LTL-E7939Q3K इन्फ्रारेड LED डेटाशीट - थ्रू-होल पैकेज - 850nm वेवलेंथ - 20mW/sr रेडिएंट इंटेंसिटी - 1.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTL-E7939Q3K एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड है, जो थ्रू-होल माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किए गए सीधे डालने योग्य पैकेज में आता है, जिसे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड या पैनल पर लगाया जा सकता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में विश्वसनीय, उच्च-गति प्रकाश संकेत संचरण या प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। यह AlGaAs अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है और 850 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन के लिए अनुकूलित है, जो इन्फ्रारेड संचार, संवेदन और नाइट विजन प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों के लिए एक सामान्य तरंगदैर्ध्य है।

इसके मुख्य लाभों में उच्च विकिरण तीव्रता, कम धारा आवश्यकता के कारण एकीकृत सर्किट के साथ अच्छी संगतता, और विभिन्न असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त एक मजबूत सीधे डालने योग्य पैकेज शामिल हैं। यह उत्पाद RoHS निर्देश का अनुपालन करता है, जो दर्शाता है कि इसके निर्माण में सीसा जैसे हानिकारक पदार्थों का उपयोग नहीं किया गया है। मुख्य लक्षित बाजारों में औद्योगिक स्वचालन, सुरक्षा प्रणालियाँ, ऑप्टिकल एनकोडर, रिमोट कंट्रोल और प्रॉक्सिमिटी सेंसर शामिल हैं, जहाँ विश्वसनीय इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत महत्वपूर्ण हैं।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। विश्वसनीय डिजाइन में, इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं दी जानी चाहिए और इससे बचा जाना चाहिए।

• शक्ति अपव्यय:अधिकतम 120 mW। यह वह कुल शक्ति है जिसे पैकेज अपने अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक हुए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और विफलता हो सकती है।
• शिखर अग्र धारा_FP：पल्स स्थितियों में 1 A। यह रेटिंग डीसी रेटिंग से काफी अधिक है, जो डेटा संचरण के लिए उपयोगी अल्पकालिक उच्च-तीव्रता वाले पल्स की अनुमति देती है।
• डीसी फॉरवर्ड करंट_F：निरंतर 60 एमए। यह विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अधिकतम स्थिर-अवस्था धारा है।
• रिवर्स वोल्टेज_R：5 वी। इससे अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लागू करने से एलईडी के पीएन जंक्शन का ब्रेकडाउन और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान:क्रमशः -30°C से +85°C और -40°C से +100°C। ये परिचालन और गैर-परिचालन भंडारण की पर्यावरणीय सीमाएं परिभाषित करते हैं।
• लीड सोल्डरिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड, माप बिंदु एलईडी बॉडी से 2.0 मिमी दूर। यह एपॉक्सी लेंस और आंतरिक चिप बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाने के लिए हैंड सोल्डरिंग प्रक्रिया का मार्गदर्शन करता है।

2.2 विद्युत/प्रकाशीय विशेषताएँ

ये मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट और गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• विकिरण तीव्रता_e：I_F= 20mA पर, न्यूनतम मान 20.0 mW/sr है। विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापती है। यह अवरक्त प्रणाली की प्रभावी सीमा और सिग्नल शक्ति निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। डेटाशीट निर्दिष्ट करती है कि गारंटीकृत मान पर ±15% सहनशीलता लागू की जानी चाहिए।
• देखने का कोण_1/2：विशिष्ट मान 30 डिग्री है। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर विकिरण तीव्रता अपने शिखर मान से आधी हो जाती है। 30° का कोण एक मध्यम रूप से केंद्रित बीम को इंगित करता है, जो दिशात्मक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य_P：विशिष्ट मान 850 nm है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED सबसे अधिक प्रकाश शक्ति उत्सर्जित करती है। 850nm निकट-अवरक्त सीमा में आता है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड और कई कैमरा सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ:विशिष्ट मान 40 nm है। यह उस तरंगदैर्ध्य बैंडविड्थ को निर्दिष्ट करता है जहां उत्सर्जन तीव्रता शिखर तीव्रता की कम से कम आधी होती है। 40nm की चौड़ाई इन्फ्रारेड एलईडी के लिए सामान्य है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज_F：I_F= 20mA पर, विशिष्ट मान 1.3V, अधिकतम मान 1.6V है। यह एलईडी के माध्यम से धारा प्रवाहित होने पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट_R：V_R= 5V पर, अधिकतम मान 10 μA है। यह एलईडी के अपनी सुरक्षित सीमा के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज करंट है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

डेटाशीट इंगित करती है कि विकिरण तीव्रता के लिए एक वर्गीकरण या बिनिंग प्रणाली का उपयोग किया जाता है। नोट बताता है: "Ie वर्गीकरण कोड प्रत्येक पैकेज बैग पर अंकित है।" इसका अर्थ है कि निर्मित एलईडी को उनकी मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर परीक्षण और वर्गीकृत किया जाता है। मॉडल LTL-E7939Q3K न्यूनतम विकिरण तीव्रता निर्दिष्ट करता है, लेकिन एक बैच के भीतर व्यक्तिगत यूनिट विशिष्ट उप-सीमा में आ सकती हैं। डिजाइनरों को ध्यान देना चाहिए कि किसी विशिष्ट एलईडी की वास्तविक तीव्रता गारंटीकृत न्यूनतम और बिन रेंज के भीतर भिन्न हो सकती है। डेटाशीट तरंगदैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए स्पष्ट बिनिंग का विवरण नहीं देती, केवल विशिष्ट मान और अधिकतम/न्यूनतम मान सूचीबद्ध हैं।_e) या फॉरवर्ड वोल्टेज (V_P), केवल विशिष्ट मान और अधिकतम/न्यूनतम मान सूचीबद्ध हैं।_F), केवल विशिष्ट मान और अधिकतम/न्यूनतम मान सूचीबद्ध हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

The datasheet references several typical characteristic curves, which provide deeper insights into the device's behavior under different conditions.

• Spectral Curve:It illustrates the relationship between relative radiant power and wavelength, centered at an 850nm peak with a defined 40nm half-width.
• Forward Voltage vs. Forward Current Curve:It shows the non-linear relationship between voltage and current. The curve will have a threshold voltage, beyond which the current increases rapidly with a small increase in voltage, highlighting why current control is critical.
• Relative Radiant Power vs. DC Forward Current:यह दर्शाता है कि कैसे ऑप्टिकल आउटपुट पावर ड्राइव करंट के साथ बढ़ती है, आमतौर पर ऑपरेटिंग रेंज में लगभग रैखिक संबंध दिखाती है, और अत्यधिक उच्च करंट पर थर्मल प्रभावों के कारण दक्षता में गिरावट आती है।
• सापेक्ष विकिरण शक्ति बनाम पीक करंट:डीसी वक्र के समान, लेकिन पल्स ऑपरेशन के लिए लागू, यह दर्शाता है कि 1A अधिकतम करंट तक प्राप्त की जा सकने वाली पीक आउटपुट शक्ति।
• सापेक्ष विकिरण शक्ति बनाम तापमान:एक महत्वपूर्ण वक्र जो दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ ऑप्टिकल आउटपुट कम हो जाता है। उच्च परिवेश तापमान या खराब थर्मल प्रबंधन वाले डिज़ाइनों में इस थर्मल डिरेटिंग फैक्टर को अवश्य ध्यान में रखा जाना चाहिए।
• दिशात्मक पैटर्न:एक ध्रुवीय आरेख जो उत्सर्जित प्रकाश के कोणीय वितरण को दर्शाता है, जो 30° व्यू एंगल को दृष्टिगत रूप से परिभाषित करता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

यह LED मानक थ्रू-होल T-1 3/4 गोलाकार पैकेज में निर्मित है। ड्राइंग में महत्वपूर्ण आयाम शामिल हैं:

• लेंस व्यास: लगभग 5.0mm.
• पैकेज ऊंचाई: लीड के आधार से लेंस के शीर्ष तक लगभग 8.7mm.
• लीड व्यास: नाममात्र 0.56mm.
• लीड पिच: मानक 2.54mm, मापन बिंदु वह स्थान है जहां लीड पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।
• फ्लैंज/बेस: फ्लैंज पैनल माउंटिंग में सहायता करता है और सम्मिलन के दौरान यांत्रिक स्टॉप प्रदान करता है। फ्लैंज के नीचे राल उभार अधिकतम 1.0 मिमी है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आयामी चित्र में चिह्नित किया गया है। मानक एलईडी के लिए, कैथोड आमतौर पर छोटा लीड और/या पैकेज फ्लैंज के समतल भाग के निकट वाला लीड होता है। सटीक पहचान चिह्न के लिए प्रदान किए गए चित्र का संदर्भ लेना चाहिए।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

क्षति को रोकने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।

• लीड बनाना:कमरे के तापमान पर वेल्डिंग से पहले किया जाना चाहिए। बेंड पॉइंट LED लेंस बेस से कम से कम 3mm दूर होना चाहिए। लीड फ्रेम बेस को फुलक्रम के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
• PCB असेंबली:पिनों पर यांत्रिक तनाव से बचने के लिए न्यूनतम क्लैंपिंग बल का उपयोग करें।
• वेल्डिंग:
  • लेंस बेस से सोल्डर जॉइंट तक न्यूनतम 2mm का अंतर बनाए रखें।
  • लेंस को सोल्डर में डुबोने से बचें।
  • LED के गर्म होने पर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, पिनों पर तनाव न डालें।
  • हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन तापमान ≤350°C, समय ≤3 सेकंड।
  • वेव सोल्डरिंग:प्रीहीट ≤100°C, समय ≤60 सेकंड; सोल्डर वेव ≤260°C, संपर्क समय ≤5 सेकंड।
  • इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग इस थ्रू-होल पैकेज के लिए उपयुक्त नहीं है।
• क्लीनिंग:आवश्यकता पड़ने पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।
• भंडारण:यदि मूल पैकेजिंग से हटा दिया जाए, तो कृपया 3 महीने के भीतर उपयोग करें। दीर्घकालिक भंडारण के लिए, कृपया डिसिकेंट युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें। भंडारण तापमान 30°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और सापेक्ष आर्द्रता 70% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

• इकाई पैकेजिंग:प्रति एंटीस्टैटिक पैकेजिंग बैग 1000 टुकड़े।
• आंतरिक बॉक्स:6 पैकेजिंग बैग।
• बाहरी कार्टन:8 आंतरिक बॉक्स।
• मॉडल:LTL-E7939Q3K। विश्लेषण से पता चलता है: LTL, E79, 39, Q3K। लेंस का रंग "स्पष्ट" है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• अवरक्त प्रकाश:कम रोशनी या रात्रि सुरक्षा अनुप्रयोगों में सीसीटीवी कैमरों के लिए उपयोग किया जाता है।
• ऑप्टिकल स्विच और एन्कोडिंग:स्लॉट-प्रकार या रिफ्लेक्टिव ऑप्टिकल सेंसर जो पोजीशन सेंसिंग, मोटर स्पीड कंट्रोल और रोटरी एन्कोडर में उपयोग किए जाते हैं।
• डेटा ट्रांसमिशन:इन्फ्रारेड डेटा एसोसिएशन मानकों के अनुरूप उपकरणों या सरल लघु-श्रृंखला डेटा लिंक के लिए, इसकी उच्च-गति क्षमता का उपयोग करते हुए।
• प्रॉक्सिमिटी और वस्तु पहचान:किसी वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता लगाने के लिए फोटोडिटेक्टर के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• ड्राइवर सर्किट:LED एक करंट-चालित डिवाइस है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से कई एलईडी को समानांतर में जोड़ते समय, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला लगाना चाहिए। व्यक्तिगत एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज में अंतर के कारण करंट वितरण और चमक में असमानता हो सकती है, इसलिए वोल्टेज स्रोत से सीधे समानांतर में जुड़े कई एलईडी को चलाने के लिए एक ही रोकनेवाला का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
• थर्मल प्रबंधन:हालांकि थ्रू-होल पैकेजिंग अपने पिन के माध्यम से गर्मी को दूर करती है, फिर भी आउटपुट और जीवनकाल को कम करने वाले जंक्शन तापमान को सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए पीसीबी लेआउट और पर्यावरणीय परिस्थितियों पर ध्यान देना चाहिए।
• ईएसडी सुरक्षा:एलईडी स्थैतिक बिजली के निर्वहन के प्रति संवेदनशील होते हैं। ऑपरेटिंग प्रक्रियाओं में ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप, एंटीस्टैटिक मैट और आयन पंखे का उपयोग शामिल होना चाहिए। ईएसडी क्षति उच्च रिवर्स लीकेज, कम फॉरवर्ड वोल्टेज या कम करंट पर प्रकाश उत्सर्जन में विफलता के रूप में प्रकट हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

मानक दृश्यमान प्रकाश एलईडी या कम-शक्ति अवरक्त एलईडी की तुलना में, LTL-E7939Q3K प्रदान करता हैउच्च विकिरण तीव्रता与मध्यम फोकस दृष्टिकोणका संतुलित संयोजन। यह इसे लंबी दूरी या उच्च सिग्नल शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए वाइड-एंगल, कम-शक्ति वाले उपकरणों की तुलना में अधिक उपयुक्त बनाता है। इसकी AlGaAs संरचना 850nm उत्सर्जन के लिए एक विशिष्ट विकल्प है, जो अच्छी दक्षता प्रदान करती है। इसके वर्ग में मुख्य अंतर स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट उच्च-गति संचालन विशिष्टताएं हैं, जो इसे साधारण प्रकाशन से परे पल्स अनुप्रयोगों के लिए एक उम्मीदवार बनाती हैं।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। एक श्रृंखला में लगा करंट-सीमित रोकनेवाला अवश्य प्रयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई, Vf=1.3V, और वांछित I_F=20mA के साथ, रोकनेवाला मान R = / 0.02A = 185Ω होना चाहिए। 180Ω या 220Ω रोकनेवाला उपयुक्त है। सीधे चलाने से अत्यधिक धारा के कारण LED क्षतिग्रस्त हो सकती है।

प्रश्न: पल्स करंट रेटिंग DC रेटिंग से इतनी अधिक क्यों है?
उत्तर: बहुत छोटी पल्स अवधि के दौरान, सेमीकंडक्टर जंक्शन में उत्पन्न ऊष्मा के पास पैकेज और परिवेश में फैलने का समय नहीं होता। इसलिए, जंक्शन तापमान तेजी से नहीं बढ़ता, जिससे बिना थर्मल क्षति के उच्च तात्कालिक धारा की अनुमति मिलती है। ड्यूटी साइकिल बहुत कम रखी जाती है, जिससे औसत शक्ति सीमा से काफी नीचे बनी रहती है।

प्रश्न: लेंस "पारदर्शी" है। यह अदृश्य अवरक्त प्रकाश क्यों उत्सर्जित करता है?
उत्तर: पारदर्शी एपॉक्सी लेंस दृश्यमान और अवरक्त दोनों तरंगदैर्ध्य के लिए पारदर्शी होता है। प्रकाश की अदृश्यता अर्धचालक सामग्री की विशेषता है, जो 850nm तरंगदैर्ध्य पर फोटॉन उत्सर्जित करती है, जो मानव आँख की संवेदनशील सीमा से बाहर है। पारदर्शी लेंस आमतौर पर गुप्त अनुप्रयोगों में या जब दृश्यमान लाल प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है, तो पसंद किए जाते हैं।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण

केस: इंटरप्टर सेंसर का उपयोग करके एक सरल वस्तु काउंटर डिज़ाइन करना।
कन्वेयर बेल्ट पर वस्तुओं की गिनती के लिए दो-चैनल इंटरप्टर सेंसर बनाने हेतु दो ऐसे अवरक्त LED और दो मिलाने वाले फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है। प्रत्येक LED को 20mA पर सेट एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा संचालित किया जाता है, जो ट्रांजिस्टर सर्किट या समर्पित LED ड्राइवर IC का उपयोग करता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बिजली आपूर्ति वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के बावजूद आउटपुट तीव्रता स्थिर रहे। LED को कन्वेयर बेल्ट के एक तरफ रखा जाता है और फोटोट्रांजिस्टर दूसरी तरफ। जब कोई वस्तु प्रकाश किरण को अवरुद्ध करती है, तो फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट स्थिति बदल जाती है। LED का 30° व्यू एंगल कुछ मिसअलाइनमेंट सहनशीलता की अनुमति देता है, जबकि दो निकटवर्ती चैनलों के बीच क्रॉसटॉक को कम करने के लिए पर्याप्त समानांतर प्रकाश किरण प्रदान करता है। उच्च विकिरण तीव्रता यह सुनिश्चित करती है कि एक मजबूत सिग्नल डिटेक्टर तक पहुँचे, यहाँ तक कि कुछ परिवेशी अवरक्त प्रकाश वाले वातावरण में भी अच्छा सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्रदान करता है।

12. सिद्धांत परिचय

LED एक अर्धचालक डायोड है। जब इसके P-N जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन P-प्रकार की सामग्री से होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होती है। LTL-E7939Q3K के लिए, AlGaAs मिश्र धातु का बैंड गैप लगभग 1.46 इलेक्ट्रॉन वोल्ट के फोटॉन ऊर्जा के अनुरूप होता है, जो 850 नैनोमीटर के निकट तरंगदैर्ध्य वाले प्रकाश में परिवर्तित होता है, जो अवरक्त क्षेत्र में स्थित है। एपॉक्सी लेंस का उपयोग अर्धचालक चिप की सुरक्षा, उत्सर्जन पैटर्न को आकार देने और चिप की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

इन्फ्रारेड एलईडी क्षेत्र में निरंतर विकास जारी है। प्रवृत्तियों में उच्च विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता वाले उपकरणों का विकास शामिल है, जिससे बिजली की खपत और ताप उत्पादन कम होता है। साथ ही, तेज डेटा संचार अनुप्रयोगों के लिए मॉड्यूलेशन गति बढ़ाने के प्रयास किए जा रहे हैं। पैकेजिंग नवाचार का उद्देश्य बेहतर थर्मल प्रबंधन प्रदान करना है, जो उच्च ड्राइव करंट और छोटे आकार में अधिक प्रकाश शक्ति की अनुमति देता है। इसके अलावा, एलईडी को ड्राइवर और नियंत्रण सर्किट के साथ स्मार्ट मॉड्यूल में एकीकृत करना एक बढ़ती प्रवृत्ति है, जो अंतिम उपयोगकर्ता के सिस्टम डिजाइन को सरल बनाता है। अर्धचालक इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस का मूल सिद्धांत अपरिवर्तित रहता है, लेकिन सामग्री विज्ञान और पैकेजिंग प्रौद्योगिकी प्रदर्शन में निरंतर सुधार को प्रेरित कर रहे हैं।