LTE-S9511TS-R इन्फ्रारेड एमिटर डेटाशीट - 940nm तरंगदैर्ध्य - 18° व्यूइंग एंगल - 1.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-S9511TS-R एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड एमिटर है जिसे विश्वसनीय और कुशल इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) तकनीक का उपयोग करता है ताकि 940nm के शिखर तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित किया जा सके, जो दृश्य प्रकाश व्यवधान को कम करने के लिए आदर्श है। डिवाइस में वाटर-क्लियर लेंस के साथ एक साइड-व्यूइंग पैकेज है, जो एक केंद्रित 18-डिग्री हाफ-इंटेंसिटी व्यूइंग एंगल प्रदान करता है। यह इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ निर्देशित इन्फ्रारेड सिग्नलिंग की आवश्यकता होती है। उत्पाद RoHS और ग्रीन उत्पाद मानकों का अनुपालन करता है, स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए पैकेज किया गया है, और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और लक्षित बाजार

इस आईआर एमिटर की प्राथमिक विशेषताओं में इसकी उच्च रेडिएंट इंटेंसिटी, कॉम्पैक्ट EIA मानक पैकेज और स्वचालित PCB असेंबली के लिए उपयुक्तता शामिल है। इसके मुख्य लाभ इसकी विशिष्ट 940nm तरंगदैर्ध्य है, जो कम दृश्यता और अच्छी सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर प्रतिक्रिया के कारण आमतौर पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स रिमोट कंट्रोल में उपयोग की जाती है, और इसकी साइड-व्यू कॉन्फ़िगरेशन जो PCB पर क्षैतिज उत्सर्जन की अनुमति देती है। लक्षित बाजार मुख्य रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक स्वचालन और सुरक्षा प्रणालियाँ हैं। मुख्य अनुप्रयोग रिमोट कंट्रोल यूनिट में एक इन्फ्रारेड एमिटर के रूप में और विभिन्न पहचान और डेटा ट्रांसमिशन प्रणालियों में एक PCB-माउंटेड सेंसर घटक के रूप में हैं।

2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर अधिकतम पावर डिसिपेशन 140 mW है। यह पल्स्ड स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10μs पल्स चौड़ाई) के तहत 1 एम्पीयर की पीक फॉरवर्ड करंट को संभाल सकता है, जबकि अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 70 mA है। डिवाइस 5 वोल्ट तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है, और भंडारण तापमान सीमा -55°C से +100°C तक है। 10 सेकंड के लिए अधिकतम इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान 260°C है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

ये TA=25°C पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। रेडिएंट इंटेंसिटी (I_E) 20mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) पर 24 mW/sr (विशिष्ट) है, जिसकी परीक्षण सहनशीलता ±15% है। पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_Peak) 940nm है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ), जो उत्सर्जित तरंगदैर्ध्य के प्रसार का प्रतिनिधित्व करता है, 50nm है। फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) विशिष्ट रूप से 1.3V है, जो I_F=20mA पर अधिकतम 1.6V है। रिवर्स करंट (I_R) 5V के रिवर्स वोल्टेज (V_R) पर अधिकतम 10 μA है। व्यूइंग एंगल (2θ_1/2), जहाँ तीव्रता अपने ऑन-एक्सिस मान से आधी हो जाती है, 18 डिग्री है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए महत्वपूर्ण हैं। स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन वक्र (चित्र.1) 940nm पर केंद्रित तरंगदैर्ध्यों में सापेक्ष रेडिएंट इंटेंसिटी दर्शाता है। फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान वक्र (चित्र.2) दर्शाता है कि अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट कैसे कम होता है जैसे-जैसे परिवेश तापमान बढ़ता है, जो थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज वक्र (चित्र.3) डायोड की IV विशेषता दर्शाता है। सापेक्ष रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान वक्र (चित्र.4) प्रदर्शित करता है कि प्रकाशीय आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ कैसे घटता है। सापेक्ष रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र (चित्र.5) ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। अंत में, रेडिएशन डायग्राम (चित्र.6) एक ध्रुवीय प्लॉट है जो 18-डिग्री व्यूइंग एंगल का दृश्य रूप से प्रतिनिधित्व करता है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 आउटलाइन और पैकेज आयाम

डिवाइस एक EIA मानक पैकेज का अनुपालन करता है। आउटलाइन ड्राइंग PCB फुटप्रिंट डिज़ाइन और यांत्रिक एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करती है। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.15mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। साइड-व्यू ओरिएंटेशन स्पष्ट रूप से दर्शाया गया है।

