सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 स्पेक्ट्रम वितरण
- 4.2 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज और परिवेश तापमान
- 4.3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट और तापमान
- 4.4 विकिरण पैटर्न
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 आयाम और ध्रुवता
- 5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 नमी संवेदनशीलता और भंडारण
- 6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग नोट एवं डिज़ाइन विचार
- 8.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 8.2 विश्वसनीय संचालन के लिए डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
- दो, विद्युत मापदंड
- तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTE-S9711-J एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड कंपोनेंट है, जो विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन और संसूचन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक व्यापक श्रृंखला का हिस्सा है। इस घटक का प्राथमिक कार्य 940 नैनोमीटर की चरम तरंगदैर्ध्य पर इन्फ्रारेड प्रकाश का उत्सर्जन या संसूचन करना है। इसके साइड-व्यू लेंस डिज़ाइन से चौड़ा देखने का कोण मिलता है, जो इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां प्रकाशीय अक्ष माउंटिंग सतह के समानांतर होती है। यह उपकरण पारदर्शी प्लास्टिक पैकेज में आता है और आधुनिक स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
LTE-S9711-J डिज़ाइनरों को कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। यह RoHS और ग्रीन प्रोडक्ट मानकों का अनुपालन करता है, जिससे पर्यावरण अनुपालन सुनिश्चित होता है। यह पैकेज 13 इंच व्यास वाले रील पर 8 मिमी कैरियर टेप के रूप में उपलब्ध है, जो इसे हाई-स्पीड ऑटोमेटेड प्लेसमेंट उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत बनाता है। यह संगतता बड़े पैमाने पर उत्पादन के विनिर्माण प्रवाह को काफी सरल बनाती है। इसके अलावा, यह उपकरण इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए रेटेड है, जो मानक सतह माउंट तकनीक (SMT) असेंबली लाइनों के अनुरूप है। इसके प्रमुख लक्षित बाजारों में रिमोट कंट्रोल कार्यों के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, इन्फ्रारेड वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए औद्योगिक अनुप्रयोग, और अलार्म एवं संवेदन कार्यों के लिए सुरक्षा प्रणालियाँ शामिल हैं। साइड-व्यू पैकेज उन स्थान-सीमित डिज़ाइनों में विशेष रूप से फायदेमंद है जहां टॉप-एमिटिंग घटक फिट नहीं हो सकते।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
यह खंड LTE-S9711-J की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का इसके निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग और विद्युत/प्रकाशीय विशेषता तालिकाओं के आधार पर विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विवेचन प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण की स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं। ये संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं। LTE-S9711-J के लिए, 25°C परिवेश तापमान (TA) पर अधिकतम शक्ति अपव्यय 100 mW है। यह रेटिंग अनुप्रयोग सर्किट के तापीय डिजाइन को निर्धारित करती है। यह उपकरण 1 एम्पीयर के उच्च शिखर अग्र धारा को सहन कर सकता है, लेकिन केवल विशिष्ट स्पंद शर्तों के तहत: 10 माइक्रोसेकंड की स्पंद चौड़ाई और प्रति सेकंड 300 स्पंदों की स्पंद पुनरावृत्ति दर। निरंतर डीसी अग्र धारा रेटिंग अधिक रूढ़िवादी है, जो 50 mA है। रिवर्स वोल्टेज रेटिंग 5 वोल्ट है, जो दर्शाता है कि उपकरण की रिवर्स बायस के प्रति सहनशीलता बहुत कम है और यह ऐसे संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। संचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C और भंडारण सीमा -55°C से +100°C है, जो वाणिज्यिक-ग्रेड इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए मानक सीमा है। यह उपकरण 260°C शिखर तापमान, अधिकतम 10 सेकंड की इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।
2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
विशिष्ट संचालन मापदंड TA=25°C पर निर्दिष्ट किए गए हैं। प्रमुख प्रकाशीय मापदंड विकिरण तीव्रता (IE), जब फॉरवर्ड करंट (IF) 20mA ड्राइव पर होता है, तो इसका न्यूनतम मान 3.0 mW/sr होता है। इस पैरामीटर को ग्रेडेड किया गया है, विवरण बाद में देखें। पीक एमिशन वेवलेंथ (λपीक) का टाइपिकल मान 940nm है, जो नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम से संबंधित है और मानव आँखों के लिए अदृश्य है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ), यानी हाफ-विड्थ, का टाइपिकल मान 50nm है, जो पीक एमिशन के आसपास तरंगदैर्ध्य वितरण की सीमा का वर्णन करता है। विद्युतीय पहलुओं में, फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) IF=20mA पर टाइपिकल रूप से 1.2V और अधिकतम 1.5V होता है। रिवर्स करंट (IR) बहुत कम है, रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर अधिकतम 10 μA होता है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2) का टाइपिकल मान 45 डिग्री है, जहाँ θ1/2वह कोण है जब विकिरण तीव्रता अपने अक्षीय मान से आधी हो जाती है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
LTE-S9711-J उत्पादन बैचों के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करने और विभिन्न प्रदर्शन स्तरों के लिए विकल्प प्रदान करने के लिए अपनी विकिरण तीव्रता के लिए एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है। बिन कोड मॉडल नंबर में दर्शाया गया है (उदाहरण के लिए, LTE-S9711-J में "J")। उपलब्ध बिन में शामिल हैं:
- J बिन:IF=20mA पर, विकिरण तीव्रता 3.0 mW/sr (न्यूनतम) और 4.5 mW/sr (अधिकतम) के बीच होती है।
- K बिन:IF=20mA पर, विकिरण तीव्रता 4.0 mW/sr (न्यूनतम) और 6.0 mW/sr (अधिकतम) के बीच होती है।
- L मोड:IF=20mA पर, विकिरण तीव्रता न्यूनतम 5.0 mW/sr है (प्रदान किए गए डेटा में ऊपरी सीमा निर्दिष्ट नहीं है)।
यह प्रणाली डिजाइनरों को उनकी विशिष्ट प्रकाश आउटपुट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे प्रदर्शन और लागत के बीच संतुलन स्थापित होता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं, जो गैर-मानक स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
4.1 स्पेक्ट्रम वितरण
स्पेक्ट्रम वितरण वक्र (चित्र 1) तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन दर्शाता है। यह 940nm पर शिखर और लगभग 50nm के स्पेक्ट्रम अर्ध-चौड़ाई की पुष्टि करता है। विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, या जब डिटेक्टर की स्पेक्ट्रम प्रतिक्रिया से मिलान किया जाता है, तो यह वक्र महत्वपूर्ण है।
4.2 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज और परिवेश तापमान
चित्र 2 और चित्र 3 विभिन्न परिवेश तापमानों पर फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध को दर्शाते हैं। ये वक्र दर्शाते हैं कि VFका एक नकारात्मक तापमान गुणांक है; दिए गए करंट पर, यह तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह अर्धचालक डायोड का विशिष्ट व्यवहार है। विशेष रूप से व्यापक तापमान सीमा में, स्थिर ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए इसे समझना महत्वपूर्ण है।
4.3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट और तापमान
चित्र 4 और चित्र 5 दर्शाते हैं कि प्रकाश आउटपुट शक्ति (IF=20mA पर इसके मान के सापेक्ष) फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान के साथ कैसे बदलती है। आउटपुट करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च करंट पर उप-रैखिक संबंध प्रदर्शित करता है, जो थर्मल प्रभावों के कारण हो सकता है। चित्र 4 विशेष रूप से दर्शाता है कि आउटपुट शक्ति परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है, जो उच्च तापमान अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण डेरेटिंग कारक है।
4.4 विकिरण पैटर्न
विकिरण पैटर्न (चित्र 6) एक ध्रुवीय आरेख है जो उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। विशिष्ट 45-डिग्री देखने का कोण (2θ1/2) यहाँ स्पष्ट रूप से पुष्टि की गई है। यह आरेख प्रकाशिकी डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है, जो उत्सर्जक को डिटेक्टर के साथ संरेखित करने या अवरक्त सिग्नल के कवरेज क्षेत्र को समझने में सहायता करता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 आयाम और ध्रुवता
