विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित अनुप्रयोग
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. बिनिंग सिस्टम व्याख्या
- 3.1 Radiant Intensity Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (Fig.4)
- 4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र.7)
- 4.3 Spectral Distribution & Peak Wavelength vs. Temperature (Fig.2 & Fig.3)
- 4.4 कोणीय विकिरण पैटर्न (चित्र.6)
- 5. यांत्रिक और पैकेज सूचना
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Polarity Identification
- 6. Soldering and Assembly Guidelines
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
- 7.1 पैकिंग विशिष्टताएँ
- 7.2 लेबल सूचना
- 8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें
- 8.1 ड्राइविंग सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 थर्मल विचार
- 8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग के उदाहरण
- 11.1 लॉन्ग-रेंज इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल
- 11.2 प्रॉक्सिमिटी या ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सेंसर
- 12. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
IR204C-A एक उच्च-तीव्रता वाला इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड है जो एक मानक 3mm (T-1) वाटर-क्लियर प्लास्टिक पैकेज में रखा गया है। इसका प्राथमिक कार्य 940nm की चरम तरंगदैर्ध्य पर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करना है, जो इसे सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल के साथ वर्णक्रमीय रूप से मेल खाता बनाता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनके लिए विश्वसनीय और कुशल इन्फ्रारेड ट्रांसमिशन की आवश्यकता होती है।
1.1 मुख्य लाभ
- उच्च विकिरण तीव्रता: मजबूत प्रकाशीय आउटपुट प्रदान करता है, मध्यम से लंबी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
- उच्च विश्वसनीयता: स्थिर और दीर्घकालिक प्रदर्शन के लिए अभियांत्रिक।
- कम अग्र वोल्टेज: आमतौर पर 20mA पर 1.5V, जो ऊर्जा-कुशल संचालन में योगदान देता है।
- पर्यावरण अनुपालन: The product is Pb-free, compliant with EU REACH, and meets halogen-free standards (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
- मानक पैकेज: परिचित T-1 (3mm) फॉर्म फैक्टर और 2.54mm लीड स्पेसिंग मौजूदा डिज़ाइन और प्रोटोटाइपिंग बोर्ड में आसान एकीकरण सुनिश्चित करती है।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग
- उच्च शक्ति आवश्यकताओं वाले इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल यूनिट।
- फ्री-एयर ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम।
- धुआँ पहचान सेंसर।
- सामान्य इन्फ्रारेड संवेदन और बाधा प्रणालियाँ।
- औद्योगिक स्वचालन और वस्तु पहचान।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक पैरामीटरों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है। मजबूत सर्किट डिजाइन के लिए इन सीमाओं और विशिष्ट मूल्यों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये तनाव सीमाएँ हैं जिन्हें किसी भी परिस्थिति में, क्षण भर के लिए भी पार नहीं किया जाना चाहिए। इन रेटिंग्स से परे संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है।
- Continuous Forward Current (IF): 100 mA. एलईडी को इस धारा स्तर पर लगातार संचालित किया जा सकता है, बशर्ते कि शक्ति क्षय और तापमान सीमाओं का पालन किया जाए।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 1.0 A. यह उच्च धारा केवल स्पंदित स्थितियों (स्पंद चौड़ाई ≤ 100μs, कार्य चक्र ≤ 1%) में अनुमेय है। यह लंबी दूरी के रिमोट कंट्रोल जैसे बर्स्ट-मोड अनुप्रयोगों में बहुत उच्च तात्कालिक विकिरण आउटपुट प्राप्त करने के लिए उपयोगी है।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. LED की रिवर्स वोल्टेज सहनशीलता सीमित है। सर्किट डिजाइन में इस सीमा से अधिक रिवर्स बायसिंग को रोकने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए, जो प्रेरक भार या अनुचित पावर अनुक्रम के कारण हो सकती है।
- Power Dissipation (Pd): 150 mW at or below 25°C free air temperature. यह रेटिंग परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ घटती है। सुरक्षित सीमा के भीतर रहने के लिए वास्तविक संचालन धारा को जंक्शन तापमान के आधार पर डीरेट किया जाना चाहिए।
- Soldering Temperature (Tsol): 260°C for a maximum of 5 seconds. This defines the reflow soldering profile constraints.
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
ये पैरामीटर सामान्य संचालन स्थितियों (Ta=25°C) के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- Radiant Intensity (Ie): यह प्रति ठोस कोण (mW/sr) ऑप्टिकल आउटपुट पावर का प्राथमिक माप है।
- At IF = 20mA (DC): Typical value is 7.8 mW/sr, with a minimum of 4.0 mW/sr.
- At IF = 100mA (Pulsed): Typical radiant intensity rises significantly.
- At IF = 1A (Pulsed): Can deliver a typical output of 390 mW/sr, showcasing its capability for high-power pulsed operation.
- Peak Wavelength (λp): 940 nm (typical). यह तरंगदैर्ध्य आदर्श है क्योंकि यह सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स की चरम संवेदनशीलता के साथ अच्छी तरह मेल खाती है, जबकि मानव आँख के लिए काफी हद तक अदृश्य है और इसमें अच्छी वायुमंडलीय संचरण क्षमता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): लगभग 45 nm (typical). यह अर्ध-अधिकतम तीव्रता (FWHM) पर उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय चौड़ाई को परिभाषित करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):
- 20mA पर: 1.5V सामान्य, 1.2V न्यूनतम, श्रृंखला प्रतिरोधक मूल्यों की गणना के लिए महत्वपूर्ण।
- 100mA (स्पंदित) पर: 1.4V सामान्य, 1.8V अधिकतम। VF डायोड प्रतिरोध के कारण धारा के साथ बढ़ता है।
- 1A (स्पंदित) पर: 2.6V सामान्य, 4.0V अधिकतम, उच्च-धारा स्पंद स्थितियों में महत्वपूर्ण वृद्धि दर्शाता है।
- देखने का कोण (2θ1/2): 40 डिग्री (सामान्य)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर विकिरण तीव्रता अपने अक्ष-पर मूल्य के आधे तक गिर जाती है। 40° का कोण बीम सांद्रता और कवरेज के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
3. बिनिंग सिस्टम व्याख्या
The datasheet includes a binning table for radiant intensity, which is a common practice to categorize LEDs based on measured performance.
3.1 Radiant Intensity Binning
स्थिति I के तहतF = 20mA, एलईडी को उनकी मापी गई रेडिएंट इंटेंसिटी के आधार पर बिन (K, L, M, N) में वर्गीकृत किया जाता है।
- बिन K: 4.0 - 6.4 mW/sr
- Bin L: 5.6 - 8.9 mW/sr
- Bin M: 7.8 - 12.5 mW/sr
- Bin N: 11.0 - 17.6 mW/sr
डिज़ाइन निहितार्थ: अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें सुसंगत ऑप्टिकल सिग्नल शक्ति की आवश्यकता होती है (जैसे, एक निर्धारित रेंज वाले रिमोट कंट्रोल), एक सख्त बिन (जैसे एकल बिन) या एक उच्च न्यूनतम बिन निर्दिष्ट करने से उत्पादन इकाइयों में अधिक एकसमान प्रदर्शन सुनिश्चित होता है। बिन कोड आमतौर पर ऑर्डरिंग जानकारी में या उत्पाद लेबल पर दर्शाया जाता है।
4. Performance Curve Analysis
विशिष्ट अभिलक्षणिक वक्र विभिन्न परिस्थितियों में उपकरण के व्यवहार के बारे में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (Fig.4)
यह IV वक्र घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह वक्र तापमान के साथ खिसकता है; किसी दिए गए धारा के लिए, जंक्शन तापमान बढ़ने पर फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर घट जाती है।
4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र.7)
यह ग्राफ थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। LED का विकिरण आउटपुट उसके जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह वक्र इस डीरेटिंग को मात्रात्मक रूप दर्शाता है, जो डिजाइनरों को सूचित करता है कि उच्च परिवेशी तापमान या अपर्याप्त हीट सिंकिंग के परिणामस्वरूप कम ऑप्टिकल आउटपुट होगा। इसका ध्यान उन सिस्टमों में रखा जाना चाहिए जिन्हें पूर्ण -40°C से +85°C रेंज में संचालित होने के लिए डिजाइन किया गया है।
4.3 Spectral Distribution & Peak Wavelength vs. Temperature (Fig.2 & Fig.3)
Fig.2 940nm पर केंद्रित एक विशिष्ट उत्सर्जन स्पेक्ट्रम दिखाता है। Fig.3 दर्शाता है कि पीक वेवलेंथ तापमान के साथ कैसे बदलती है। इन्फ्रारेड एलईडी आमतौर पर वेवलेंथ के लिए एक सकारात्मक तापमान गुणांक प्रदर्शित करती हैं (अर्थात, λp तापमान के साथ बढ़ता है)। यह बदलाव उन अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है जहां डिटेक्टर की एक संकीर्ण स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया होती है।
4.4 कोणीय विकिरण पैटर्न (चित्र.6)
यह ध्रुवीय प्लॉट केंद्रीय अक्ष से कोणीय विस्थापन के फलन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता को दर्शाता है। यहाँ 40° दृश्य कोण की पुष्टि की गई है। इस पैकेज प्रकार के लिए पैटर्न आम तौर पर लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन होता है, जिसका अर्थ है कि तीव्रता दृश्य कोण की कोज्या के लगभग समानुपाती होती है।
5. यांत्रिक और पैकेज सूचना
5.1 Package Dimensions
डिवाइस एक मानक T-1 (3mm व्यास) गोल पैकेज का उपयोग करता है। डेटाशीट से प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर (mm) में हैं।
- Standard tolerances are ±0.25mm unless otherwise specified.
- Lead spacing is 2.54mm (0.1 inches), compatible with standard perforated boards and many sockets.
5.2 Polarity Identification
एक मानक T-1 LED के लिए, कैथोड को आमतौर पर प्लास्टिक लेंस रिम पर एक सपाट स्थान और/या छोटे लीड द्वारा पहचाना जाता है। इस भाग के विशिष्ट चिह्न के लिए डेटाशीट से परामर्श लेना चाहिए।
6. Soldering and Assembly Guidelines
- रीफ्लो सोल्डरिंग: अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है, और इस तापमान पर या इससे अधिक समय 5 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। एक मानक लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल लागू होती है।
- हैंड सोल्डरिंग: If hand soldering is necessary, a temperature-controlled iron should be used, and the soldering time per lead should be minimized (typically < 3 seconds at 350°C) to prevent thermal damage to the plastic package and the semiconductor die.
- Storage Conditions: भंडारण तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है। नमी अवशोषण को रोकने के लिए, जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" का कारण बन सकती है, उपयोग तक घटकों को उनके मूल नमी-अवरोधक बैग में रखा जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
7.1 पैकिंग विशिष्टताएँ
- मानक पैकिंग: प्रति बैग 200 से 1000 टुकड़े।
- 5 bags are packed into 1 box.
- 10 boxes are packed into 1 carton.
7.2 लेबल सूचना
उत्पाद लेबल में प्रमुख ट्रेसबिलिटी और विशिष्टता डेटा शामिल होता है:
- CPN (Customer Part Number)
- P/N (Manufacturer Part Number: IR204C-A)
- QTY (Packing Quantity)
- Ranks/Bin Codes (e.g., for Radiant Intensity)
- HUE (पीक वेवलेंथ जानकारी)
- LOT No. (ट्रेसेबल लॉट नंबर)
8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें
8.1 ड्राइविंग सर्किट डिज़ाइन
LED को करंट-लिमिटिंग एलिमेंट के साथ ड्राइव किया जाना चाहिए, आमतौर पर वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में एक रेसिस्टर। रेसिस्टर मान (Rs) की गणना इस प्रकार की जाती है: Rs = (Vsupply - VF) / मैंF. अधिकतम V का उपयोग करेंF चुने हुए ऑपरेटिंग करंट के डेटाशीट से यह सुनिश्चित करने के लिए कि करंट वांछित मूल्य से अधिक न हो। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और लक्ष्य I के लिएF 20mA का उपयोग करते हुए अधिकतम V के साथF 1.5V का: Rs = (5 - 1.5) / 0.02 = 175 Ω. एक मानक 180 Ω रेसिस्टर उपयुक्त होगा। उच्च धाराओं पर स्पंदित संचालन के लिए, एक ट्रांजिस्टर स्विच (BJT या MOSFET) की आवश्यकता होती है।
8.2 थर्मल विचार
जबकि T-1 पैकेज की तापीय अपव्यय क्षमता सीमित है, 100mA तक की निरंतर धाराओं पर, पर्याप्त वायु प्रवाह सुनिश्चित करना या शक्ति अपव्यय (Pd = VF * मैंF) महत्वपूर्ण है। यदि उच्च परिवेशी तापमान में अधिकतम धारा के निकट लगातार संचालित किया जाता है, तो जंक्शन तापमान बढ़ सकता है, जिससे आउटपुट कम हो सकता है और संभावित रूप से दीर्घायु प्रभावित हो सकती है।
8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन
The water-clear lens is suitable for use with external lenses or reflectors to collimate or shape the beam for specific applications like long-range transmission. The 940nm wavelength is well-transmitted by many common plastics used in lenses and windows.
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
IR204C-A स्वयं को प्रमुख विभेदकों के साथ स्थापित करता है:
- उच्च स्पंदित शक्ति क्षमता: 1A peak current rating बहुत उच्च तात्कालिक प्रकाशीय आउटपुट की अनुमति देती है, यह उन LEDs पर एक लाभ है जो केवल कम स्पंदित धाराओं के लिए रेटेड हैं।
- प्रदर्शन के साथ मानकीकृत पैकेज: यह कई बुनियादी इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में सामान्य, उपयोग में आसान टी-1 पैकेज में उच्च विकिरण तीव्रता प्रदान करता है।
- पर्यावरण अनुपालन: आधुनिक पर्यावरणीय नियमों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) के साथ पूर्ण अनुपालन वैश्विक बाजारों को लक्षित करने वाले उत्पादों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है।
- स्पेक्ट्रल मिलान: सामान्य डिटेक्टरों के साथ स्पेक्ट्रली मिलान होने का स्पष्ट उल्लेख पूर्ण ऑप्टिकल सिस्टम बनाने वाले डिजाइनरों के लिए चयन प्रक्रिया को सरल बनाता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- प्र: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
उ: नहीं। एक माइक्रोकंट्रोलर पिन 20mA को लगातार सुरक्षित रूप से सोर्स नहीं कर सकता है, और इसमें करंट लिमिटिंग का अभाव होता है। आपको एक श्रृंखला रोकनेवाला और एक ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग करना चाहिए। LED का VF (1.5V) 3.3V से कम है, इसलिए यह वोल्टेज के मामले में संगत है, लेकिन करंट को बाहरी रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। - Q: रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr) और रेडिएंट पावर (mW) में क्या अंतर है?
A: रेडिएंट इंटेंसिटी कोणीय घनत्व है—प्रति इकाई ठोस कोण शक्ति। रेडिएंट पावर (या फ्लक्स) सभी दिशाओं में उत्सर्जित कुल शक्ति है। कुल शक्ति ज्ञात करने के लिए, आपको संपूर्ण उत्सर्जन पैटर्न पर तीव्रता का समाकलन करना होगा। डाटाशीट तीव्रता प्रदान करती है, जो किसी दूरी पर दी गई दिशा में विकिरण की गणना के लिए अधिक उपयोगी है। - Q: 850nm की तुलना में 940nm की पीक वेवलेंथ को प्राथमिकता क्यों दी जाती है?
A: 850nm की तुलना में 940nm मानव आँख को कम दिखाई देता है (गहरा लाल चमक), जिससे उपभोक्ता उपकरणों में यह कम विचलित करने वाला होता है। दोनों सिलिकॉन द्वारा अच्छी तरह पहचाने जाते हैं, लेकिन 940nm को सूर्य के प्रकाश और तापदीप्त बल्ब जैसे कुछ स्रोतों से परिवेशी प्रकाश व्यतिकरण थोड़ा कम हो सकता है, जिनकी 850nm क्षेत्र में मजबूत उत्सर्जन होती है। - Q: मैं सही बिन का चयन कैसे करूं?
A: यदि आपके अनुप्रयोग में रिसीवर पर न्यूनतम आवश्यक सिग्नल शक्ति है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी भाग उसे पूरा करते हैं, एक बिन के न्यूनतम मान का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, यदि आपको कम से कम 6 mW/sr की आवश्यकता है, तो Bin L या उससे ऊपर निर्दिष्ट करें। लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए जहां कुछ भिन्नता स्वीकार्य है, एक व्यापक बिन या डिफ़ॉल्ट प्रस्ताव पर्याप्त हो सकता है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग के उदाहरण
11.1 लॉन्ग-रेंज इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल
परिदृश्य: एक रिमोट कंट्रोल डिज़ाइन करना जो मध्यम रोशनी वाले लिविंग रूम में 15 मीटर की दूरी पर विश्वसनीय रूप से काम करे।
Implementation: LED को पल्स्ड मोड में उपयोग करें। एनकोडर IC द्वारा नियंत्रित MOSFET स्विच का उपयोग करके छोटे (जैसे, 50μs), उच्च-धारा पल्स (जैसे, 500mA) के साथ इसे चलाएं। यह कम औसत शक्ति बनाए रखते हुए लंबी दूरी के संचरण के लिए उच्च शिखर विकिरण तीव्रता (1A पल्स्ड डेटा देखें) प्रदान करता है। बीम को और समानांतर करने के लिए एक साधारण प्लास्टिक लेंस जोड़ा जा सकता है। 940nm तरंगदैर्ध्य दृश्यमान चमक को न्यूनतम करता है।
11.2 प्रॉक्सिमिटी या ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सेंसर
परिदृश्य: 10-50 सेमी की रेंज के साथ एक नॉन-कॉन्टैक्ट ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सिस्टम बनाना।
Implementation: IR204C-A को एक मैच्ड फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ें। स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए कॉन्स्टेंट करंट सोर्स का उपयोग करके LED को मध्यम निरंतर करंट (जैसे, 50mA) से चलाएं। LED करंट को एक विशिष्ट आवृत्ति (जैसे, 38kHz) पर मॉड्यूलेट करें और फोटोट्रांजिस्टर साइड पर एक ट्यून्ड रिसीवर का उपयोग करें। यह मॉड्यूलेशन तकनीक सिस्टम को परिवेशी प्रकाश उतार-चढ़ाव (जैसे सूर्य के प्रकाश या कमरे की रोशनी से) के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बनाती है, जिससे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात और विश्वसनीयता में काफी सुधार होता है।
12. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल
एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो सक्रिय क्षेत्र में n-क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन p-क्षेत्र के होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। IR204C-A जैसे इन्फ्रारेड LED के लिए, सेमीकंडक्टर सामग्री (आमतौर पर गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs जैसा कि इंगित किया गया है) की ऊर्जा बैंडगैप ऐसी होती है कि इस पुनर्संयोजन प्रक्रिया के दौरान मुक्त ऊर्जा इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम (लगभग 940nm तरंगदैर्ध्य) में एक फोटॉन से मेल खाती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी पैकेज एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो उत्सर्जित प्रकाश को विशिष्ट व्यूइंग एंगल में आकार देता है। उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता डायोड से प्रवाहित होने वाली फॉरवर्ड करंट के सीधे आनुपातिक होती है, डिवाइस की भौतिक सीमा तक।
13. Technology Trends
इन्फ्रारेड एलईडी प्रौद्योगिकी दृश्यमान एलईडी प्रौद्योगिकी के साथ-साथ विकसित होती रहती है। IR204C-A जैसे उपकरणों को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
- बढ़ी हुई दक्षता: चल रही सामग्री विज्ञान शोध का लक्ष्य आईआर एलईडी की वॉल-प्लग दक्षता (आउटपुट प्रकाश शक्ति / इनपुट विद्युत शक्ति) में सुधार करना है, जिससे कम ड्राइव धाराओं पर अधिक आउटपुट या कम ऊष्मा उत्पादन संभव हो।
- उच्च शक्ति घनत्व: चिप-स्केल पैकेजों के विकास और उन्नत थर्मल प्रबंधन सामग्रियों ने IR एलईडी को छोटे आकार में उच्चतर निरंतर और स्पंदित धाराओं को संभालने में सक्षम बनाया है।
- एकीकरण: विशिष्ट अनुप्रयोगों (जैसे, निकटता सेंसर, इशारा पहचान) के लिए IR एमिटर को ड्राइवर IC, फोटोडिटेक्टर, या यहाँ तक कि एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ एकल मॉड्यूल में एकीकृत करने की प्रवृत्ति है।
- तरंगदैर्ध्य सटीकता और स्थिरता: एपिटैक्सियल वृद्धि तकनीकों में प्रगति शिखर तरंगदैर्ध्य और वर्णक्रमीय चौड़ाई पर सख्त नियंत्रण की अनुमति देती है, जो गैस संवेदन या तरंगदैर्ध्य-विभाजन बहुसंकेतन का उपयोग करने वाले प्रकाशीय संचार जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- अनुप्रयोग स्थान का विस्तार: ऑटोमोटिव/रोबोटिक्स के लिए LiDAR, फेशियल रिकग्निशन और हेल्थ मॉनिटरिंग (जैसे पल्स ऑक्सिमेट्री) जैसे क्षेत्रों की वृद्धि विभिन्न वेवलेंथ और पावर लेवल पर हाई-परफॉर्मेंस, विश्वसनीय IR एमिटर्स की मांग को बढ़ाती है।
LED Specification Terminology
Complete explanation of LED technical terms
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे स्वर को दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का निर्धारण करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य LED संचालन के लिए करंट मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | कम समय के लिए सहन योग्य शिखर धारा, मंद या चमक के लिए उपयोग की जाती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था. | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | Facilitates driver matching, improves system efficiency. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K इत्यादि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संगत निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल टेस्ट विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में प्रयुक्त, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |