LTE-C9501-E-T इन्फ्रारेड एमिटर और रिसीवर डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट - 940nm पीक वेवलेंथ - 20 डिग्री व्यूइंग एंगल - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ सतह माउंट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक अलग इन्फ्रारेड (आईआर) उपकरण के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण देता है। यह उपकरण इन्फ्रारेड उत्सर्जन और प्राप्ति कार्यों को एकीकृत करता है, और विश्वसनीय इन्फ्रारेड सिग्नल ट्रांसमिशन और रिसेप्शन की आवश्यकता वाले समाधानों को पूरा करने के लिए तैयार किया गया है। इसके मुख्य लाभों में स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता, RoHS और ग्रीन उत्पाद मानकों का अनुपालन, और इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग के माध्यम से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्तता शामिल है। प्रमुख लक्षित बाजारों में रिमोट कंट्रोल सिस्टम के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए औद्योगिक अनुप्रयोग, और अलार्म एवं सेंसिंग कार्यों के लिए सुरक्षा प्रणालियाँ शामिल हैं।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

सभी रेटिंग परिवेश तापमान (TA) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। इन सीमाओं से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• शक्ति अपव्यय (Pd):अधिकतम 100 mW।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):पल्स स्थितियों (300 pps, 10 μs पल्स चौड़ाई) में अधिकतम 800 mA।
• डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):Maximum Continuous Current 60 mA.
• Reverse Voltage (VR):Maximum 5 V.
• कार्यशील तापमान सीमा (Topr):-40°C से +85°C.
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-55°C से +100°C।
• इन्फ्रारेड वेल्डिंग शर्तें:अधिकतम पीक तापमान 260°C, अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य प्रदर्शन TA=25°C पर मापा गया है।

• विकिरण तीव्रता (I_E):जब फॉरवर्ड करंट (I_F) 20mA होता है, तो रेंज 1.0 से 6.0 mW/sr होती है। विशिष्ट मान ग्रेडिंग कोड द्वारा निर्धारित किया जाता है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_p):940 nm (टाइपिकल)। यह तरंगदैर्ध्य नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में स्थित है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है और रिमोट कंट्रोल तथा डेटा लिंक के लिए आदर्श है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):50 nm (टिपिकल)। यह पैरामीटर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जन की स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को परिभाषित करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):टिपिकल 1.2V, I_F=20mA पर, रेंज 1.1V से 1.5V।
• Reverse current (I_R):At a reverse voltage (V_R) of 5V, maximum 10 μA.
• Viewing angle (2θ_1/2):20 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब विकिरण की तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) पर मान की आधी हो जाती है। संकीर्ण दृष्टिकोण का अर्थ है विकिरण की अधिक दिशात्मकता।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

डिवाइस को मानक परीक्षण स्थिति I के तहत उसके_F=20mA पर मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर ग्रेडिंग की जाती है। इससे डिजाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए एक समान प्रकाश उत्पादन वाले घटकों का चयन कर सकते हैं।

• BIN A:विकिरण तीव्रता 1.0 mW/sr (न्यूनतम) से 2.0 mW/sr (अधिकतम) तक होती है।
• BIN B:विकिरण तीव्रता 2.0 mW/sr (न्यूनतम) से 3.0 mW/sr (अधिकतम) तक है।
• BIN C:विकिरण तीव्रता 3.0 mW/sr (न्यूनतम) से 6.0 mW/sr (अधिकतम) तक है।

प्रत्येक बिन में तीव्रता सहनशीलता +/-15% है। यह डेटाशीट तरंग दैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए अलग-अलग बिनिंग का संकेत नहीं देती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है, जो सर्किट डिजाइन और विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 स्पेक्ट्रम वितरण

चित्र 1 तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष विकिरण तीव्रता को दर्शाता है। वक्र 940 nm पर केंद्रित है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 50 nm है, जो उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता की पुष्टि करता है।

4.2 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान संबंध

चित्र 2 परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट के डेरेटिंग को दर्शाता है। रेटेड करंट कम तापमान पर अधिकतम मान से रैखिक रूप से घटकर अधिकतम जंक्शन तापमान पर शून्य मान तक पहुँचता है, जो थर्मल ओवरलोड को रोककर विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है।

4.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध

Figure 3 depicts the IV (current-voltage) characteristic curve. It shows the typical exponential diode relationship, where the forward voltage remains relatively constant (approximately 1.2V) over a wide range of operating currents.