यह घटक एक मानक साइड-व्यू सरफेस माउंट पैकेज में आता है। आउटलाइन ड्राइंग सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करती है, जिसमें बॉडी आकार, लीड पिच और लेंस स्थिति शामिल है। कैथोड को आमतौर पर पैकेज बॉडी पर दृश्य चिह्नों (जैसे नॉच या फ्लैट) द्वारा पहचाना जाता है, जैसा कि चित्र कैप्शन में दिखाया गया है। अंतिम असेंबली में उचित क्लीयरेंस सुनिश्चित करने के लिए पैकेज की ऊंचाई, चौड़ाई और गहराई निर्दिष्ट की गई है।
5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और सही यांत्रिक संरेखण सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (सोल्डर पैड आयाम) प्रदान किए गए हैं। इन अनुशंसाओं का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग (घटक का एक सिरा उठना) को रोकने और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के साथ अच्छे थर्मल और विद्युत संपर्क सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
सतह माउंट डिवाइस की विश्वसनीयता के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।
6.1 नमी संवेदनशीलता और भंडारण
LTE-S9711-J की नमी संवेदनशीलता स्तर 3 (MSL 3) है। इसका मतलब है कि पैकेज किए गए घटक को सोल्डरिंग से पहले, फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों (≤30°C/60% RH) में 168 घंटे (एक सप्ताह) तक उजागर किया जा सकता है, बिना रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान नमी से संबंधित क्षति (पॉपकॉर्न प्रभाव) के। यदि मूल नमी-सुरक्षात्मक बैग खोला जाता है, तो इस एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया पूरी करने की सिफारिश की जाती है। मूल पैकेजिंग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, घटकों को ड्रायर युक्त सूखे कैबिनेट या सील कंटेनर में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि एक सप्ताह से अधिक समय तक उजागर किया गया है, तो अवशोषित नमी को हटाने के लिए असेंबली से पहले बेकिंग प्रक्रिया (लगभग 60°C, कम से कम 20 घंटे) आवश्यक है।
6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
यह डिवाइस इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है। अनुशंसित तापमान प्रोफाइल JEDEC मानक का पालन करती है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं: प्रीहीट क्षेत्र 150°C से 200°C, अधिकतम 120 सेकंड; पीक बॉडी तापमान 260°C से अधिक नहीं, अधिकतम 10 सेकंड। इस स्थिति में, यह डिवाइस अधिकतम दो रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों का सामना कर सकता है। सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके मैन्युअल सोल्डरिंग के लिए, आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक जोड़ पर संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। सोल्डर पेस्ट निर्माता के विनिर्देशों का पालन करना और इन दिशानिर्देशों के साथ उन्हें जोड़ना महत्वपूर्ण है।
6.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अपघर्षक या संक्षारक रासायनिक क्लीनर प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
LTE-S9711-J का मानक पैकेज 8 मिलीमीटर चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप है। टेप 13 इंच (330 मिमी) व्यास के रील पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में लगभग 9,000 घटक होते हैं। पैकेजिंग विशिष्टताएँ ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक के अनुरूप हैं। घटकों की सुरक्षा के लिए टेप पर एक कवर सील होता है, प्रति रील अधिकतम दो लगातार लापता घटक (खाली स्थान) की अनुमति है। आवश्यक विकिरण तीव्रता प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड सहित मॉडल (उदाहरण के लिए, LTE-S9711-J, LTE-S9711-K) निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
8. अनुप्रयोग नोट एवं डिज़ाइन विचार
8.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
