आईआर एमिटर और डिटेक्टर LTE-C9511-E डेटाशीट - 940nm तरंगदैर्ध्य - 20mA फॉरवर्ड करंट - 1.5V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक अलग इन्फ्रारेड घटक के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है, जिसे विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन और संसूचन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण 940nm शिखर तरंगदैर्ध्य वाला एक सरफेस-माउंट घटक है, जो इसे विभिन्न प्रकाश-विद्युत प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है।

1.1 विशेषताएँ

• RoHS और ग्रीन उत्पाद मानकों के अनुरूप।
• स्वचालित असेंबली के लिए 7\" व्यास के रील पर 8mm टेप में पैक किया गया।
• स्वचालित प्लेसमेंट उपकरण और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत।
• मानक EIA पैकेज फुटप्रिंट।
• 940nm की शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp)।
• टॉप-व्यू लेंस के साथ वाटर-क्लियर प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन।
• नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 3।

1.2 अनुप्रयोग

• रिमोट कंट्रोल यूनिट्स के लिए इन्फ्रारेड एमिटर।
• निकटता संवेदन, डेटा ट्रांसमिशन, या सुरक्षा अलार्म के लिए पीसीबी-माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसर।

2. रूपरेखा आयाम

घटक एक मानक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज रूपरेखा का पालन करता है। सभी प्राथमिक आयाम डेटाशीट चित्रों में दिए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.15mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। यह पैकेज मुद्रित सर्किट बोर्ड पर विश्वसनीय प्लेसमेंट और सोल्डरिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है।

3. पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे उपकरण को स्थायी क्षति हो सकती है। सभी मान 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर निर्दिष्ट हैं।

• शक्ति अपव्यय (Pd):100 mW
• शिखर अग्र धारा (IFP):1 A (स्पंदित स्थितियों में: 300 pps, 10μs स्पंद चौड़ाई)
• डीसी अग्र धारा (IF):50 mA
• विपरीत वोल्टेज (VR):5 V
• कार्य तापमान सीमा (Topr):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-55°C से +100°C
• इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग स्थिति:10 सेकंड के लिए अधिकतम शिखर तापमान 260°C।

4. विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत TA=25°C पर मापे जाते हैं, जो अपेक्षित परिचालन व्यवहार प्रदान करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_E):4.0 (न्यूनतम), 6.0 (विशिष्ट) mW/sr, I_F= 20mA पर।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_शिखर):940 nm (विशिष्ट), I_F= 20mA पर।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ):50 nm (विशिष्ट), I_F= 20mA पर।
• अग्र वोल्टेज (V_F):1.2 (विशिष्ट), 1.5 (अधिकतम) V, I_F= 20mA पर।
• विपरीत धारा (I_R):10 μA (अधिकतम), V_R= 5V पर।
• देखने का कोण (2θ_1/2):20 (न्यूनतम), 25 (विशिष्ट) डिग्री। θ_1/2वह ऑफ-एक्सिस कोण है जहाँ विकिरण तीव्रता अक्षीय मान की आधी होती है।

4.1 बिन कोड सूची

उपकरणों को अनुप्रयोग डिज़ाइन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए 20mA पर मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर बिन में समूहीकृत किया जाता है।

• बिन कोड K:4 से 6 mW/sr
• बिन कोड L:5 से 7.5 mW/sr
• बिन कोड M:6 से 9 mW/sr
• बिन कोड N:7 से 10.5 mW/sr

5. विशिष्ट प्रदर्शन वक्र

निम्नलिखित वक्र विभिन्न स्थितियों के तहत उपकरण के व्यवहार को दर्शाते हैं, जो सर्किट डिज़ाइन के लिए गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

5.1 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रल आउटपुट वक्र तरंगदैर्ध्य के पार सापेक्ष विकिरण तीव्रता दर्शाता है, जो 940nm शिखर के आसपास केंद्रित है और इसकी विशिष्ट 50nm अर्ध-चौड़ाई है, जो इन्फ्रारेड प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को परिभाषित करती है।

5.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज

यह IV वक्र लागू अग्र धारा और उपकरण के पार परिणामी वोल्टेज ड्रॉप के बीच संबंध को दर्शाता है, जो आवश्यक ड्राइव वोल्टेज और शक्ति अपव्यय निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

