5mm पारदर्शी पैकेज्ड इन्फ्रारेड एमिटर डायोड तकनीकी विशिष्टता पत्रक - व्यास 5mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.8V - विकिरण तीव्रता 4.81mW/sr

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-शक्ति वाले माइक्रो इन्फ्रारेड एलईडी की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है, जो पारदर्शी प्लास्टिक पैकेजिंग में निर्मित है। यह उपकरण एज-एमिटिंग डिज़ाइन का है और उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विश्वसनीय इन्फ्रारेड प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। इसका प्राथमिक कार्य विद्युत धारा को इन्फ्रारेड विकिरण में परिवर्तित करना है, जिसका उपयोग आमतौर पर सेंसिंग, पहचान और संचार प्रणालियों में किया जाता है, और यह अक्सर संगत फोटोडिटेक्टर के साथ जोड़ा जाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

यह उपकरण निर्दिष्ट पर्यावरणीय और विद्युत सीमाओं के भीतर विश्वसनीय रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन रेटिंग से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• शक्ति खपत:150 mW। यह डिवाइस द्वारा किसी भी परिचालन स्थिति में सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
• पीक फॉरवर्ड करंट:2 A। यह अधिकतम अनुमेय पल्स करंट है, जो प्रति सेकंड 300 पल्स, 10 माइक्रोसेकंड पल्स चौड़ाई की निर्दिष्ट शर्तों के तहत है। यह मान निरंतर रेटिंग से काफी अधिक है, जो अल्पकालिक उच्च-तीव्रता वाले प्रकाश स्पंदों की अनुमति देता है।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट:100 mA। यह LED पर अनिश्चित काल तक लगाए जा सकने वाला अधिकतम डीसी करंट है जिससे क्षति नहीं होती।
• रिवर्स वोल्टेज:5 V। इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से सेमीकंडक्टर जंक्शन के ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
• कार्य तापमान सीमा:-40°C से +85°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करता है।
• भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +100°C। डिवाइस को इस व्यापक तापमान सीमा में गैर-कार्यशील अवस्था में संग्रहित किया जा सकता है।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड के लिए, माप बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी दूर। यह असेंबली प्रक्रिया के थर्मल प्रोफाइल सहनशीलता को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर मानक परिवेश तापमान 25°C पर मापे गए हैं, जो डिवाइस के सामान्य कार्य परिस्थितियों में प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं। अधिकांश प्रकाशीय पैरामीटर के लिए परीक्षण स्थिति फॉरवर्ड करंट (I_F) 20 mA.

• एपर्चर रेडिएंट इर्राडिएंस (E_e):0.64 mW/cm² (न्यूनतम)। यह पैरामीटर एमिटर एपर्चर पर प्रति इकाई क्षेत्र में उत्सर्जित विकिरण शक्ति को मापता है। उन अनुप्रयोगों के लिए जहां एमिटर डिटेक्टर के निकट रखा जाता है, यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• रेडिएंट इंटेंसिटी (I_E):4.81 mW/sr (न्यूनतम)। यह प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित विकिरण शक्ति है। यह इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में एलईडी के आउटपुट "चमक" का प्रमुख माप है और लंबी दूरी पर इर्राडिएंस की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_पीक):880 nm (टाइपिकल)। डिवाइस द्वारा उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश की केंद्रीय तरंगदैर्ध्य इसके आसपास होती है। यह निकट-इन्फ्रारेड क्षेत्र में आता है, जो मानव आंखों के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर्स द्वारा आसानी से पता लगाया जाता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):50 nm (अधिकतम)। यह पैरामीटर उस तरंगदैर्ध्य सीमा को निर्दिष्ट करता है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति कम से कम उसके शिखर मान की आधी होती है। 50 nm का मान एक मध्यम वर्णक्रमीय आउटपुट चौड़ाई को इंगित करता है, जो मानक अवरक्त एलईडी की विशिष्ट विशेषता है।
• अग्र वोल्टेज (V_F):1.3 V (न्यूनतम), 1.8 V (अधिकतम), परीक्षण स्थिति I_F=20mA। यह एलईडी के संचालन के दौरान इसके सिरों पर वोल्टेज पात है। करंट-सीमित सर्किट डिजाइन के लिए यह महत्वपूर्ण है।
• पश्च धारा (I_R):100 µA (अधिकतम), परीक्षण स्थिति V_R=5V। यह डिवाइस के पश्च अभिनत होने पर बहने वाली अल्प रिसाव धारा है।
• दृष्टि कोण (2θ_1/2):40° (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर विकिरण तीव्रता अपने अधिकतम (अक्षीय) मान की आधी हो जाती है। 40° का चौड़ा बीम उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें बड़े क्षेत्र को कवर करने की आवश्यकता होती है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट डिवाइस के विभिन्न परिस्थितियों में व्यवहार के कई ग्राफिकल प्रतिनिधित्व प्रदान करती है।