एक अवरक्त एमिटर के रूप में, LTE-S9711-J एक करंट-चालित डिवाइस है। आवश्यक फॉरवर्ड करंट (IF) सेट करने और एलईडी को अत्यधिक करंट से सुरक्षित रखने के लिए, विशेष रूप से बैटरी या वोल्टेज रेगुलेटर जैसे वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित होने पर, एक करंट-सीमित रोकनेवाला श्रृंखला में जोड़ा जाना चाहिए। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vसप्लाई- VF) / IF। 20mA पर VFका विशिष्ट मान 1.2V का उपयोग करते हुए, 5V सप्लाई के लिए लगभग (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 ओम के रोकनेवाला की आवश्यकता होगी। एक मानक 200 ओम का रोकनेवाला उपयुक्त होगा। पल्स ऑपरेशन (उदाहरण के लिए, रिमोट कंट्रोल कोडिंग) के लिए, ड्राइविंग सर्किट को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि पीक करंट 1A रेटेड मान से अधिक न हो, और 10μs पल्स चौड़ाई और 300pps ड्यूटी साइकल सीमाओं का पालन करे।
8.2 विश्वसनीय संचालन के लिए डिज़ाइन विचार
थर्मल प्रबंधन:हालांकि पैकेजिंग छोटी है, लेकिन 100mW की बिजली खपत सीमा का पालन करना आवश्यक है। अधिकतम डीसी करंट 50mA और विशिष्ट VF1.2V पर, बिजली की खपत 60mW है, जो सीमा के भीतर है। हालांकि, उच्च परिवेश तापमान या संलग्न स्थानों में, प्रभावी शक्ति रेटिंग कम हो जाती है। पर्याप्त PCB कॉपर फ़ॉयल क्षेत्र (थर्मल पैड) गर्मी के प्रसार में सहायता करता है।
ऑप्टिकल संरेखण:साइड-व्यू लेंस को सावधानीपूर्वक पीसीबी लेआउट की आवश्यकता होती है, ताकि अवरक्त किरण पुंज रिसीवर, रिफ्लेक्टर या लक्ष्य क्षेत्र की ओर सही दिशा में निर्देशित हो सके। विकिरण पैटर्न का संदर्भ लिया जाना चाहिए।
इलेक्ट्रिकल नॉइज़:संवेदक अनुप्रयोगों में, समान उपकरणों का संसूचक पक्ष परिवेशी प्रकाश शोर के प्रति संवेदनशील हो सकता है। मॉड्यूलेटेड अवरक्त सिग्नल और संगत डिमॉड्यूलेशन प्राप्ति सर्किट का उपयोग सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बढ़ाने और परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप प्रतिरोध क्षमता में सुधार के लिए एक सामान्य तकनीक है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTE-S9711-J अपनी साइड-व्यू पैकेजिंग के माध्यम से मुख्य रूप से विभेदित होता है, जो टॉप-व्यू इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में कम सामान्य है। यह इसे पीसीबी के लंबवत माउंटिंग या उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है जहां इन्फ्रारेड पथ बोर्ड की सतह के समानांतर होता है। इसकी 940nm तरंगदैर्ध्य उपभोक्ता रिमोट कंट्रोल के लिए मानक है, जो सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर की संवेदनशीलता और कम दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जन के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है। 850nm एमिटर की तुलना में, जिसका उपयोग कभी-कभी निगरानी के लिए किया जाता है, 940nm पूरी तरह से अदृश्य है। प्रदर्शन ग्रेडिंग (J, K, L) की उपलब्धता प्रकाश शक्ति चयन के लिए लचीलापन प्रदान करती है, जो एकल निश्चित आउटपुट विनिर्देश वाले उपकरणों के सापेक्ष एक लाभ है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
प्रश्न: उत्सर्जक और संसूचक के रूप में इस उपकरण में क्या अंतर है?
उत्तर: LTE-S9711-J मॉडल एक ऐसे घटक को संदर्भित करता है जो एक इन्फ्रारेड एमिटर (इन्फ्रारेड एलईडी) हो सकता है। संसूचन के लिए उपयोग किए जाने वाले फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर के अलग मॉडल होंगे, हालांकि वे समान पैकेज साझा कर सकते हैं। प्रदान की गई डेटाशीट मुख्य रूप से एमिटर विशेषताओं पर केंद्रित है।
प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिनों की करंट सोर्स/सिंक क्षमता सीमित होती है (आमतौर पर 20-40mA)। हालांकि 20mA पर यह संभव हो सकता है, लेकिन आमतौर पर एलईडी करंट को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संचालित स्विच के रूप में एक ट्रांजिस्टर (जैसे NPN या MOSFET) का उपयोग करना अधिक सुरक्षित और अनुशंसित है, खासकर पल्स या उच्च करंट ऑपरेशन के लिए।
प्रश्न: व्यू एंगल क्यों महत्वपूर्ण है?
उत्तर: व्यू एंगल इन्फ्रारेड बीम के स्थानिक कवरेज को निर्धारित करता है। एक विस्तृत व्यू एंगल (जैसे 45°) उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें व्यापक कवरेज की आवश्यकता होती है, जैसे प्रॉक्सिमिटी सेंसर या कम अलाइनमेंट वाली शॉर्ट-रेंज डेटा लिंक। एक संकीर्ण व्यू एंगल लंबी दूरी या दिशात्मक संचार के लिए अधिक केंद्रित तीव्रता प्रदान करेगा।
प्रश्न: सही ग्रेड कोड कैसे चुनें?
