपर का समय नियंत्रित किया जाना चाहिए, और 260°C के चरम तापमान पर कुल समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। सोल्डर पेस्ट निर्माता की सिफारिशों का पालन करना और बोर्ड-स्तरीय विशेषता प्रदर्शन करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि आदर्श प्रोफाइल विशिष्ट पीसीबी असेंबली के आधार पर भिन्न हो सकती है।

सोल्डरिंग आयरन के साथ मैन्युअल रीवर्क के लिए, टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रति सोल्डर जोड़ संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए।

6.2 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

जब मूल नमी-रोधी बैरियर बैग (डिसिकेंट के साथ) सील हो, तो घटकों को 30°C या उससे कम और 90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) या उससे कम पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। इन स्थितियों में शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। एक बार बैरियर बैग खोलने के बाद, घटक परिवेशी आर्द्रता के संपर्क में आ जाते हैं। मूल पैकेजिंग के बाहर विस्तारित भंडारण (एक सप्ताह से अधिक) के लिए, उन्हें डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन-प्यूरिफाइड डिसिकेटर में संग्रहीत करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। यदि घटक एक सप्ताह से अधिक समय तक परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में रहे हैं, तो रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले एक बेकिंग प्रक्रिया (लगभग 60°C कम से कम 20 घंटे के लिए) की आवश्यकता होती है ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" क्षति को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि पोस्ट-सोल्डर सफाई आवश्यक है, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपाइल अल्कोहल (IPA) का उपयोग किया जाना चाहिए। कठोर या आक्रामक रासायनिक क्लीनर एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.4 ड्राइव सर्किट डिज़ाइन

एक एलईडी एक करंट-ऑपरेटेड उपकरण है। सुसंगत प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित करने और क्षति को रोकने के लिए, इसे एक नियंत्रित करंट स्रोत द्वारा चलाया जाना चाहिए। सबसे सरल और सबसे आम तरीका श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना है। रेसिस्टर मान (R_series) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R_series= (V_supply- V_F) / I_F, जहां V_Fवांछित धारा I_Fपर एलईडी का अग्र वोल्टेज है। जब कई एलईडी समानांतर में जुड़े होते हैं, तो प्रत्येक एलईडी के लिए एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करने की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है (जैसा कि मूल दस्तावेज़ में \"सर्किट A\" में दिखाया गया है) ताकि करंट हॉगिंग को रोका जा सके और एक समान चमक सुनिश्चित की जा सके, क्योंकि अग्र वोल्टेज उपकरण से उपकरण में थोड़ा भिन्न हो सकता है।

6.5 अनुप्रयोग विचार और सावधानियां

यह उत्पाद मानक वाणिज्यिक और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जिसमें कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरण शामिल हैं, में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। असाधारण विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (जैसे, विमानन, चिकित्सा प्रणाली, महत्वपूर्ण सुरक्षा उपकरण), डिज़ाइन-इन से पहले विशिष्ट योग्यता और घटक निर्माता के साथ परामर्श आवश्यक है। डिज़ाइनरों को हमेशा अपने अनुप्रयोग के लिए सबसे खराब पर्यावरणीय परिदृश्यों पर विचार करते हुए, उपकरण को उसकी अधिकतम पूर्ण रेटिंग्स और अनुशंसित संचालन स्थितियों के भीतर संचालित करना चाहिए।