3.1 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रम आउटपुट वक्र (चित्र 1) तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन दर्शाता है। यह पुष्टि करता है कि शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लगभग 880 nm है, जो एक विशिष्ट घंटी के आकार का वक्र प्रदर्शित करता है और दोनों ओर धीरे-धीरे कम होता जाता है। इस आरेख से आधी चौड़ाई का दृश्य अनुमान लगाया जा सकता है।

3.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध

I-V वक्र (चित्र 3) लागू फॉरवर्ड वोल्टेज और उत्पन्न धारा के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। यह डायोड की विशिष्ट घातांकीय चालू विशेषता दिखाता है। निर्दिष्ट 20mA पर V_Fरेंज को इस वक्र पर क्रॉस-रेफरेंस किया जा सकता है।

3.3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट संबंध

यह वक्र (चित्र 5) दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट शक्ति कैसे ड्राइव धारा में वृद्धि के साथ बढ़ती है। काफी बड़ी सीमा में यह आमतौर पर रैखिक होती है, लेकिन अत्यधिक उच्च धारा पर संतृप्ति या दक्षता में गिरावट प्रदर्शित कर सकती है। वांछित आउटपुट स्तर प्राप्त करने के लिए आवश्यक ड्राइव धारा निर्धारित करने में यह आरेख महत्वपूर्ण है।

3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान संबंध

तापमान निर्भरता वक्र (चित्र 4) दर्शाता है कि LED की आउटपुट शक्ति जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। यह अर्धचालक प्रकाश स्रोत का एक मौलिक गुण है। यह आरेख डिजाइनरों को उच्च तापमान कार्य वातावरण के लिए अपेक्षित आउटपुट को कम करने में सक्षम बनाता है।

3.5 विकिरण पैटर्न

ध्रुवीय निर्देशांक विकिरण आरेख (चित्र 6) देखने के कोण का एक सहज प्रतिनिधित्व प्रदान करता है। यह केंद्रीय अक्ष के सापेक्ष कोण के फलन के रूप में सापेक्ष तीव्रता को आलेखित करता है, जो स्पष्ट रूप से 40° के अर्ध-कोण को दर्शाता है जहां तीव्रता 50% तक गिर जाती है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

डिवाइस एक मानक 5mm व्यास, एंड-एमिटिंग, पारदर्शी प्लास्टिक पैकेज (आमतौर पर T-1 3/4 पैकेज के रूप में जाना जाता है) में निर्मित है। प्रमुख आयामी विवरण में शामिल हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जिनमें इंच समकक्ष मान शामिल हैं।
• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.25mm का मानक सहनशीलता लागू होती है।
• फ्लैंज के नीचे रेजिन का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.5mm है।
• लीड पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां लीड पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।