उत्तर: आवेदन के लिए आवश्यक न्यूनतम विकिरण तीव्रता के आधार पर ग्रेड चुनें। J ग्रेड (3.0-4.5 mW/sr) बुनियादी स्तर है। यदि आपके डिज़ाइन को अधिक दूरी या उच्च हानि को दूर करने के लिए उच्च प्रकाश शक्ति की आवश्यकता है, तो K ग्रेड या L ग्रेड चुनें। बिजली की खपत और संभावित लागत के साथ व्यापार-बंद पर विचार करें।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
परिदृश्य: एक साधारण वस्तु पहचान सेंसर डिज़ाइन करना।
एक सामान्य डिज़ाइन में एक इन्फ्रारेड एमिटर और एक साथ रखा गया अलग फोटोट्रांजिस्टर डिटेक्टर का उपयोग होता है। जब कोई वस्तु निकट आती है, तो वह उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश को डिटेक्टर पर वापस परावर्तित कर देती है। LTE-S9711-J को एमिटर के रूप में उपयोग करने वाली ऐसी व्यवस्था के लिए:
1. साइड-व्यू पैकेजिंग एमिटर और डिटेक्टर दोनों को PCB पर समतल सतह पर, बोर्ड के समानांतर एक ही दिशा में माउंट करने की अनुमति देती है।
2. बिजली बचाने और सिंक्रोनस डिटेक्शन को सक्षम करने के लिए एमिटर को एक सीमित करंट रेसिस्टर के माध्यम से पल्स करंट (उदाहरण के लिए, 1kHz आवृत्ति पर 20mA पल्स) द्वारा संचालित किया जाता है।
3. 940nm तरंगदैर्ध्य आदर्श है क्योंकि यह अदृश्य है और अधिकांश फोटोट्रांजिस्टर इसके प्रति संवेदनशील होते हैं।
4. एमिटर का विशिष्ट 45° व्यूइंग एंगल एक उचित पहचान सीमा प्रदान करता है। पहचान सीमा निर्धारित करने और सीधे क्रॉसटॉक से बचने के लिए एमिटर और डिटेक्टर के बीच की दूरी, और संभवतः उपयोग किए गए बैफल्स को समायोजित किया जाता है।
5. रिसीवर सर्किट फोटोट्रांजिस्टर के सिग्नल को प्रवर्धित और फ़िल्टर करता है, वस्तु से परावर्तित मॉड्यूलेटेड 1kHz घटक की तलाश करता है। यह मॉड्यूलेशन निरंतर परिवेशी प्रकाश (जैसे धूप या कमरे की रोशनी) को दबाने में मदद करता है।
12. कार्य सिद्धांत
LTE-S9711-J एक इन्फ्रारेड एमिटर के रूप में कार्य करते समय, एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। इसका मूल एक सेमीकंडक्टर चिप है जो गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जैसी सामग्रियों से बनी होती है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश कण) के रूप में मुक्त होती है। विशिष्ट सामग्री संरचना (जैसे GaAs) बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है - इस मामले में लगभग 940nm, जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में आता है। साइड-व्यू लेंस उस तरंगदैर्ध्य के लिए पारदर्शी पारदर्शी एपॉक्सी से बना होता है और उत्सर्जित प्रकाश के विकिरण पैटर्न को आकार देने के लिए एक विशिष्ट आकार में ढाला जाता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
डिस्क्रीट इन्फ्रारेड घटकों का क्षेत्र निरंतर विकसित हो रहा है। रुझानों में समान पैकेज आकार में उच्च विकिरण तीव्रता और दक्षता वाले उपकरणों का विकास शामिल है, जिससे अधिक दूरी या कम बिजली की खपत संभव होती है। साथ ही, IrDA या ऑप्टिकल सेंसिंग जैसे अनुप्रयोगों में तेज़ डेटा ट्रांसमिशन के लिए उच्च गति मॉड्यूलेशन क्षमताओं को विकसित करने पर जोर दिया जा रहा है। एकीकरण एक और रुझान है, जहाँ एमिटर-डिटेक्टर जोड़े को एकल पैकेज में संयोजित करना सेंसर डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए तेजी से आम हो रहा है। इसके अलावा, पैकेजिंग सामग्री और प्रक्रियाओं में प्रगति का उद्देश्य थर्मल प्रदर्शन में सुधार करना है, जिससे उच्च ड्राइव करंट और विश्वसनीयता की अनुमति मिलती है। लघुकरण की मांग जारी है, जो छोटे पैकेज आकार विकसित करने को प्रेरित कर रही है जबकि ऑप्टिकल प्रदर्शन को बनाए रखा या सुधारा जा रहा है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत। | यह सीधे तौर पर प्रकाश साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीले हैं या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | यह प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| वर्ण तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडापन, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य का निर्धारण करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| रंग सहनशीलता (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण संख्या, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | यह सुनिश्चित करता है कि एक ही बैच के दीपकों के रंगों में कोई अंतर न हो। |
| प्रमुख तरंगदैर्घ्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी LED के रंग-संवेदन (ह्यू) का निर्धारण करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से प्रकाशित करने वाला करंट मान। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| विपरीत वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, मान जितना कम होगा, हीट डिसिपेशन उतना बेहतर होगा। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | वह समय जब चमक प्रारंभिक मान का 70% या 80% तक कम हो जाती है। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| एनकैप्सुलेशन प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशील और कम लागत वाला; सिरेमिक बेहतर ऊष्मा अपव्यय और लंबी आयु वाला। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड-माउंटेड, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप में बेहतर थर्मल प्रबंधन और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग विषयवस्तु | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज बिनिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करना कि रंग बहुत छोटी सीमा में आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश उपकरण के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करें। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान LM-80 डेटा के आधार पर। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | Environmental certification. | Ensures products are free from harmful substances (e.g., lead, mercury). | Entry requirements for the international market. |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |