IR LED 0402 SMD डेटाशीट - आकार 1.0x0.5x0.5mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.5V - पीक वेवलेंथ 940nm - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-विश्वसनीयता, लघु सतह-माउंट अवरक्त उत्सर्जक डायोड के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण एक कॉम्पैक्ट 0402 पैकेज में रखा गया है, जो वाटर-क्लियर एपॉक्सी में ढाला गया है, और यह स्पेक्ट्रली सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर के साथ मेल खाता है, जिससे यह संवेदन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनता है।

1.1 मुख्य लाभ

• उच्च विश्वसनीयता: मांगलिक अनुप्रयोगों में सुसंगत प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया।
• लघु फुटप्रिंट: दोहरे सिरे वाला 0402 पैकेज उच्च-घनत्व PCB माउंटिंग की अनुमति देता है।
• प्रक्रिया संगतता: यह अवरक्त और वाष्प चरण रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं दोनों के लिए उपयुक्त है।
• पर्यावरण अनुपालन: The product is Pb-free, RoHS compliant, compliant with EU REACH, and meets halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

• PCB-माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसर
• उच्च शक्ति आउटपुट की आवश्यकता वाले इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल यूनिट
• ऑप्टिकल स्कैनर
• विभिन्न इन्फ्रारेड एप्लिकेशन सिस्टम

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

Parameter	Symbol	रेटिंग	इकाई	नोट्स
निरंतर अग्र धारा	IF	50	mA
रिवर्स वोल्टेज	VR	5	V
ऑपरेटिंग तापमान	Topr	-40 से +100	°C
भंडारण तापमान	Tstg	-40 से +100	°C
Soldering Temperature	Tsol	260	°C	Soldering time ≤ 5 seconds.
Power Dissipation (Ta=25°C)	Pd	100	mW

2.2 Electro-Optical Characteristics (Ta=25°C)

ये मानक परीक्षण स्थितियों (जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, IF=20mA) के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

Parameter	Symbol	न्यूनतम	विशिष्ट	Max.	इकाई	Condition
Radiant Intensity	Ie	0.5	2.35	--	mW/sr	IF=20mA
शिखर तरंगदैर्ध्य	λp	--	940	--	nm	IF=20mA
Spectral Bandwidth (FWHM)	Δλ	--	45	--	nm	IF=20mA
Forward Voltage	VF	--	1.5	1.9	V	IF=20mA
Reverse Current	IR	--	--	10	μA	VR=5V
देखने का कोण (आधा कोण)	2θ1/2	--	120	--	deg	IF=20mA

3. Performance Curve Analysis

डेटाशीट डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए आवश्यक कई विशेषता वक्र प्रदान करती है।

3.1 Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve)

यह वक्र फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। 20mA के विशिष्ट ऑपरेटिंग पॉइंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 1.5V होता है। डिज़ाइनरों को अधिकतम फॉरवर्ड करंट को पार करने से रोकने के लिए एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए, क्योंकि वोल्टेज में थोड़ी सी भी वृद्धि से करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि हो सकती है।

3.2 आगे की धारा बनाम परिवेश तापमान

यह डीरेटिंग वक्र दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमेय निरंतर आगे की धारा परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है। डिवाइस लगभग 25°C तक अपनी पूरी रेटेड धारा संभाल सकता है। इसके बाद, अधिकतम जंक्शन तापमान (100°C संचालन सीमा द्वारा निहित) पर अधिकतम धारा को रैखिक रूप से शून्य तक कम किया जाना चाहिए। उच्च-तापमान वाले वातावरण में दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

3.3 Spectral Distribution

स्पेक्ट्रल आउटपुट ग्राफ 940nm पर पीक एमिशन वेवलेंथ की पुष्टि करता है, जिसकी एक विशिष्ट स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (फुल विड्थ एट हाफ मैक्सिमम) 45nm है। यह तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स के लिए लगभग इष्टतम है, जिनकी इस क्षेत्र में उच्च संवेदनशीलता होती है, जिससे सेंसिंग अनुप्रयोगों में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात अधिकतम हो जाता है।

3.4 Relative Radiant Intensity vs. Forward Current

यह वक्र दर्शाता है कि विशिष्ट संचालन सीमा (लगभग 40-50mA तक) में, विकिरण आउटपुट अग्र धारा के साथ लगभग रैखिक है। यह पूर्वानुमेय संबंध प्रकाशीय प्रणाली डिजाइन को सरल बनाता है।

3.5 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement

ध्रुवीय आरेख उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है, जिसकी विशेषता 120-डिग्री के व्यापक अर्ध-कोण से है। यह एक विस्तृत, विसरित अवरक्त किरण प्रदान करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें व्यापक-क्षेत्र कवरेज या निकटता संवेदन की आवश्यकता होती है, जहाँ संरेखण महत्वपूर्ण नहीं है।

4. Mechanical and Package Information

4.1 Package Dimensions (0402)

यह डिवाइस एक मानक 0402 (इंपीरियल) / 1005 (मीट्रिक) फुटप्रिंट के अनुरूप है। मुख्य आयामों में लगभग 1.0 मिमी की बॉडी लंबाई, 0.5 मिमी की चौड़ाई और 0.5 मिमी की ऊंचाई शामिल है। पीसीबी लैंड पैटर्न डिजाइन के लिए टर्मिनल आयाम और अंतराल प्रदान किए गए हैं। अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर सभी आयामी सहनशीलताएं आम तौर पर ±0.1 मिमी होती हैं।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

पैकेज दोनों सिरों वाला है। ध्रुवता आमतौर पर कैथोड (-) साइड पर एक चिह्न या स्पष्ट लेंस के माध्यम से दिखाई देने वाली आंतरिक चिप संरचना द्वारा इंगित की जाती है। सटीक चिह्न योजना के लिए डेटाशीट ड्राइंग से परामर्श लेना चाहिए।

5. Soldering and Assembly Guidelines

5.1 Storage and Moisture Sensitivity

यह उपकरण नमी के प्रति संवेदनशील है। रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्निंग या परत अलग होने से रोकने के लिए सावधानियां बरतनी चाहिए:

• मूल नमी-रोधी बैग में ≤30°C / ≤90% RH पर संग्रहित करें।
• शिपमेंट के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
• बैग खोलने के बाद, ≤30°C / ≤60% RH पर संग्रहित करें और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग करें।
• यदि भंडारण समय से अधिक हो जाता है या डिसिकेंट नमी का संकेत देता है, तो उपयोग से पहले कम से कम 24 घंटे के लिए 60±5°C पर बेक करें।

5.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक अनुशंसित Pb-free रीफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:

• प्रीहीट और सोक ज़ोन।
अधिकतम तापमान रैंप दर।
• शीर्ष शरीर का तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए।
• लिक्विडस के ऊपर समय (उदाहरण के लिए, 217°C)।
• शीतलन दर।

रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।

5.3 हस्त सोल्डरिंग और पुनर्कार्य

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक हो:

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C.
• आयरन की शक्ति 25W या उससे कम सीमित करें।
• प्रत्येक टर्मिनल का संपर्क समय ≤3 सेकंड होना चाहिए।
• प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2-सेकंड का अंतराल दें।

रीवर्क को दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। यदि अपरिहार्य है, तो पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचने और दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए ड्यूल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना होगा। डिवाइस विशेषताओं पर रीवर्क के प्रभाव को पहले से सत्यापित करना होगा।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

6.1 टेप और रील विनिर्देश

The device is supplied on embossed carrier tape wound onto reels. A standard reel contains 3000 pieces. Detailed carrier tape dimensions (pocket size, pitch, tape width) and reel specifications are provided for automated pick-and-place machine setup.

6.2 पैकिंग प्रक्रिया

रीलों को सीलबंद एल्यूमीनियम नमी अवरोधक बैग में, शुष्क भंडारण स्थितियों को बनाए रखने के लिए सिलिका जेल और एक आर्द्रता सूचक कार्ड के साथ पैक किया जाता है।

6.3 लेबल जानकारी

पैकेज लेबल में ट्रेसबिलिटी और सत्यापन के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है:

• CPN (Customer Part Number)
• P/N (निर्माता भाग संख्या: IR16-213C/L510/TR8)
• QTY (मात्रा)
• CAT (बिनिंग/रैंक कोड)
• HUE (Peak Wavelength)
• LOT No. (Manufacturing Lot Number)
• मूल देश

7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

7.1 ड्राइविंग सर्किट डिज़ाइन

सबसे महत्वपूर्ण डिज़ाइन पहलू करंट लिमिटिंग है। एक LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। एक सीरीज़ रेसिस्टर (R_s) की गणना सप्लाई वोल्टेज (V_cc), वांछित अग्र धारा (I_F), और एलईडी का अग्र वोल्टेज (V_F): R_s = (V_cc - V_F) / I_F. 5V आपूर्ति और 20mA लक्ष्य धारा के लिए: R_s ≈ (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω. एक मानक 180Ω प्रतिरोधक उपयुक्त होगा। वास्तविक धारा की जांच सदैव सबसे खराब स्थिति V_F (min) के तहत करें ताकि यह अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो।

7.2 थर्मल प्रबंधन

हालांकि 0402 पैकेज में थर्मल मास सीमित होता है, बिजली अपव्यय पर ध्यान दिया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च-धारा या उच्च-परिवेश-तापमान अनुप्रयोगों में। सुनिश्चित करें कि पीसीबी सोल्डर पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र प्रदान करता है जो हीट सिंक के रूप में कार्य करे और तापमान के साथ करंट डीरेटिंग दिशानिर्देशों का पालन करें।

7.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

120 डिग्री के व्यापक दृश्य कोण के कारण, यह एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें व्यापक प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। लंबी दूरी या अधिक निर्देशित बीम के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। वाटर-क्लियर लेंस उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के न्यूनतम अवशोषण को सुनिश्चित करता है।

8. Technical Comparison and Differentiation

अन्य अवरक्त एलईडी की तुलना में, यह 0402 डिवाइस एक महत्वपूर्ण संतुलन प्रदान करता है:

• vs. Larger Packages (e.g., 5mm): Significantly smaller footprint and lower profile, enabling miniaturization. Typically has lower total radiant power output but higher suitability for array or dense placement.
• vs. Other SMD IR LEDs (e.g., 0603): 0402 पैकेज PCB पर उच्चतम संभव घटक घनत्व की अनुमति देता है, जो अति-कॉम्पैक्ट रिमोट कंट्रोल या सेंसर जैसे स्थान-सीमित आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में एक महत्वपूर्ण लाभ है।
• बनाम गैर-अनुपालन उपकरण: RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों के साथ पूर्ण अनुपालन आज अधिकांश वाणिज्यिक और औद्योगिक उत्पादों के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है, जो आपूर्ति श्रृंखला और अंतिम उत्पाद प्रमाणन को सरल बनाता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 940nm तरंगदैर्ध्य का उद्देश्य क्या है?

940nm निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में है। यह मानव आँख के लिए अदृश्य है, लेकिन सस्ते सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर की चरम संवेदनशीलता के साथ अच्छी तरह मेल खाता है। दृश्यमान लाल एलईडी की तुलना में इसे परिवेशी दृश्य प्रकाश से कम हस्तक्षेप का अनुभव होता है, जिससे संवेदन अनुप्रयोगों में सिग्नल अखंडता में सुधार होता है।

9.2 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर पूरी तरह से आवश्यक क्यों है?