पैकेज पारदर्शी सामग्री से बना होता है, जो अवरक्त प्रकाश को न्यूनतम अवशोषण के साथ गुजरने की अनुमति देता है। पिन आमतौर पर टिन-प्लेटेड कॉपर मिश्र धातु से बने होते हैं।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

इस प्रकार के पैकेज के लिए, लंबा पिन आमतौर पर एनोड (सकारात्मक कनेक्शन) को इंगित करता है, और छोटा पिन कैथोड (नकारात्मक कनेक्शन) को इंगित करता है। इसके अलावा, कैथोड पिन के पास पैकेज के किनारे पर एक फ्लैट मार्क हो सकता है। डिवाइस को चमकने के लिए ध्रुवीयता की सही पहचान आवश्यक है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

पिन सोल्डरिंग के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 5 सेकंड के लिए 260°C है, जिसे पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी दूर मापा जाता है। यह रेटिंग हैंड सोल्डरिंग या वेव सोल्डरिंग प्रक्रियाओं पर लागू होती है।

• रीफ्लो सोल्डरिंग:हालांकि रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है, लेकिन 260°C की सीमा इंगित करती है कि यह कुछ रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल को सहन कर सकता है। हालांकि, प्लास्टिक पैकेजिंग और आंतरिक बॉन्डिंग तारों पर तापीय प्रतिबल को कम करने के लिए, कम चरम तापमान (उदाहरण के लिए 245°C) और नियंत्रित तापन दर वाले प्रोफाइल का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
• सामान्य सावधानियां:पिन पर अत्यधिक यांत्रिक प्रतिबल लगाने से बचें। पैकेज के आधार पर पिन को मोड़ें नहीं। आवश्यकता पड़ने पर, सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान उचित ताप अपव्यय उपायों का उपयोग करें।
• भंडारण स्थितियां:नमी अवशोषण और अन्य प्रदर्शन गिरावट को रोकने के लिए, निर्दिष्ट तापमान सीमा (-55°C से +100°C) के भीतर, शुष्क, इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें।

6. अनुप्रयोग सुझाव

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह इन्फ्रारेड एमिटर ट्यूब विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है, जिनमें शामिल हैं:

• वस्तु पहचान एवं संवेदन:प्रॉक्सिमिटी सेंसर, ऑब्जेक्ट काउंटर, लिक्विड लेवल डिटेक्शन सिस्टम में उपयोग के लिए; आमतौर पर LTR-3208 श्रृंखला जैसे फोटोट्रांजिस्टर के साथ युग्मित कर ऑप्टिकल इंटरप्टर या रिफ्लेक्टिव सेंसर बनाने के लिए।
• रिमोट कंट्रोल सिस्टम:उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल के लिए ट्रांसमीटर के रूप में।
• ऑप्टिकल डेटा लिंक:लघु दूरी की वायरलेस सीरियल डेटा संचार स्थापित करना।
• सुरक्षा प्रणालियाँ:रात्रि दृष्टि कैमरों के लिए अवरक्त प्रकाश व्यवस्था या घुसपैठ का पता लगाने वाली किरण के एक भाग के रूप में।

6.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग:LED करंट-संचालित उपकरण हैं। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट को पार करने से रोकने के लिए, विशेष रूप से क्योंकि फॉरवर्ड वोल्टेज की एक सीमा (1.3V-1.8V) होती है, श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला या निरंतर-धारा ड्राइव सर्किट का उपयोग करना सुनिश्चित करें।
• थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है, उच्च निरंतर धारा या उच्च परिवेश के तापमान पर काम करने से आउटपुट और जीवनकाल कम हो जाता है। आवश्यकतानुसार पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।
• ऑप्टिकल मिलान:डेटाशीट बताती है कि यह उपकरण यांत्रिक और स्पेक्ट्रल रूप से विशिष्ट फोटोट्रांजिस्टर से मेल खाता है। अनुशंसित डिटेक्टर का उपयोग 880nm पीक वेवलेंथ पर इष्टतम संवेदनशीलता और असेंबल मॉड्यूल में भौतिक संरेखण सुनिश्चित करता है।
• सर्किट संरक्षण:रिवर्स वोल्टेज स्पाइक्स या इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के खिलाफ सुरक्षा जोड़ने पर विचार करें, क्योंकि अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5V है।

