IR Emitter LTE-3220L-032A डेटाशीट - 850nm तरंगदैर्ध्य - 30 डिग्री व्यूइंग एंगल - 150mW पावर - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-3220L-032A एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड एमिटर घटक है जिसे विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक व्यापक उत्पाद लाइन का हिस्सा है जिसमें रिमोट कंट्रोल सिस्टम, इन्फ्रारेड वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन, सुरक्षा अलार्म और इसी तरह के उपयोगों के लिए घटक शामिल हैं। यह डिवाइस अर्धचालक तकनीक का उपयोग करके इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए निर्मित है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस घटक के प्राथमिक लाभों में पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन, उच्च परिचालन गति और एक संकीर्ण विकिरण कोण शामिल है जो निर्देशित इन्फ्रारेड सिग्नलिंग की अनुमति देता है। यह पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त है, जो इसे डिजिटल संचार प्रोटोकॉल के लिए आदर्श बनाता है। लक्षित बाजार में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता, औद्योगिक स्वचालन, सुरक्षा प्रणाली एकीकरणकर्ता और वायरलेस डेटा लिंक के डेवलपर्स शामिल हैं जहाँ विश्वसनीय, गैर-दृश्यमान प्रकाश संचरण की आवश्यकता होती है।

2. गहन 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। अधिकतम पावर डिसिपेशन 150 mW है। यह पल्स्ड स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10μs पल्स चौड़ाई) के तहत 1 A की पीक फॉरवर्ड करंट को संभाल सकता है, जबकि अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 100 mA है। डिवाइस 5 V तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है। परिचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है, और इसे -55°C से +100°C तक के वातावरण में संग्रहीत किया जा सकता है। लीड्स को 260°C पर 5 सेकंड की अवधि के लिए सोल्डर किया जा सकता है, बशर्ते कि सोल्डरिंग पॉइंट घटक बॉडी से कम से कम 4.0mm दूर हो।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर निर्दिष्ट हैं। प्रमुख प्रदर्शन मापदंड हैं:

• विकिरण तीव्रता (Ie):यह प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति को मापता है। यह आमतौर पर 20mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर 24 mW/sr और IF=50mA पर 60 mW/sr होती है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λPeak):वह तरंगदैर्ध्य जिस पर डिवाइस सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है, आमतौर पर 850 नैनोमीटर (nm)।
• स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ):उत्सर्जित प्रकाश की बैंडविड्थ, आमतौर पर 50 nm, जो शिखर के आसपास तरंगदैर्ध्य के प्रसार को दर्शाती है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf):डिवाइस के पार वोल्टेज ड्रॉप जब यह संचालित हो रहा हो, आमतौर पर IF=50mA पर 2.0 वोल्ट।
• रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज लगाने पर छोटी लीकेज करंट, VR=5V पर अधिकतम 100 μA।
• देखने का कोण (2θ1/2):कोणीय प्रसार जहाँ विकिरण तीव्रता कम से कम इसके अधिकतम मूल्य की आधी होती है। इस डिवाइस का अपेक्षाकृत संकीर्ण देखने का कोण 30 डिग्री है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई ग्राफ़ प्रदान करती है जो विभिन्न स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं।

3.1 स्पेक्ट्रल वितरण

चित्र 1 तरंगदैर्ध्य के एक फ़ंक्शन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता दिखाता है। वक्र 850 nm के आसपास केंद्रित है जिसमें अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप और अन्य भौतिक गुणों द्वारा परिभाषित एक विशेषता आकार है। आधी-चौड़ाई वक्र की चौड़ाई के रूप में दिखाई देती है जब यह अपनी अधिकतम ऊंचाई के आधे पर होती है।

3.2 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान

चित्र 2 दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह डीरेटिंग वक्र अनुप्रयोग डिज़ाइन में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है ताकि अधिकतम जंक्शन तापमान को पार करने से रोका जा सके।

3.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज

चित्र 3 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र है। यह एक अर्धचालक डायोड के विशिष्ट घातीय संबंध को दर्शाता है। यह वक्र ड्राइविंग सर्किटरी को डिजाइन करने में मदद करता है, विशेष रूप से वांछित परिचालन करंट के लिए आवश्यक वोल्टेज निर्धारित करने में।

3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान और फॉरवर्ड करंट

चित्र 4 और 5 दिखाते हैं कि प्रकाशीय आउटपुट शक्ति तापमान और ड्राइव करंट के साथ कैसे बदलती है। चित्र 4 इंगित करता है कि आउटपुट शक्ति आम तौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटती है। चित्र 5 दिखाता है कि आउटपुट शक्ति ड्राइव करंट के साथ बढ़ती है, लेकिन जरूरी नहीं कि पूरी तरह से रैखिक तरीके से, विशेष रूप से उच्च करंट पर जहां दक्षता गिर सकती है।

3.5 विकिरण पैटर्न

चित्र 6 एक ध्रुवीय आरेख है जो उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। संकीर्ण 30-डिग्री व्यूइंग एंगल स्पष्ट रूप से दिखाया गया है, जिसमें इस कोन के बाहर तीव्रता तेजी से कम हो जाती है। यह पैटर्न सिस्टम में एक डिटेक्टर के साथ एमिटर को संरेखित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 रूपरेखा आयाम