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता, परिवेश तापमान और फॉरवर्ड करंट का संबंध

चित्र 4 और 5 दर्शाते हैं कि प्रकाश आउटपुट शक्ति तापमान और ड्राइव करंट के साथ कैसे बदलती है। आउटपुट आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है (चित्र 4), और फॉरवर्ड करंट के साथ सुपरलीनियर रूप से बढ़ता है (चित्र 5), जो प्रदर्शन स्थिरता बनाए रखने के लिए स्थिर ड्राइव करंट और थर्मल प्रबंधन के महत्व को रेखांकित करता है।

4.5 विकिरण पैटर्न

चित्र 6 उत्सर्जित प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाने वाला एक पोलर रेडिएशन पैटर्न है। यह पैटर्न 20 डिग्री के व्यू एंगल की पुष्टि करता है, जिसमें तीव्रता केंद्रीय अक्ष के +/-10 डिग्री पर 50% तक गिर जाती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Outline Dimensions

यह घटक मानक EIA पैकेजिंग में संलग्न है। विशिष्ट आयाम स्पेसिफिकेशन शीट ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.1mm है। पैकेजिंग में शीर्ष दृश्य के लिए क्रिस्टल स्पष्ट प्लास्टिक लेंस का उपयोग किया गया है।

5.2 Recommended Pad Layout

PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है, पैड का आकार 1.0mm x 1.8mm है। यह लेआउट रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता के लिए अनुकूलित किया गया है।

5.3 ध्रुवीयता पहचान

मानक डायोड पोलैरिटी अंकन अपनाया गया है। कैथोड आमतौर पर पैकेज पर चिह्नित होता है। सही अभिविन्यास सुनिश्चित करने के लिए, डिज़ाइनरों को सटीक अंकन योजना जानने के लिए विस्तृत आउटलाइन ड्राइंग का संदर्भ लेना चाहिए।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया वक्र

इसमें लीड-फ्री प्रक्रिया के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल शामिल है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• प्रीहीट:150-200°C।
• प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड।
• शिखर तापमान:अधिकतम 260°C।
• लिक्विडस टाइम ऊपर:अधिकतम 10 सेकंड (अधिकतम दो रिफ्लो साइकिल की सिफारिश की जाती है)।

यह वक्र JEDEC मानक पर आधारित है ताकि घटक विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सके। डेटाशीट इस बात पर जोर देती है कि इष्टतम वक्र विशिष्ट PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और ओवन पर निर्भर करता है, इसलिए बोर्ड-स्तरीय विशेषता विश्लेषण करने की सिफारिश की जाती है।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग अनिवार्य है, तो अधिकतम 300°C तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, प्रत्येक सोल्डर जोड़ को 3 सेकंड से अधिक समय तक न गर्माएं। घटकों पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव डालने से बचें।

6.3 भंडारण की शर्तें

सही भंडारण सोल्डर करने की क्षमता के लिए महत्वपूर्ण है:

• सीलबंद पैकेजिंग:≤30°C और ≤90% RH की स्थिति में संग्रहित करें। नमी-रोधी बैग खोलने के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
• खोला गया पैकेज:≤30°C और ≤60% RH की स्थिति में संग्रहित करें। घटकों को एक सप्ताह के भीतर रिफ्लो सोल्डर किया जाना चाहिए। लंबे समय तक भंडारण के लिए, ड्रायर युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें। मूल पैकेजिंग बैग के बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत घटकों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।

6.4 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग करें। ऐसे प्रबल या जल-आधारित क्लीनरों के उपयोग से बचें जो प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या लेंस को क्षति पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 टेप और रील विनिर्देश

यह घटक 8mm कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है, जो 7 इंच व्यास की रील पर लपेटा जाता है और मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का अनुपालन करती है।

7.2 मॉडल विश्लेषण

पार्ट नंबर LTE-C9501-E-T इस विशिष्ट मॉडल की पहचान करता है। प्रत्यय "E" और "T" संभवतः निर्माता की आंतरिक कोडिंग प्रणाली के अनुसार विशिष्ट बिनिंग, पैकेजिंग (टेप और रील), या अन्य उत्पाद वेरिएंट को दर्शाते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

इन्फ्रारेड एमिटर को आमतौर पर आवश्यक पल्स करंट (जैसे, रिमोट कंट्रोल कोडिंग के लिए) प्रदान करने के लिए ट्रांजिस्टर या समर्पित ड्राइवर IC द्वारा संचालित किया जाता है। फॉरवर्ड करंट (I_F) को वांछित मान पर सेट करने के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर को श्रृंखला में अवश्य जोड़ा जाना चाहिए, जिसकी गणना सूत्र (पावर सप्लाई वोल्टेज - V_F) / I_Fयदि फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर एकीकृत किया गया है, तो रिसीवर सिरे पर एक लोड रेसिस्टर को रिवर्स बायस कॉन्फ़िगरेशन में जोड़ा जाएगा, जो फोटोकरंट को मापने योग्य वोल्टेज में परिवर्तित करता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• करंट ड्राइव:पूर्ण अधिकतम रेटिंग के भीतर कार्य करें। निरंतर संचालन के लिए, 60mA DC धारा से अधिक न जाएं। पल्स संचालन (जैसे रिमोट कंट्रोल) के लिए, 800mA तक की उच्च चरम धारा की अनुमति है, जो तात्कालिक विकिरण आउटपुट और संचरण दूरी को काफी बढ़ा सकती है।
• थर्मल प्रबंधन:100mW की बिजली अपव्यय रेटिंग का पालन करना चाहिए। PCB पर, विशेष रूप से अधिकतम रेटिंग के करीब काम करते समय, हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए पैड के आसपास पर्याप्त तांबे की पन्नी क्षेत्र सुनिश्चित करें।
• ऑप्टिकल पथ:20 डिग्री का व्यू एंगल अपेक्षाकृत संकीर्ण है। ट्रांसमीटर और रिसीवर को सटीक रूप से संरेखित करने की आवश्यकता है। अवरोधों से बचें, यदि भिन्न बीम मोड की आवश्यकता हो, तो लेंस या लाइट पाइप के उपयोग पर विचार करें।
• एंबिएंट लाइट रिजेक्शन:रिसीवर एप्लिकेशन के लिए, 940nm की पीक सेंसिटिविटी दृश्यमान प्रकाश शोर को दबाने में सहायक है। मजबूत इन्फ्रारेड स्रोतों (जैसे सूर्य का प्रकाश या तापदीप्त बल्ब) वाले वातावरण में, सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बढ़ाने के लिए अतिरिक्त ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग या मॉड्यूलेशन (AC कपलिंग) सिग्नल डिटेक्शन तकनीकों की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

सामान्य इन्फ्रारेड LED की तुलना में, इस घटक के विशिष्ट लाभ हैं: यह स्वचालित प्लेसमेंट और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन को सरल बनाता है। तीव्रता ग्रेडिंग (A, B, C) प्रदान करना डिजाइन स्थिरता सुनिश्चित करता है। 940nm तरंगदैर्ध्य उपभोक्ता रिमोट कंट्रोल के लिए एक सार्वभौमिक मानक है, जो व्यापक रिसीवर के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। विस्तृत सोल्डरिंग प्रोफाइल और भंडारण दिशानिर्देश शामिल करना डिजाइन फॉर मैन्युफैक्चरबिलिटी पर ध्यान को दर्शाता है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: विकिरण तीव्रता (mW/sr) और चमकदार तीव्रता (mcd) में क्या अंतर है?
उत्तर: विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित कुल प्रकाश शक्ति को मापती है और यह अवरक्त उपकरणों से संबंधित है। चमकदार तीव्रता मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक को मापती है, जिसे फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र के अनुसार भारित किया जाता है, और यह दृश्यमान प्रकाश LED के लिए उपयोग की जाती है। इस अवरक्त उपकरण के लिए, विकिरण तीव्रता सही मापदंड है।

प्रश्न: क्या मैं इसे निरंतर डेटा संचरण के लिए उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, लेकिन इसे 60mA की डीसी फॉरवर्ड करंट सीमा के भीतर काम करना चाहिए। उच्च गति या लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए, पल्स ऑपरेशन (800mA पीक रेटिंग के भीतर) अधिक प्रभावी है, क्योंकि यह उच्च तात्कालिक ऑप्टिकल पावर की अनुमति देता है।