4.2 सोल्डरिंग पैड लेआउट

रीफ्लो या वेव सोल्डरिंग के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने के लिए एक अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट प्रदान किया गया है। आयाम पैकेज के लिए अनुकूलित हैं और टॉम्बस्टोनिंग या खराब वेटिंग को रोकने में मदद करते हैं। सोल्डर पेस्ट अनुप्रयोग के लिए 0.12mm (5 मिल्स) की धातु स्टेंसिल मोटाई की अनुशंसा की जाती है।

4.3 टेप और रील पैकेजिंग

घटक 7-इंच व्यास की रीलों पर 8mm कैरियर टेप में आपूर्ति किया जाता है, जो मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत है। प्रत्येक रील में 1500 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग विनिर्देश, जिसमें पॉकेट आयाम, टेप चौड़ाई और रील हब आकार शामिल हैं, ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानकों का पालन करते हैं। घटकों को नमी और संदूषण से बचाने के लिए टेप को एक कवर टेप के साथ सील किया जाता है।

5. असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

5.1 सोल्डरिंग प्रक्रिया

डिवाइस इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है, विशेष रूप से लीड-फ्री (Pb-मुक्त) सोल्डर मिश्र धातुओं के लिए। एक विस्तृत रीफ्लो प्रोफाइल सुझाव प्रदान किया गया है, जो अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C से अधिक नहीं के पीक तापमान पर जोर देता है। प्रोफाइल में थर्मल शॉक को कम करने के लिए प्री-हीट चरण शामिल हैं। मैनुअल सोल्डरिंग के लिए, प्रति लीड अधिकतम 3 सेकंड के लिए 300°C से नीचे सोल्डरिंग आयरन तापमान की अनुशंसा की जाती है। दिशानिर्देश इस बात पर जोर देते हैं कि अंतिम प्रोफाइल को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों और उपयोग किए गए सोल्डर पेस्ट के लिए चरित्रित किया जाना चाहिए।

5.2 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

घटक की नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 3 है। जब डिसिकेंट के साथ मूल नमी-रोधी बैग अनओपन्ड हो, तो इसे ≤30°C और ≤90% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, घटकों को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में एक सप्ताह (168 घंटे) से अधिक समय तक रहा है, तो रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले कम से कम 20 घंटे के लिए 60°C पर बेक-आउट की आवश्यकता होती है।

5.3 सफाई और ड्राइव विधि

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल आइसोप्रोपाइल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। दस्तावेज़ इस बात पर जोर देता है कि एलईडी करंट-संचालित उपकरण हैं। समानांतर में कई एलईडी ड्राइव करते समय एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक व्यक्तिगत करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाया जाना चाहिए। यह व्यक्तिगत डिवाइसों के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में मामूली भिन्नताओं की क्षतिपूर्ति करता है।

6. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक अनुप्रयोग टेलीविज़न, ऑडियो सिस्टम और सेट-टॉप बॉक्स के लिए उपभोक्ता रिमोट कंट्रोल में एक इन्फ्रारेड एमिटर के रूप में है। इसकी 940nm तरंगदैर्ध्य मानव आँख के लिए लगभग अदृश्य है, जिससे माना गया प्रकाश प्रदूषण कम होता है। यह शॉर्ट-रेंज इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन लिंक, सुरक्षा प्रणाली सेंसर (जैसे, बीम ब्रेक डिटेक्टर) और औद्योगिक स्वचालन के लिए भी उपयुक्त है जहाँ संपर्क रहित सिग्नलिंग की आवश्यकता होती है। साइड-व्यू पैकेज तब फायदेमंद होता है जब आईआर बीम को PCB सतह के समानांतर उत्सर्जित करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि एज-सेंसिंग अनुप्रयोगों में या पतले उपकरणों के भीतर।

6.2 डिज़ाइन विचार

डिज़ाइनरों को निम्नलिखित पर विचार करना चाहिए:थर्मल प्रबंधन:दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम फॉरवर्ड करंट के डीरेटिंग (चित्र.2) का सम्मान किया जाना चाहिए।करंट ड्राइव:एक स्थिर करंट स्रोत या श्रृंखला रेसिस्टर के साथ एक वोल्टेज स्रोत अनिवार्य है। एक साधारण वोल्टेज स्रोत के साथ ड्राइव करने से थर्मल रनअवे और विफलता होगी।प्रकाशीय संरेखण:संकीर्ण 18° व्यूइंग एंगल के लिए प्राप्त करने वाले फोटोडिटेक्टर या इच्छित ट्रांसमिशन पथ के साथ सटीक संरेखण की आवश्यकता होती है।PCB लेआउट:उचित यांत्रिक स्थिरता और सोल्डर जोड़ विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित सोल्डर पैड आयामों का पालन करें।

6.3 तुलना और चयन

मानक 5mm या 3mm गोल आईआर एलईडी की तुलना में, यह साइड-व्यू SMT पैकेज ऊर्ध्वाधर स्थान बचाता है। व्यापक-कोण एमिटर की तुलना में, इसकी संकीर्ण बीम ऑन-एक्सिस पर उच्च तीव्रता प्रदान करती है, जो लंबी रेंज या कम बिजली खपत के लिए फायदेमंद है। अधिक सामान्य 850nm बनाम 940nm तरंगदैर्ध्य, कम दृश्य लाल चमक प्रदान करता है, जो उपभोक्ता अनुप्रयोगों में वांछनीय है। डिज़ाइनरों को इस घटक का चयन करना चाहिए जब डिज़ाइन को रिमोट कंट्रोल या प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग के लिए केंद्रित बीम वाले सतह-माउंट, साइड-उत्सर्जक आईआर स्रोत की आवश्यकता हो।

7. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: पीक तरंगदैर्ध्य (λ_Peak) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) के बीच क्या अंतर है?

उ: पीक तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति अधिकतम होती है (इस डिवाइस के लिए 940nm)। प्रमुख तरंगदैर्ध्य रंग धारणा से प्राप्त होता है और मोनोक्रोमैटिक आईआर डिवाइस के लिए कम प्रासंगिक है; यह दृश्यमान एलईडी के लिए अधिक महत्वपूर्ण है।

प्र: क्या मैं इस एलईडी को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूँ?

उ: नहीं। एक माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर 20mA को सुरक्षित या लगातार सोर्स नहीं कर सकता। आपको एलईडी करंट को संभालने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित एक ट्रांजिस्टर स्विच (जैसे, NPN या MOSFET) का उपयोग करना चाहिए, और हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर शामिल करना चाहिए।

प्र: बैग खोलने के बाद भंडारण की स्थिति इतनी सख्त क्यों है?

उ: प्लास्टिक पैकेजिंग नमी को अवशोषित करती है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक विच्छेदन या "पॉपकॉर्निंग" हो सकता है, जो घटक को फटा देता है और नष्ट कर देता है। बेक-आउट प्रक्रिया इस अवशोषित नमी को हटा देती है।

प्र: मैं श्रृंखला रेसिस्टर मान की गणना कैसे करूँ?

उ: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (V_supply- V_F) / I_F. उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति, विशिष्ट V_F1.3V, और वांछित I_F20mA के साथ: R = (5 - 1.3) / 0.02 = 185 ओम। अगले मानक मान (जैसे, 180 या 200 ओम) का उपयोग करें और सुनिश्चित करें कि रेसिस्टर की पावर रेटिंग पर्याप्त है (P = I²* R)।

8. तकनीकी सिद्धांत और रुझान

8.1 संचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। इन फोटॉन की तरंगदैर्ध्य अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) में एक बैंडगैप होता है जो इन्फ्रारेड विकिरण से मेल खाता है, विशेष रूप से इस डिवाइस में लगभग 940nm। साइड-व्यू पैकेज में एक ढला हुआ एपॉक्सी लेंस शामिल होता है जो उत्सर्जित प्रकाश को निर्दिष्ट व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

8.2 उद्योग रुझान

डिस्क्रीट आईआर घटकों में रुझान उच्च दक्षता (विद्युत इनपुट की प्रति इकाई अधिक रेडिएंट आउटपुट), अंत उपकरणों के लघुकरण को सक्षम करने के लिए छोटे पैकेज आकार, और IrDA जैसे अनुप्रयोगों के लिए उच्च-गति डेटा ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल के साथ बढ़ी हुई संगतता की ओर है। ऑटोमोटिव और औद्योगिक बाजारों के लिए विश्वसनीयता और स्थिरता में सुधार पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। एमिटर को ड्राइवर सर्किट या फोटोडिटेक्टर के साथ एकल मॉड्यूल में एकीकृत करना एक और सामान्य रुझान है, जो अंत-उपयोगकर्ताओं के लिए डिज़ाइन को सरल बनाता है। इस घटक में देखे गए लीड-फ्री और RoHS-अनुपाली सामग्री और प्रक्रियाओं की ओर बढ़ना एक सार्वभौमिक उद्योग मानक है।