घटक में एक मानक पैकेज फॉर्म फैक्टर है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है। फ्लैंज के नीचे राल अधिकतम 1.5mm तक बाहर निकल सकती है। लीड स्पेसिंग उस बिंदु पर मापी जाती है जहां लीड्स पैकेज बॉडी से बाहर निकलती हैं।

4.2 ध्रुवता पहचान

हालांकि प्रदान किए गए पाठ में स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं है, इन्फ्रारेड एमिटर डायोड होते हैं और इसलिए उनमें ध्रुवता (एनोड और कैथोड) होती है। लंबी लीड आमतौर पर एनोड होती है। डेटाशीट का आयामी चित्र सामान्य रूप से इसे इंगित करेगा, और सर्किट असेंबली के दौरान सही ध्रुवता का पालन किया जाना चाहिए।

5. स्वचालित असेंबली के लिए पैकेजिंग

डिवाइस स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के साथ उपयोग के लिए उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती है। अनुभाग 6 विस्तृत टेप और रील विनिर्देश प्रदान करता है, जिसमें शामिल हैं:

• टेप चौड़ाई (W3): 17.5 से 19.0 mm
• घटक पॉकेट पिच (P): 12.5 से 12.9 mm
• घटक गुहा गहराई/ऊंचाई (H): टेप के बेस पेपर से 10.5 से 11.5 mm
• पॉकेट के भीतर लीड पिच (F): 2.3 से 3.0 mm

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

प्रदान किया गया प्रमुख दिशानिर्देश लीड सोल्डरिंग तापमान है: अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C, इस शर्त के साथ कि सोल्डरिंग पॉइंट घटक के प्लास्टिक बॉडी से कम से कम 4.0mm दूर होना चाहिए। यह एपॉक्सी पैकेज को थर्मल क्षति से बचाने के लिए है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, 260°C से अधिक न होने वाले शिखर तापमान के साथ एक मानक इन्फ्रारेड या कन्वेक्शन रीफ्लो प्रोफाइल लागू होती है। घटकों को भंडारण तापमान सीमा के अनुसार शुष्क, परिवेशी वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

LTE-3220L-032A निम्नलिखित के लिए उपयुक्त है:

• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल:टीवी, ऑडियो सिस्टम और अन्य उपभोक्ता उपकरणों के लिए।
• लघु-श्रेणी डेटा लिंक:स्मार्टफोन, कंप्यूटर या औद्योगिक सेंसर जैसे उपकरणों के बीच वायरलेस संचार के लिए जहां केबल अव्यावहारिक हैं।
• निकटता और वस्तु पहचान:सुरक्षा प्रणालियों, स्वचालित दरवाजों या औद्योगिक गिनती प्रणालियों में, अक्सर एक फोटोडिटेक्टर के साथ जोड़ा जाता है।
• ऑप्टिकल स्विच और एनकोडर:जहां एक IR बीम को तोड़ना या प्रतिबिंबित करना स्थिति या गति को इंगित करता है।

7.2 डिजाइन विचार

• ड्राइव सर्किट:वोल्टेज स्रोत से ड्राइव करते समय वांछित फॉरवर्ड करंट (IF) सेट करने के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर आवश्यक है। सर्किट को निरंतर और पल्स्ड करंट के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स का सम्मान करना चाहिए।
• थर्मल प्रबंधन:यदि अधिकतम रेटिंग्स के पास या उच्च परिवेश तापमान में संचालित किया जा रहा है, तो डीरेटिंग वक्र को मार्गदर्शक के रूप में उपयोग करते हुए पर्याप्त हीट सिंकिंग या पीसीबी कॉपर क्षेत्र सुनिश्चित करें।
• प्रकाशीय संरेखण:संकीर्ण 30-डिग्री व्यूइंग एंगल के लिए इष्टतम सिग्नल शक्ति के लिए एमिटर और प्राप्त करने वाले डिटेक्टर के बीच सटीक यांत्रिक संरेखण की आवश्यकता होती है।
• परिवेश प्रकाश प्रतिरक्षा:मजबूत परिवेश IR प्रकाश (जैसे, सूर्य के प्रकाश) वाले वातावरण में, विश्वसनीय संचालन के लिए उत्सर्जित सिग्नल (पल्सिंग) का मॉड्यूलेशन और रिसीवर पर संबंधित डीमॉड्यूलेशन आवश्यक है।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

व्यापक-कोण IR एमिटर की तुलना में, LTE-3220L-032A का 30-डिग्री व्यूइंग एंगल अधिक केंद्रित बीम के भीतर उच्च तीव्रता प्रदान करता है। इसके परिणामस्वरूप संभावित लंबी ट्रांसमिशन दूरी या दी गई श्रेणी के लिए कम आवश्यक ड्राइव करंट होता है, जिससे पावर दक्षता में सुधार होता है। इसकी 850nm तरंगदैर्ध्य एक सामान्य मानक है, जो सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर के साथ अच्छी संगतता प्रदान करती है जिसकी इस क्षेत्र में उच्च संवेदनशीलता होती है। पल्स ऑपरेशन के लिए उपलब्धता इसे डिजिटल संचार प्रोटोकॉल के लिए बहुमुखी बनाती है।

9. तकनीकी पैरामीटर पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: विकिरण तीव्रता (mW/sr) और कुल आउटपुट पावर (mW) में क्या अंतर है?