7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

इस इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड को अलग करने वाली प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:

• चयनित तीव्रता सीमा:उपकरण को विशिष्ट विकिरण तीव्रता विनिर्देशों को पूरा करने के लिए सॉर्ट या चयनित किया जाता है, जिससे उत्पादन स्थिरता सुनिश्चित होती है।
• उच्च शक्ति आउटपुट:20mA पर 4.81 mW/sr की न्यूनतम विकिरण तीव्रता मानक 5mm पैकेज के लिए प्रतिस्पर्धी है, जो अच्छी सिग्नल शक्ति प्रदान करती है।
• चौड़ा देखने का कोण (40°):यह व्यापक कवरेज प्रदान करता है, जो कम सटीक संरेखण आवश्यकताओं वाले प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग और रिफ्लेक्टिव सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है।
• पारदर्शी पैकेज:रंगीन या विसरित पैकेज के विपरीत, एक पारदर्शी लेंस फॉरवर्ड लाइट आउटपुट को अधिकतम करता है और उत्सर्जित प्रकाश के रंग के प्रति तटस्थ है, जो इन्फ्रारेड अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
• डिटेक्टर श्रृंखला से मेल:यह युग्मित फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग करने वाली प्रणालियों के डिजाइन और खरीद को सरल बनाता है, जिससे ऑप्टिकल और मैकेनिकल संगतता सुनिश्चित होती है।

8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

8.1 5V पावर स्रोत का उपयोग करते समय कितने ओम का प्रतिरोधक उपयोग करना चाहिए?

ओम के नियम (R = (V_{बिजली की आपूर्ति}- V_F) / I_F) का उपयोग करें और लक्ष्य I_Fको 20mA मानते हुए, प्रतिरोध मूल्य वास्तविक V_Fपर निर्भर करता है। सबसे खराब स्थिति के डिजाइन के लिए जो यह सुनिश्चित करता है कि धारा कभी भी 20mA से अधिक न हो, न्यूनतम V_F(1.3V) का उपयोग करें। R = (5V - 1.3V) / 0.02A = 185 ओम। निकटतम मानक मूल्य 180 ओम है। यह लगभग 20.6mA की अधिकतम धारा प्रदान करता है, जो सुरक्षित है। रेटेड शक्ति: P = I²R = (0.02)² * 180 = 0.072W, इसलिए 1/8W या 1/4W रेसिस्टर पर्याप्त है।

8.2 क्या मैं इसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?

आमतौर पर नहीं। अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन की करंट सोर्स/सिंक सीमा 20-40mA होती है, जो इस LED के ऑपरेटिंग पॉइंट के ठीक किनारे पर है। सीमा के भीतर भी, लोड के तहत पिन का आउटपुट वोल्टेज गिर जाता है, जिससे करंट नियंत्रण अशुद्ध हो जाता है। LED करंट को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने के लिए, हमेशा एक ट्रांजिस्टर (जैसे NPN BJT या N-चैनल MOSFET) का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जिसे माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा स्विच के रूप में चलाया जाए।

8.3 तापमान प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, सापेक्ष विकिरण तीव्रता परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ घट जाती है। +85°C पर, आउटपुट 25°C की तुलना में केवल 60-80% हो सकता है। इसके विपरीत, अत्यधिक कम तापमान पर, आउटपुट अधिक हो सकता है। इसे सिस्टम संवेदनशीलता गणना में शामिल किया जाना चाहिए, विशेष रूप से आउटडोर या उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए। फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) का भी एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है।

8.4 विकिरण चमक (Irradiance) और विकिरण तीव्रता (Radiant Intensity) में क्या अंतर है?