प्रश्न: सही BIN कैसे चुनें?
उत्तर: लिंक बजट के लिए आवश्यक ऑप्टिकल पावर के आधार पर चुनें। BIN C (3-6 mW/sr) उच्चतम आउटपुट और सबसे लंबी दूरी प्रदान करता है। कम दूरी के अनुप्रयोगों के लिए, BIN A या B पर्याप्त हो सकते हैं और अधिक लागत-प्रभावी हैं।

प्रश्न: क्या बाहरी लेंस की आवश्यकता है?
उत्तर: यह डिवाइस शीर्ष-दृश्य लेंस से सुसज्जित है जो 20-डिग्री बीम प्रदान करता है। आमतौर पर बाहरी लेंस की आवश्यकता नहीं होती, जब तक कि आपको बीम को समानांतर (संकीर्ण कोण) या केंद्रित करने की आवश्यकता न हो।

11. वास्तविक डिज़ाइन केस स्टडी

दृश्य:घरेलू उपकरणों के लिए एक सरल इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर डिज़ाइन करें।
डिज़ाइन चरण:
1. घटक चयन:इस इन्फ्रारेड एमिटर का चयन करें (उदाहरण के लिए, अच्छी दूरी के लिए BIN C चुनें)।
2. ड्राइवर सर्किट:मॉड्यूलेटेड वाहक सिग्नल (उदाहरण के लिए, 38kHz) उत्पन्न करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग करें। यह सिग्नल स्विच कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर (उदाहरण के लिए, NPN) को चलाता है। ट्रांजिस्टर का कलेक्टर इन्फ्रारेड एमिटर के एनोड से जुड़ा होता है, और कैथोड ग्राउंडेड होता है। एमिटर के साथ श्रृंखला में जुड़ा रेसिस्टर करंट निर्धारित करता है: R = (Vcc - V_CE(sat)- V_F) / I_F। मान लें कि Vcc=3.3V, V_CE(sat)=0.2V, V_F=1.2V, आवश्यक I_F=100mA (pulse), to R = (3.3 - 0.2 - 1.2) / 0.1 = 19Ω (use standard 20Ω resistor). Ensure transistor can handle peak current.
3. PCB layout:Place transmitter at PCB edge. Use recommended pad size. Provide a small copper pour area for heat dissipation.
4. परीक्षण:आउटपुट को सत्यापित करने के लिए इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल या डिजिटल कैमरा (जो 940nm प्रकाश को हल्के बैंगनी प्रकाश के रूप में देख सकता है) का उपयोग करें।

12. कार्य सिद्धांत

डिवाइस का उत्सर्जक भाग इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस सिद्धांत पर कार्य करता है। जब अर्धचालक चिप (संभवतः GaAs-आधारित 940nm उत्सर्जक) पर अग्र धारा लगाई जाती है, तो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है, जिसकी तरंगदैर्ध्य सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा (940nm) के अनुरूप होती है। यदि एक प्राप्त करने वाला भाग मौजूद है, तो यह फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है। पर्याप्त ऊर्जा वाले आपतित अवरक्त फोटॉन अर्धचालक में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जो एक रिवर्स बायस लगाने पर फोटोकरंट उत्पन्न करते हैं। यह करंट आपतित अवरक्त प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होता है।

13. उद्योग रुझान

परिपक्व अनुप्रयोगों जैसे रिमोट कंट्रोल, प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग और फोटोइलेक्ट्रिक स्विच द्वारा संचालित, डिस्क्रीट इन्फ्रारेड घटक बाजार स्थिर बना हुआ है। रुझानों में इन्फ्रारेड एमिटर और रिसीवर को अधिक जटिल मॉड्यूल में एकीकृत करना शामिल है, जिनमें अंतर्निहित ड्राइवर और लॉजिक होते हैं (उदाहरण के लिए, I2C आउटपुट वाला प्रॉक्सिमिटी सेंसर मॉड्यूल)। साथ ही, उद्योग अधिक कुशलता (प्रति mA ड्राइव करंट अधिक विकिरण आउटपुट) और छोटे पैकेज आकार की दिशा में प्रयास जारी रखता है, ताकि तेजी से कॉम्पैक्ट होते उपभोक्ता उपकरणों में फिट हो सके। जैसा कि इस डेटाशीट में दर्शाया गया है, RoHS अनुपालन और हरित विनिर्माण पर जोर देना एक सामान्य उद्योग मानक है।