LED की I-V विशेषता घातीय होती है। नी वोल्टेज से आगे, वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि करंट में बहुत अधिक वृद्धि का कारण बनती है। करंट को नियंत्रित करने के लिए श्रृंखला रेसिस्टर के बिना, LED को सीधे वोल्टेज स्रोत (यहां तक कि एक छोटी बैटरी) से जोड़ना लगभग निश्चित रूप से इसे इसकी अधिकतम करंट रेटिंग से परे चला देगा, जिससे तत्काल अत्यधिक गर्मी और विफलता होगी।

9.3 क्या मैं इसका उपयोग डेटा ट्रांसमिशन (जैसे IR रिमोट कंट्रोल) के लिए कर सकता हूं?

हां, यह एक प्राथमिक अनुप्रयोग है। इसकी तेज स्विचिंग गति (GaAlAs सामग्री द्वारा निहित) और उच्च-धारा पल्स के साथ संगतता इसे रिमोट कंट्रोल, IR डेटा एसोसिएशन (IrDA) सिस्टम और ऑप्टिकल आइसोलेशन में मॉड्यूलेटेड डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त बनाती है।

9.4 मैं "रेडिएंट इंटेंसिटी" स्पेसिफिकेशन की व्याख्या कैसे करूं?

Radiant Intensity (I_e) of 2.35 mW/sr (typical) means the LED emits 2.35 milliwatts of optical power per steradian (a unit of solid angle) along its central axis. This is a measure of how "bright" the IR source is in its main direction. The total radiant flux (power in mW) can be estimated by multiplying intensity by the solid angle of the beam.

10. Design and Use Case Example

10.1 Simple Proximity Sensor

एक सामान्य अनुप्रयोग परावर्तन-आधारित निकटता सेंसर है। IR LED को PCB पर एक फोटोट्रांजिस्टर के समीप रखा जाता है। एक माइक्रोकंट्रोलर LED को स्पंदित धारा (जैसे, 20mA स्पंद) से संचालित करता है। फोटोट्रांजिस्टर किसी वस्तु से परावर्तित IR प्रकाश का पता लगाता है। पता चले संकेत की तीव्रता वस्तु की दूरी और परावर्तकता से संबंधित होती है। इस LED के व्यापक दृश्य कोण से यह सुनिश्चित होता है कि पूरी तरह संरेखित न होने वाली वस्तुओं का पता लगाने के लिए अच्छा कवरेज मिले।

11. संचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (आईआर एलईडी) एक सेमीकंडक्टर पी-एन जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो एन-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र (GaAlAs चिप) में पी-क्षेत्र के होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित फोटॉन की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (इस मामले में 940nm) उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी पैकेज चिप को एनकैप्सुलेट और सुरक्षित करता है जबकि इन्फ्रारेड प्रकाश को न्यूनतम हानि के साथ गुजरने की अनुमति देता है।

12. उद्योग रुझान

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में रुझान, सभी इलेक्ट्रॉनिक्स की तरह, लघुकरण, उच्च एकीकरण और बेहतर दक्षता की ओर है। 0402 पैकेज छोटे पैसिव और एक्टिव घटकों के लिए चल रहे प्रयास का प्रतिनिधित्व करता है। भविष्य के विकास में शामिल हो सकते हैं:

• बढ़ी हुई शक्ति घनत्व: लगातार छोटे होते चिप्स की दीप्ति प्रभावकारिता (विद्युत इनपुट प्रति विकिरण शक्ति आउटपुट) में सुधार करना।
• एकीकृत समाधान: IR emitter, driver, aur detector ko ek hi module ya package mein milakar design ko saral banana aur performance ko sudharana.
• Naye Wavelengths: Eye-safe systems ya vibhinn sensor optimizations jaise vishesh applications ke liye anya IR wavelengths (jaise 850nm, 1050nm) par emitters ka vikas.
• Advanced Packaging: उच्च-शक्ति, लघु उपकरणों में ऊष्मा प्रबंधन के लिए बेहतर तापीय चालकता वाली सामग्रियों का उपयोग।