रेडिएंट इंटेंसिटी (I_E, mW/sr)शक्ति का एक कोणीय माप है — यह वर्णन करता है कि एक विशिष्ट दिशा (प्रति स्टेरेडियन) में कितनी शक्ति उत्सर्जित होती है। यह दूरी से स्वतंत्र है।एपर्चर रेडिएंट इर्राडिएंस (E_e, mW/cm²)यह शक्ति घनत्व का क्षेत्र माप है - यह बताता है कि प्रकाश स्रोत के छिद्र पर प्रति इकाई क्षेत्र में कितनी शक्ति गुजरती है। E_eउन अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है जहाँ संसूचक मूल रूप से उत्सर्जक सतह पर बहुत निकट स्थित होता है, जबकि I_Eका उपयोग दूर की दूरी पर विकिरणता की गणना करने के लिए व्युत्क्रम वर्ग नियम के साथ संयोजन में किया जाता है।

9. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक प्रिंटर के लिए पेपर काउंटर डिज़ाइन करना।

प्रिंटर तंत्र से गुजरने वाले कागज की शीटों की गिनती करने के लिए एक ऑप्टिकल इंटरप्टर सेंसर की आवश्यकता है। एक यू-आकार का ब्रैकेट एक तरफ इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड और दूसरी तरफ मिलान करने वाले फोटोट्रांजिस्टर को स्थिर करता है। जब कोई कागज नहीं होता है, तो एमिटर से इन्फ्रारेड प्रकाश सीधे डिटेक्टर पर पड़ता है, जिससे यह संचालित होता है। जब एक कागज की शीट अंतराल से गुजरती है, तो यह इन्फ्रारेड बीम को अवरुद्ध कर देती है, जिससे डिटेक्टर का संचालन कम हो जाता है।

घटक चयन का आधार:

• इस इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड का चयन इसलिए किया गया क्योंकि इसकीउच्च विकिरण तीव्रता (न्यूनतम 4.81 mW/sr), यह सुनिश्चित करती है कि खराब ब्रैकेट संरेखण या धूल जमाव की स्थिति में भी डिटेक्टर तक एक मजबूत सिग्नल पहुंचे।
• 其40° का चौड़ा दृश्य कोणलाभप्रद है, क्योंकि यह U-आकार के ब्रैकेट की अलग-अलग भुजाओं पर लगे एमिटर और डिटेक्टर के बीच हल्के यांत्रिक असंरेखण के लिए सहनशीलता प्रदान करता है।
• 其LTR-3208 फोटोट्रांजिस्टर के साथ वर्णक्रमीय मिलानयह सुनिश्चित करता है कि डिटेक्टर उत्सर्जित 880nm तरंगदैर्ध्य पर अधिकतम संवेदनशील हो, जिससे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात अधिकतम हो जाता है।
• 其पारदर्शी एनकैप्सुलेशनयह आदर्श है क्योंकि यह अवरक्त प्रकाश को अनावश्यक रूप से क्षीण नहीं करता है।

सर्किट कार्यान्वयन:एक सुसंगत आउटपुट प्राप्त करने के लिए एमिटर डायोड को एक स्थिर 20mA करंट स्रोत द्वारा संचालित किया जाता है। फोटोट्रांजिस्टर को एक पुल-अप रेसिस्टर के साथ कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में जोड़ा गया है। फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर पर वोल्टेज की निगरानी एक कंपेरेटर या माइक्रोकंट्रोलर के ADC पिन द्वारा की जाती है। गुजरने वाला पेपर एक स्पष्ट वोल्टेज परिवर्तन का कारण बनता है, जिसे माइक्रोकंट्रोलर के फर्मवेयर द्वारा गिना जाता है।

10. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय

एक इन्फ्रारेड एलईडी एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन जंक्शन के पार p-क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं, जबकि p-क्षेत्र से होल n-क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये इंजेक्ट किए गए अल्पसंख्यक वाहक (p-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन, n-क्षेत्र में होल) बहुसंख्यक वाहकों के साथ पुनर्संयोजन करते हैं। इन्फ्रारेड उत्सर्जन के लिए उपयोग की जाने वाली प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक सामग्री (जैसे गैलियम आर्सेनाइड या समान यौगिकों) में, इन पुनर्संयोजनों का एक बड़ा हिस्साविकिरण पुनर्संयोजन.

होता है। विकिरण पुनर्संयोजन प्रक्रिया में, पुनर्संयोजित इलेक्ट्रॉन-होल युग्म की ऊर्जा एक फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। इस फोटॉन की तरंगदैर्ध्य (λ) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा (E_g) निर्णय, सूत्र λ = hc / E के अनुसार_g, जहाँ h प्लैंक स्थिरांक है और c प्रकाश की गति है। 880 nm उत्सर्जन शिखर के लिए, संबंधित बैंडगैप ऊर्जा लगभग 1.41 eV है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और उत्सर्जित प्रकाश के विकिरण पैटर्न को आकार देने के लिए एक लेंस के रूप में कार्य करता है।

11. प्रौद्योगिकी रुझान

हालांकि अवरक्त LED का मूल सिद्धांत स्थिर बना हुआ है, कई रुझान उनके विकास और अनुप्रयोग को प्रभावित कर रहे हैं:

• शक्ति और दक्षता में वृद्धि:सामग्री विज्ञान और चिप डिजाइन में निरंतर सुधार ने उच्च विकिरण तीव्रता और विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता (प्रकाश शक्ति आउटपुट/विद्युत शक्ति इनपुट) वाले उपकरण लाए हैं, जिससे चमकीले संकेत या कम बिजली की खपत संभव हुई है।
• स्वचालित असेंबली, छोटे आकार और कम लागत को सक्षम करने के लिए सतह माउंट डिवाइस पैकेजिंग (जैसे 0805, 0603, चिप-स्केल) की ओर एक मजबूत प्रवृत्ति है। थ्रू-होल 5mm पैकेज प्रोटोटाइपिंग, शैक्षिक उपयोग और उन अनुप्रयोगों में जहां उच्च एकल-डिवाइस आउटपुट या आसान मैनुअल असेंबली की आवश्यकता होती है, अभी भी लोकप्रिय हैं।तरंगदैर्ध्य विशेषीकरण:
• सामान्य 850-940 nm LED के अलावा, विशिष्ट तरंगदैर्ध्यों का उपयोग पेशेवर अनुप्रयोगों में बढ़ रहा है, जैसे कि चिकित्सा पल्स ऑक्सीमीटर के लिए 810nm या मानव-नेत्र-सुरक्षित लिडार के लिए 1450nm।एकीकरण:
• एमिटर अब अधिक से अधिक ड्राइवरों, मॉड्यूलेटरों और कभी-कभी डिटेक्टरों के साथ एकल मॉड्यूल या एकीकृत सर्किट में एकीकृत किए जा रहे हैं, जिससे डेटा संचार और संवेदन के लिए सिस्टम डिजाइन सरल हो रहा है।अनुप्रयोग विस्तार:
• इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT), वियरेबल डिवाइस, ऑटोमोटिव लिडार और उन्नत बायोमेट्रिक संवेदन (जैसे, चेहरे की पहचान, नस का पता लगाना) का प्रसार, विशिष्ट प्रदर्शन विशेषताओं वाले विश्वसनीय, कम लागत वाले अवरक्त एमिटर की मांग को लगातार बढ़ावा दे रहा है।The proliferation of the Internet of Things (IoT), wearable devices, automotive LiDAR, and advanced biometric sensing (e.g., facial recognition, vein detection) continues to drive demand for reliable, low-cost IR emitters with specific performance characteristics.