5.3 अग्र धारा बनाम परिवेश तापमान

यह ग्राफ परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा के डीरेटिंग को दर्शाता है, जो थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता के लिए आवश्यक है।

5.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह दर्शाता है कि ऑप्टिकल आउटपुट शक्ति बढ़ती ड्राइव धारा के साथ कैसे बदलती है, जो वांछित चमक/तीव्रता के लिए धारा सेटिंग को अनुकूलित करने में मदद करती है।

5.5 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ ऑप्टिकल आउटपुट में होने वाली विशिष्ट कमी को दर्शाता है, जो विभिन्न थर्मल वातावरण में काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख विचार है।

5.6 विकिरण पैटर्न आरेख

एक ध्रुवीय आरेख जो उत्सर्जित इन्फ्रारेड विकिरण के कोणीय वितरण का प्रतिनिधित्व करता है, जिसकी विशेषता 25-डिग्री विशिष्ट देखने का कोण है। यह उत्सर्जन शंकु को परिभाषित करता है और एमिटर को डिटेक्टर के साथ संरेखित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

6. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

6.1 सुझावित सोल्डरिंग पैड लेआउट

उचित सोल्डर जोड़ गठन, यांत्रिक स्थिरता और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान थर्मल रिलीफ सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पीसीबी लैंड पैटर्न आयाम प्रदान किए गए हैं।

6.2 टेप और रील पैकेज आयाम

विस्तृत चित्र कैरियर टेप आयाम, पॉकेट स्पेसिंग और रील विशिष्टताओं को निर्दिष्ट करते हैं, जो मानक SMD असेंबली उपकरणों के साथ संगत हैं।

• रील व्यास: 7 इंच।
• प्रति रील मात्रा: 1500 टुकड़े।
• पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विशिष्टताओं के अनुरूप है।

7. असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

7.1 भंडारण स्थितियाँ

इसकी नमी संवेदनशीलता स्तर 3 रेटिंग के कारण, विशिष्ट भंडारण प्रोटोकॉल का पालन किया जाना चाहिए। डिसिकेंट के साथ अनओपन्ड, फैक्ट्री-सील्ड पैकेज को 30°C और 90% RH से नीचे संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार खोलने के बाद, घटकों को 30°C और 60% RH से नीचे संग्रहीत किया जाना चाहिए और आदर्श रूप से एक सप्ताह के भीतर रीफ्लो किया जाना चाहिए। मूल बैग के बाहर विस्तारित भंडारण के लिए डिसिकेंट के साथ एक ड्राई कैबिनेट या सील कंटेनर की आवश्यकता होती है। एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत घटकों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए ताकि \"पॉपकॉर्निंग\" क्षति को रोका जा सके।

7.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल आइसोप्रोपाइल अल्कोहल (IPA) जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। कठोर या आक्रामक रासायनिक क्लीनर से बचना चाहिए।

7.3 सोल्डरिंग सिफारिशें

यह उपकरण इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है। एक JEDEC-अनुरूप तापमान प्रोफ़ाइल की अनुशंसा की जाती है।

• रीफ्लो सोल्डरिंग:अधिकतम 10 सेकंड के लिए अधिकतम शिखर तापमान 260°C (अधिकतम दो रीफ्लो चक्र)।
• हैंड सोल्डरिंग (आयरन):प्रति पैड अधिकतम 3 सेकंड के लिए अधिकतम टिप तापमान 300°C।

सटीक प्रोफ़ाइल को विशिष्ट पीसीबी डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए ओवन के लिए चरित्रित किया जाना चाहिए।

7.4 ड्राइव सर्किट डिज़ाइन

चूंकि एक इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड (IRED) एक धारा-चालित उपकरण है, इसलिए स्थिर संचालन के लिए एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर अनिवार्य है। अनुशंसित सर्किट कॉन्फ़िगरेशन (सर्किट A) प्रत्येक IRED के साथ श्रृंखला में एक अलग रेसिस्टर रखता है, भले ही कई उपकरण वोल्टेज स्रोत के समानांतर जुड़े हों। यह सभी उपकरणों में एकसमान धारा वितरण और सुसंगत विकिरण तीव्रता सुनिश्चित करता है, जो बिना अलग रेसिस्टर के एक साधारण समानांतर कनेक्शन (सर्किट B) में होने वाली चमक भिन्नताओं को रोकता है।

8. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह घटक सामान्य-उद्देश्य इन्फ्रारेड अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी 940nm तरंगदैर्ध्य कई प्लास्टिक के माध्यम से उच्च संचरण और कम दृश्यता के कारण रिमोट कंट्रोल सिस्टम के लिए आदर्श है। यह उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, कार्यालय उपकरण और बुनियादी औद्योगिक नियंत्रणों में लघु-श्रेणी डेटा लिंक, वस्तु पहचान और निकटता संवेदन के लिए भी उपयुक्त है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• प्रकाशीय संरेखण:25-डिग्री देखने के कोण के लिए इष्टतम सिग्नल शक्ति के लिए एमिटर और संबंधित फोटोडिटेक्टर (जैसे, फोटोट्रांजिस्टर या फोटोडायोड) के बीच सावधानीपूर्वक यांत्रिक संरेखण की आवश्यकता होती है।
• धारा सेटिंग:मुख्य पैरामीटरों के परीक्षण के लिए अनुशंसित 20mA डीसी अग्र धारा पर या उससे नीचे संचालित करें। आवश्यक विकिरण तीव्रता के लिए उपयुक्त धारा का चयन करने के लिए प्रदर्शन वक्रों का उपयोग करें, साथ ही शक्ति अपव्यय और थर्मल प्रभावों पर विचार करें।
• परिवेश प्रकाश प्रतिरक्षा:
• जब एक संवेदन प्रणाली के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है, तो मॉड्यूलेटेड आईआर सिग्नल और संबंधित फ़िल्टर किए गए डिटेक्टरों के उपयोग पर विचार करें ताकि सूर्य के प्रकाश या तापदीप्त बल्ब जैसे परिवेश प्रकाश स्रोतों से हस्तक्षेप को रोका जा सके।
• थर्मल प्रबंधन:सुनिश्चित करें कि पीसीबी लेआउट पर्याप्त थर्मल रिलीफ प्रदान करता है, विशेष रूप से यदि अधिकतम रेटिंग के पास या उच्च परिवेश तापमान में संचालित किया जा रहा है, ताकि दीर्घकालिक विश्वसनीयता बनाए रखी जा सके।

8.3 संचालन का सिद्धांत

यह उपकरण एक इन्फ्रारेड प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) के रूप में कार्य करता है। जब इसके अग्र वोल्टेज (V_F) से अधिक का अग्र बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक जंक्शन में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। विशिष्ट अर्धचालक सामग्री (जैसे, GaAs) को इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम (940nm) में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए चुना जाता है, जो मानव आँख के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर द्वारा पता लगाया जा सकता है।

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

9.1 विकिरण तीव्रता और दीप्त तीव्रता में क्या अंतर है?

विकिरण तीव्रता (mW/sr में मापी गई) इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में प्रति ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति है। दीप्त तीव्रता (कैंडेला में मापी गई) मानव आँख की संवेदनशीलता से भारित होती है और इस गैर-दृश्यमान इन्फ्रारेड स्रोत के लिए लागू नहीं होती है।

9.2 क्या मैं इस IRED को सीधे माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन से चला सकता हूँ?

नहीं। एक माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर 20mA विश्वसनीय रूप से प्रदान नहीं कर सकता है और इसमें करंट रेगुलेशन का अभाव होता है। हमेशा डेटाशीट में दिखाए गए अनुसार एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ एक ड्राइवर सर्किट (जैसे ट्रांजिस्टर) का उपयोग करें ताकि IRED को एक स्थिर, नियंत्रित धारा प्रदान की जा सके।

9.3 भंडारण स्थिति इतनी विशिष्ट क्यों है (MSL 3)?

प्लास्टिक पैकेजिंग हवा से नमी अवशोषित कर सकती है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है और संभावित रूप से विघटन या दरारें (\"पॉपकॉर्निंग\") हो सकती हैं। MSL रेटिंग और बेकिंग निर्देश इस विफलता मोड को रोकते हैं।

9.4 मैं सही श्रृंखला रेसिस्टर मान का चयन कैसे करूँ?

ओम का नियम प्रयोग करें: R = (V_{आपूर्ति}- V_F) / I_F. उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति, V_Fका विशिष्ट मान 1.2V, और वांछित I_F20mA के साथ: R = (5 - 1.2) / 0.02 = 190 ओम। निकटतम मानक रेसिस्टर मान चुनें, शक्ति रेटिंग (P = I²R) पर विचार करते हुए।