LTE-2872U IR एमिटर डेटाशीट - 5mm पैकेज - 1.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 940nm वेवलेंथ - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-2872U एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (IR) एमिटर डायोड है जो संवेदन और पहचान अनुप्रयोगों में विश्वसनीय संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य कार्य 940 नैनोमीटर की चरम तरंगदैर्ध्य पर अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करना है, जो मानव आँख के लिए अदृश्य है लेकिन इलेक्ट्रॉनिक पहचान प्रणालियों के लिए आदर्श है। डेटाशीट में प्रमुख अनुप्रयोग के रूप में धुआं संसूचकों को उजागर किया गया है, जिसके लिए इस घटक के पास UL अनुमोदन है, जो महत्वपूर्ण जीवन-सुरक्षा उपकरणों के लिए इसकी विश्वसनीयता और सुरक्षा को रेखांकित करता है। यह उपकरण एक कम लागत वाले, स्पष्ट पारदर्शी प्लास्टिक एंड-लुकिंग पैकेज में पेश किया जाता है, जो एक संकीर्ण बीम पैटर्न प्रदान करता है जो दिशात्मकता और संवेदन सटीकता को बढ़ाता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

LTE-2872U श्रृंखला के प्रमुख लाभ इसकी विशिष्ट डिज़ाइन पसंदों से उत्पन्न होते हैं। यह यांत्रिक और वर्णक्रमीय रूप से LTR-3208 श्रृंखला में साथी फोटोट्रांजिस्टर से मेल खाता है, जो स्लॉट-प्रकार के सेंसर (जैसे, प्रिंटर में पेपर डिटेक्शन, वस्तु संवेदन) में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एमिटर-डिटेक्टर जोड़े में इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। यह मिलान डिज़ाइन को सरल बनाता है और सिग्नल अखंडता में सुधार करता है। संकीर्ण बीम विशेषता एक छोटे क्षेत्र पर तीव्रता बढ़ाती है, जिससे संरेखित प्रणालियों में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार होता है। गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) विंडो लेयर का उपयोग कुशल IR उत्सर्जन के लिए एक मानक तकनीक है। प्राथमिक लक्ष्य बाजार औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स है जिसमें मजबूत, कम लागत वाली अवरक्त संवेदन की आवश्यकता होती है, जिसमें धूम्रपान संसूचन प्रणालियों में एक प्रमाणित विशेष स्थान है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

डेटाशीट पूर्ण अधिकतम रेटिंग और विस्तृत विद्युत/प्रकाशीय विशेषताएं प्रदान करती है, जो सर्किट डिज़ाइन और विश्वसनीयता मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स वे सीमाएं परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। डिवाइस 250 mW तक की शक्ति का क्षय कर सकता है। निरंतर अग्र धारा 150 mA पर रेटेड है, जबकि पल्स्ड स्थितियों (300 pps, 10 µs पल्स चौड़ाई) के तहत 3 A की बहुत अधिक शिखर अग्र धारा की अनुमति है, जो उच्च-तीव्रता वाले छोटे विस्फोटों को चलाने के लिए उपयोगी है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5 V है, जो डायोड की रिवर्स बायस के प्रति सीमित सहनशीलता को दर्शाता है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है, और भंडारण -55°C से +100°C तक हो सकता है, जो इसे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है। लीड सोल्डरिंग तापमान पैकेज बॉडी से 1.6mm की दूरी पर 5 सेकंड के लिए 260°C निर्दिष्ट किया गया है, जो असेंबली प्रक्रियाओं के लिए मार्गदर्शन प्रदान करता है।

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Parameters are tested at a standard forward current (I_F) of 20 mA and an ambient temperature (T_A) of 25°C. The forward voltage (V_F) आमतौर पर 1.2V से 1.6V तक होता है। रिवर्स करंट (I_R) रिवर्स वोल्टेज (V) पर अधिकतम 100 µA होता है।_R) 5V का है। पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_Peak) 940 nm है, और स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ), जिसे हाफ-विड्थ के रूप में परिभाषित किया गया है, 50 nm है। व्यूइंग एंगल (2θ_1/2) 16 डिग्री है, जो नैरो बीम स्पेसिफिकेशन की पुष्टि करता है।

3. Binning System Explanation

LTE-2872U अपने विकिरण आउटपुट के लिए एक कठोर बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है, जो सुसंगत ऑप्टिकल प्रदर्शन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। दो प्रमुख पैरामीटर बिन किए जाते हैं: एपर्चर रेडिएंट इन्सिडेंस (E_e, mW/cm² में) और रेडिएंट इंटेंसिटी (I_E, mW/sr में)।

3.1 रेडिएंट आउटपुट बिनिंग

डेटाशीट E और I दोनों के लिए कई बिन (A, B, C, D1, D2, D3, D4) सूचीबद्ध करती है।_e और I_E। बिन प्रकाशीय शक्ति के वर्गीकृत परास का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, रेडिएंट इंटेंसिटी के लिए बिन A की एक विशिष्ट सीमा 3.31 से 7.22 mW/sr है, जबकि बिन D4 17.17 mW/sr से शुरू होता है। यह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सटीक आउटपुट स्तर वाले घटक का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे अति-विनिर्देश के बिना पर्याप्त सिग्नल शक्ति सुनिश्चित होती है। उच्च बिन संख्याएं आम तौर पर उच्च दक्षता या आउटपुट वाले उपकरणों के अनुरूप होती हैं। आवश्यक प्रदर्शन की गारंटी के लिए ऑर्डर करते समय डिजाइनरों को विशिष्ट बिन कोड का परामर्श लेना चाहिए।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं।

4.1 Spectral Distribution

चित्र 1 स्पेक्ट्रम वितरण दर्शाता है, जो उल्लिखित 50 nm अर्ध-चौड़ाई के साथ 940 nm पर तीव्रता से शिखर पर है। यह वक्र युग्मित डिटेक्टर (जैसे LTR-3208) की स्पेक्ट्रम संवेदनशीलता के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.2 Forward Current vs. Forward Voltage

चित्र 3 IV (करंट-वोल्टेज) विशेषता को दर्शाता है। यह एक डायोड की विशिष्ट घातीय संबंध दिखाता है। यह वक्र डिजाइनरों को वांछित ऑपरेटिंग करंट के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने की अनुमति देता है, जो करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

4.3 Relative Radiant Intensity vs. Forward Current

Figure 5 दर्शाता है कि विशिष्ट ऑपरेटिंग रेंज में ऑप्टिकल आउटपुट (रेडिएंट इंटेंसिटी) फॉरवर्ड करंट के साथ लगभग रैखिक है। यह रैखिकता प्रकाश आउटपुट के मॉड्यूलेशन और नियंत्रण को सरल बनाती है।

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

Figure 4 तापीय प्रभावों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि विकिरण तीव्रता परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है। पूर्ण तापमान सीमा पर, विशेष रूप से ऊपरी सीमा (+85°C) के निकट, संचालन के लिए अभिप्रेत डिजाइनों में पर्याप्त सिग्नल मार्जिन सुनिश्चित करने के लिए इस डीरेटिंग को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

4.5 विकिरण आरेख

चित्र 6 एक ध्रुवीय विकिरण पैटर्न प्रदान करता है, जो 16-डिग्री के दृश्य कोण की दृष्टिगत रूप से पुष्टि करता है। यह पैटर्न उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के कोणीय वितरण को दर्शाता है, जो प्रकाशीय संरेखण और प्रभावी संवेदन क्षेत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

5. Mechanical & Package Information

5.1 पैकेज आयाम

डिवाइस एक मानक 5mm रेडियल लीडेड पैकेज (जिसे अक्सर T-1¾ कहा जाता है) का उपयोग करता है। मुख्य आयामों में बॉडी व्यास, लीड स्पेसिंग और कुल लंबाई शामिल हैं। ड्राइंग में निर्दिष्ट है कि लीड स्पेसिंग उस स्थान पर मापी जाती है जहां लीड्स पैकेज से निकलती हैं। फ्लैंज के नीचे रेजिन के अधिकतम प्रोट्रूज़न को 1.5mm के रूप में नोट किया गया है। अन्यथा न कहा गया हो, तो सभी आयामों की मानक सहनशीलता ±0.25mm है।

5.2 पोलैरिटी पहचान

इस पैकेज में एक मानक IR emitter के लिए, लंबा लीड आमतौर पर एनोड (सकारात्मक) होता है, और छोटा लीड कैथोड (नकारात्मक) होता है। पैकेज रिम पर सपाट किनारा भी कैथोड साइड को इंगित कर सकता है। असेंबली के दौरान रिवर्स कनेक्शन को रोकने के लिए डिजाइनरों को इसकी पुष्टि करनी चाहिए।

6. Soldering & Assembly Guidelines

डेटाशीट अर्धचालक जंक्शन और प्लास्टिक पैकेज को तापीय क्षति से बचाने के लिए सोल्डरिंग के विशिष्ट निर्देश प्रदान करती है।

6.1 Hand or Wave Soldering

पूर्ण अधिकतम रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि लीड्स को अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C पर सोल्डर किया जा सकता है, इस शर्त पर कि सोल्डरिंग बिंदु पैकेज बॉडी से कम से कम 1.6mm (.063\") दूर हो। यह दूरी पैकेज के अंदर के संवेदनशील घटकों तक पहुंचने से पहले गर्मी को लीड के साथ विसर्जित होने की अनुमति देती है। सोल्डर जॉइंट और बॉडी के बीच लीड पर हीट सिंक क्लिप का उपयोग करना एक अनुशंसित अभ्यास है।

6.2 भंडारण की स्थितियाँ

हालांकि भंडारण तापमान सीमा (-55°C से +100°C) के अलावा स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं है, यह मानक अभ्यास है कि नमी-संवेदनशील उपकरणों को रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए एक शुष्क वातावरण में या डिसिकेंट के साथ सील्ड, नमी-रोधी बैग में संग्रहीत किया जाए, भले ही यह घटक मुख्य रूप से थ्रू-होल असेंबली के लिए है।

7. अनुप्रयोग अनुशंसाएँ

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• Smoke Detectors: UL अनुमोदन इसे एक प्राथमिक विकल्प बनाता है। इसका उपयोग फोटोइलेक्ट्रिक स्मोक डिटेक्टर्स में किया जाता है, जहां धुएं के कण IR बीम को एमिटर से फोटोडिटेक्टर तक बिखेर देते हैं।
• Object/Slot Sensing: एक अंतराल के पार एक मेल खाते फोटोट्रांजिस्टर (जैसे, LTR-3208) के साथ जोड़ा गया, ताकि किसी वस्तु (प्रिंटर में कागज, वेंडिंग मशीन में सिक्का) की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता लगाया जा सके।
• Proximity Sensing: प्रतिबिंबित IR प्रकाश का पता लगाकर दूरी या उपस्थिति मापने वाले सिस्टम में प्रयुक्त।
• Industrial Automation: गिनती, स्थिति निर्धारण और बीम-ब्रेक सुरक्षा पर्दों के लिए।

7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• Current Limiting: हमेशा फॉरवर्ड करंट को वांछित मान (जैसे, spec माप के लिए 20 mA) तक सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग करें। रोकनेवाला मान की गणना R = (V_supply - V_F) / I का उपयोग करके करें।_F.
• थर्मल प्रबंधन: तापमान के साथ आउटपुट में कमी का ध्यान रखें (चित्र 4 देखें)। उच्च तापमान या उच्च-धारा संचालन के लिए, सुनिश्चित करें कि शक्ति क्षय (I_F * V_F) 250 mW से अधिक न हो और डीरेटिंग पर विचार करें।
• ऑप्टिकल संरेखण: संकीर्ण 16-डिग्री बीम को इष्टतम सिग्नल शक्ति के लिए डिटेक्टर के साथ सटीक यांत्रिक संरेखण की आवश्यकता होती है।
• विद्युत शोर: पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, तेज़ ड्राइव सर्किटरी सुनिश्चित करें और संवेदनशील डिटेक्टर सर्किट्स को प्रभावित करने से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को रोकने के लिए शील्डिंग पर विचार करें।

8. Technical Comparison & Differentiation

हालांकि डेटाशीट में प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धी तुलना नहीं है, LTE-2872U के प्रमुख अंतरों का अनुमान लगाया जा सकता है। इसका प्राथमिक लाभ LTR-3208 फोटोट्रांजिस्टर श्रृंखला के साथ गारंटीकृत मिलान है, जो डिज़ाइन अनिश्चितता को कम करता है। कई आउटपुट बिन की उपलब्धता लागत-प्रदर्शन अनुकूलन की अनुमति देती है। संकीर्ण दृश्य कोण एक विशिष्ट विशेषता है जो सभी आईआर एमिटर में नहीं पाई जाती; व्यापक-कोण एमिटर एक विशिष्ट बिंदु पर कम तीव्रता प्रदान करते हैं लेकिन एक बड़े क्षेत्र को कवर करते हैं। धुआं डिटेक्टरों के लिए UL प्रमाणन एक महत्वपूर्ण योग्यता है जो सभी IR LED के पास नहीं है, जो एक विनियमित बाजार का द्वार खोलता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

Q1: विभिन्न बिन (A, B, C, D1, आदि) का उद्देश्य क्या है?
A1: बिन एलईडी को उनके मापे गए विकिरण आउटपुट (तीव्रता) के आधार पर वर्गीकृत करते हैं। इससे आप अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक न्यूनतम आउटपुट को विश्वसनीय रूप से पूरा करने वाले घटक का चयन कर सकते हैं। उच्चतर बिन का उपयोग करने से अधिक मजबूत सिग्नल सुनिश्चित होता है, लेकिन इसकी लागत थोड़ी अधिक हो सकती है।

Q2: क्या मैं इस LED को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
A2: नहीं। इसका सामान्य अग्र वोल्टेज 1.2-1.6V है। इसे सीधे 5V से जोड़ने पर अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे LED नष्ट हो जाएगी। आपको हमेशा श्रृंखला में एक धारा-सीमित प्रतिरोधक का उपयोग करना चाहिए।

Q3: उच्च तापमान पर आउटपुट क्यों गिरता है?
A3: यह अर्धचालक प्रकाश स्रोतों की एक मौलिक विशेषता है। तापमान बढ़ने से अर्धचालक सामग्री के भीतर गैर-विकिरण पुनर्संयोजन बढ़ता है, जिससे प्रकाश उत्पादन (विद्युत प्रतिदीप्ति) की दक्षता कम हो जाती है।

Q4: "स्पेक्ट्रली मैच्ड" का क्या अर्थ है?
A4: इसका अर्थ है कि एमिटर (940nm) की शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य, निर्दिष्ट फोटोट्रांजिस्टर डिटेक्टर की शिखर वर्णक्रमीय संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य के साथ निकटता से संरेखित होती है। यह उत्सर्जित प्रकाश की उस मात्रा को अधिकतम करता है जिसे डिटेक्टर "देख" सकता है और एक विद्युत संकेत में परिवर्तित कर सकता है।

10. Practical Design Case Study

परिदृश्य: एक प्रिंटर के लिए पेपर-आउट सेंसर डिज़ाइन करना। एक सामान्य अनुप्रयोग यह पता लगाना है कि ट्रे में कागज कब अनुपस्थित है। पेपर पथ के एक तरफ एक LTE-2872U IR एमिटर रखा जाता है, और सीधे विपरीत एक LTR-3208 फोटोट्रांजिस्टर लगाया जाता है। जब कागज मौजूद होता है, तो यह IR बीम को अवरुद्ध कर देता है, और फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट कम (या उच्च, सर्किट कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर) होता है। जब कागज अनुपस्थित होता है, तो बीम डिटेक्टर तक पहुंचती है, जिससे उसका आउटपुट स्टेट बदल जाता है। डिज़ाइन चरण: 1) पर्याप्त सिग्नल मार्जिन के लिए एक उपयुक्त बिन (जैसे, Bin C) चुनें। 2) ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करें: एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग करें। 3.3V आपूर्ति और 20 mA के लक्ष्य I के साथ, R = (3.3V - 1.4V) / 0.02A = 95Ω की गणना करें। एक मानक 100Ω रेसिस्टर का उपयोग करें। 3) डिटेक्टर सर्किट डिज़ाइन करें: एक डिजिटल सिग्नल बनाने के लिए एक पुल-अप रेसिस्टर के साथ कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में फोटोट्रांजिस्टर कनेक्ट करें। 4) होल्डर का यांत्रिक डिज़ाइन करें ताकि पेपर पथ के पार एमिटर और डिटेक्टर का सटीक संरेखण सुनिश्चित हो, सटीक एज डिटेक्शन के लिए संकीर्ण 16-डिग्री बीम का उपयोग करते हुए।_F 11. संचालन सिद्धांत परिचय

11. संचालन सिद्धांत परिचय

LTE-2872U एक प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) है जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में कार्य करता है। इसका मूल सिद्धांत एक अर्धचालक p-n जंक्शन में विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। इस विशिष्ट पदार्थ प्रणाली (GaAlAs/GaAs) में, मुक्त ऊर्जा लगभग 940 nm तरंगदैर्ध्य वाले फोटॉन के अनुरूप होती है, जो निकट-इन्फ्रारेड क्षेत्र में है। संकीर्ण बीम अर्धचालक डाई की ज्यामिति और स्पष्ट प्लास्टिक गुंबद पैकेज के लेंसिंग प्रभाव के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जो उत्सर्जित प्रकाश को समानांतर करती है।

12. Technology Trends and Context

LTE-2872U जैसे इन्फ्रारेड एमिटर परिपक्व III-V सेमीकंडक्टर तकनीक पर आधारित हैं। इस क्षेत्र में रुझानों में विभिन्न तरंग दैर्ध्य (जैसे, कुछ सर्विलांस कैमरों के लिए 850nm, आंखों के लिए सुरक्षित अनुप्रयोगों के लिए 1050nm) पर एमिटर का विकास और उच्च आउटपुट शक्ति व दक्षता शामिल है। स्वचालित असेंबली के लिए सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेजों की ओर भी एक रुझान है, हालांकि इस 5mm प्रकार जैसे थ्रू-होल पैकेज प्रोटोटाइपिंग, मरम्मत और उच्च शक्ति प्रबंधन या सरल मैनुअल असेंबली की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं। मिलान एमिटर-डिटेक्टर जोड़े का सिद्धांत विश्वसनीय ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सेंसिंग के लिए मौलिक बना हुआ है। एमिटर, ड्राइवर और कभी-कभी डिटेक्टर को एक ही मॉड्यूल में एकीकृत करना एक और रुझान है, जो अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाता है।