उत्तर: विकिरण तीव्रता प्रति ठोस कोण शक्ति है, जो बताती है कि बीम कितना केंद्रित है। कुल शक्ति के लिए पूरे उत्सर्जन पैटर्न पर तीव्रता को एकीकृत करने की आवश्यकता होगी। संकीर्ण-कोण डिवाइस के लिए, मध्यम कुल शक्ति के साथ भी उच्च विकिरण तीव्रता प्राप्त की जा सकती है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V आपूर्ति से ड्राइव कर सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। 50mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 2.0V है। इसे सीधे 5V से जोड़ने से अत्यधिक करंट होगा और डिवाइस नष्ट हो जाएगी। आपको करंट को वांछित मान (जैसे, 20mA या 50mA) तक सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला (या एक स्थिर करंट ड्राइवर) का उपयोग करना चाहिए।

प्रश्न: यदि यह एक इन्फ्रारेड डिवाइस है तो शिखर तरंगदैर्ध्य 850nm क्यों है?

उत्तर: 850nm निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में है, जो दृश्यमान लाल प्रकाश के ठीक बाद है। यह एक लोकप्रिय विकल्प है क्योंकि सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर इस तरंगदैर्ध्य पर बहुत संवेदनशील होते हैं, और यह लंबी IR तरंगदैर्ध्य की तुलना में दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप के प्रति कम संवेदनशील है।

प्रश्न: पीक करंट के लिए \"300pps, 10μs पल्स\" रेटिंग की व्याख्या कैसे करूं?

उत्तर: इसका मतलब है कि डिवाइस छोटे, उच्च-करंट पल्स को संभाल सकता है। 1A पीक करंट केवल तभी अनुमत है यदि पल्स चौड़ाई 10 माइक्रोसेकंड या उससे कम है और पल्स पुनरावृत्ति दर प्रति सेकंड 300 पल्स या उससे कम है। यह संचार प्रणालियों में उच्च-चमक वाले विस्फोटों की अनुमति देता है।

10. व्यावहारिक उपयोग केस उदाहरण

एक सरल निकटता सेंसर डिजाइन करना:LTE-3220L-032A का उपयोग एक परावर्तक वस्तु सेंसर में ट्रांसमीटर के रूप में किया जा सकता है। इसे एक फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जाता है जो इसके बगल में रखा जाता है। एमिटर को एक पल्स्ड करंट (जैसे, 50mA पल्स) से ड्राइव किया जाता है। जब कोई वस्तु निकट आती है, तो यह कुछ इन्फ्रारेड प्रकाश को वापस फोटोट्रांजिस्टर पर प्रतिबिंबित करती है। फोटोट्रांजिस्टर से जुड़ा सर्किट करंट में इस वृद्धि का पता लगाता है। पल्स्ड ऑपरेशन सिग्नल को परिवेश प्रकाश से अलग करने में मदद करता है। एमिटर का संकीर्ण व्यूइंग एंगल अधिक सटीक संवेदन क्षेत्र को परिभाषित करने में मदद करता है।

11. संचालन सिद्धांत परिचय

डिवाइस एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। इस विशिष्ट सामग्री प्रणाली में, पुनर्संयोजन के दौरान जारी ऊर्जा फोटॉन के रूप में उत्सर्जित होती है जिसकी तरंगदैर्ध्य अर्धचालक के ऊर्जा बैंडगैप से मेल खाती है, जिसे लगभग 850nm (इन्फ्रारेड) के लिए इंजीनियर किया गया है। स्पष्ट पारदर्शी एपॉक्सी पैकेज इस प्रकाश को कुशलतापूर्वक बाहर निकलने की अनुमति देता है।

12. उद्योग रुझान और विकास

इन्फ्रारेड घटकों में रुझान उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट इनपुट अधिक प्रकाश आउटपुट), तेज डेटा ट्रांसमिशन के लिए उच्च गति और कॉम्पैक्ट उपकरणों में एकीकरण के लिए छोटे पैकेज आकारों की ओर जारी है। गैस सेंसिंग या ऑप्टिकल संचार जैसे अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट तरंगदैर्ध्य सीमाओं में भी निरंतर विकास हो रहा है। इस घटक के साथ देखे गए लीड-मुक्त और RoHS-अनुपालन विनिर्माण की ओर बढ़ना, पर्यावरणीय नियमों द्वारा संचालित एक मानक उद्योग आवश्यकता है। मल्टी-चिप मॉड्यूल में ड्राइवर या डिटेक्टर के साथ एमिटर का एकीकरण प्रगति का एक और क्षेत्र है।