IR95-21C/TR7 इन्फ्रारेड एलईडी डेटाशीट - 1.9mm गोल एसएमडी - 1.2V - 940nm - 130mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

IR95-21C/TR7 एक सबमिनिएचर सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है। यह पानी जैसे स्पष्ट प्लास्टिक से बने गोलाकार टॉप-व्यू लेंस वाले एक कॉम्पैक्ट, डबल-एंडेड पैकेज में रखा गया है। यह डिवाइस विशेष रूप से सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर के साथ स्पेक्ट्रल मिलान के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे विभिन्न इन्फ्रारेड संवेदन अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श स्रोत बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस घटक में कई प्रमुख लाभ शामिल हैं जिनमें बहुत छोटा आकार, उच्च विश्वसनीयता और कम फॉरवर्ड वोल्टेज संचालन शामिल है। इसका प्राथमिक लक्षित बाजार उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक स्वचालन और सुरक्षा उपकरण शामिल हैं जहाँ सीमित स्थान में विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

IR95-21C/TR7 का प्रदर्शन निर्दिष्ट स्थितियों में इसकी विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं द्वारा परिभाषित किया जाता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके बाद डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इनका उद्देश्य निरंतर संचालन के लिए नहीं है।

• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F)): 65 mA
• रिवर्स वोल्टेज (V_R)): 5 V
• संचालन तापमान (T_opr)): -25°C से +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg)): -40°C से +85°C
• शक्ति अपव्यय (P_d)): 130 mW (25°C परिवेश या उससे नीचे)
• सोल्डरिंग तापमान (T_sol)): 260°C ≤ 5 सेकंड के लिए

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (T_a=25°C)

ये पैरामीटर 20 mA के मानक परीक्षण करंट पर मापे जाते हैं और डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_e)): 3.0 mW/sr (न्यूनतम), 5.0 mW/sr (विशिष्ट)
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p)): 940 nm (विशिष्ट)
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ)): 45 nm (विशिष्ट)
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F)): 1.2 V (विशिष्ट), 1.5 V (अधिकतम)
• रिवर्स करंट (I_R)): 10 μA (अधिकतम) V_R=5V पर
• दृश्य कोण (2θ_1/2)): 25° (विशिष्ट)

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो डिजाइन इंजीनियरों के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.1 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान

यह वक्र 25°C से ऊपर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट के डीरेटिंग को दर्शाता है। सुरक्षित संचालन क्षेत्र के भीतर रहने के लिए उचित तापीय प्रबंधन आवश्यक है।

3.2 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रल आउटपुट वक्र लगभग 45 nm की बैंडविड्थ के साथ 940 nm के विशिष्ट शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित है। यह सामान्य सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर्स की शिखर संवेदनशीलता से अच्छी तरह मेल खाता है।

3.3 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ ड्राइव करंट और प्रकाशीय आउटपुट के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। विकिरण तीव्रता करंट के साथ बढ़ती है लेकिन डिजाइनरों को दक्षता और ऊष्मा उत्पादन पर विचार करना चाहिए।

3.4 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज

I-V वक्र डायोड की घातीय विशेषता को प्रदर्शित करता है। 20mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 1.2V है, जो अपेक्षाकृत कम है, जो कम-शक्ति सर्किट डिजाइन में सहायता करता है।

3.5 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम कोणीय विस्थापन

यह ध्रुवीय प्लॉट एलईडी के स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को परिभाषित करता है। 25° का दृश्य कोण एक मध्यम रूप से दिशात्मक बीम को इंगित करता है, जो लक्षित संवेदन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

4. यांत्रिक और पैकेज सूचना

4.1 पैकेज आयाम

IR95-21C/TR7 में सरफेस माउंटिंग के लिए "गल-विंग" लीड्स के साथ 1.9mm गोल बॉडी है। मुख्य आयामों में बॉडी व्यास, कुल ऊँचाई और लीड स्पेसिंग शामिल हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी महत्वपूर्ण आयामों की सहनशीलता ±0.1mm है। गल-विंग लीड डिजाइन सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान और बाद में अच्छी यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है।

4.2 ध्रुवता पहचान

कैथोड को आमतौर पर एक दृश्य मार्कर जैसे कि नॉच, फ्लैट एज, या पैकेज पर छोटी लीड द्वारा इंगित किया जाता है। इस घटक पर उपयोग की गई विशिष्ट पहचान विधि के लिए विस्तृत पैकेज ड्राइंग देखें।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए एसएमडी घटकों का उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।

5.1 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

यह डिवाइस नमी संवेदनशील है। इसे खोलने से पहले अपने मूल नमी-रोधी बैग में ≤ 30°C और ≤ 90% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। खोलने के बाद, इसे ≤ 30°C और ≤ 60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि इन स्थितियों से अधिक हो जाता है, तो उपयोग से पहले 60 ± 5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार की आवश्यकता होती है।

5.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

डेटाशीट एक लीड-फ्री सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट करती है। रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। गर्म करने के दौरान, एलईडी बॉडी पर कोई यांत्रिक तनाव नहीं लगाया जाना चाहिए, और सोल्डरिंग के बाद पीसीबी विकृत नहीं होना चाहिए।

5.3 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क

यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो एक सोल्डरिंग आयरन जिसकी टिप तापमान<350°C और क्षमता ≤ 25W हो, का उपयोग किया जाना चाहिए। प्रति लीड संपर्क समय ≤ 3 सेकंड होना चाहिए। रीवर्क की दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। यदि अपरिहार्य है, तो एपॉक्सी बॉडी पर तापीय तनाव को रोकने के लिए दोनों लीड्स को एक साथ गर्म करने के लिए एक विशेष डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए।

6. पैकेजिंग और ऑर्डर सूचना

6.1 कैरियर टेपिंग

घटक स्वचालित असेंबली के लिए उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं। मानक लोडेड मात्रा प्रति रील 1000 टुकड़े है। फीडर संगतता के लिए विस्तृत टेप और रील आयाम प्रदान किए गए हैं।

6.2 लेबल विशिष्टता

रील लेबल में आवश्यक जानकारी शामिल होती है जिसमें पार्ट नंबर (P/N), ग्राहक का उत्पादन नंबर (CPN), मात्रा (QTY), रैंक (CAT), शिखर तरंगदैर्ध्य (HUE), संदर्भ (REF), और लॉट नंबर (LOT No.) शामिल हैं।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

प्राथमिक अनुप्रयोग एक सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर के साथ जोड़े गए इन्फ्रारेड स्रोत के रूप में है। एलईडी के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर बिल्कुल अनिवार्य है। रेसिस्टर मान (R) सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_supply- V_F) / I_F. चूंकि V_Fकम है (~1.2V), आपूर्ति वोल्टेज में छोटी वृद्धि भी बड़े करंट सर्ज का कारण बन सकती है, जिसके लिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए सटीक रेसिस्टर गणना या एक स्थिर करंट ड्राइवर के उपयोग की आवश्यकता होती है।

7.2 डिजाइन विचार

• प्रकाशीय संरेखण: 25° के दृश्य कोण के लिए इष्टतम सिग्नल शक्ति के लिए प्राप्त करने वाले सेंसर के साथ सावधानीपूर्वक यांत्रिक संरेखण की आवश्यकता होती है।
• तापीय प्रबंधन: हालांकि शक्ति अपव्यय कम है, पीसीबी लेआउट में आस-पास ऊष्मा उत्पन्न करने वाले घटकों को रखने से बचना चाहिए, खासकर यदि उच्च परिवेश तापमान पर या अधिकतम करंट के निकट संचालित किया जा रहा हो।
• विद्युत शोर: संवेदनशील एनालॉग संवेदन सर्किट में, पल्स्ड एलईडी ड्राइव करंट द्वारा शोर पैदा करने से रोकने के लिए शील्डिंग या फिल्टरिंग पर विचार करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

IR95-21C/TR7 अपने बहुत कॉम्पैक्ट 1.9mm गोल पैकेज, मजबूत सोल्डरिंग के लिए गल-विंग लीड्स, और सिलिकॉन डिटेक्टर्स के लिए सटीक रूप से मेल खाने वाले स्पेक्ट्रल आउटपुट के संयोजन के माध्यम से स्वयं को अलग करती है। बड़े थ्रू-होल आईआर एलईडी की तुलना में, यह महत्वपूर्ण बोर्ड स्थान बचाती है। अन्य एसएमडी पैकेजों की तुलना में, गोलाकार लेंस और विशिष्ट दृश्य कोण कुछ बैरियर या प्रॉक्सिमिटी सेंसर डिजाइन के लिए बेहतर प्रकाशीय युग्मन प्रदान कर सकते हैं।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

9.1 यदि मैं 65mA फॉरवर्ड करंट से अधिक करूँ तो क्या होगा?

फॉरवर्ड करंट के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होने से सेमीकंडक्टर जंक्शन के अधिक गर्म होने के कारण तत्काल विनाशकारी विफलता हो सकती है, या डिवाइस की दीर्घकालिक विश्वसनीयता और चमकदार आउटपुट को महत्वपूर्ण रूप से कम कर सकती है।

9.2 क्या मैं इसे निरंतर संचालन के लिए उपयोग कर सकता हूँ?

हाँ, लेकिन आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि ऑपरेटिंग पॉइंट (I_F, T_a) अधिकतम शक्ति अपव्यय वक्र द्वारा परिभाषित सुरक्षित संचालन क्षेत्र के भीतर स्थित है। 25°C पर, अधिकतम निरंतर शक्ति 130mW है। उच्च परिवेश तापमान पर, अधिकतम अनुमेय करंट को डीरेट किया जाना चाहिए।

9.3 खोलने के बाद भंडारण और उपयोग समय इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

एपॉक्सी पैकेजिंग सामग्री हवा से नमी अवशोषित कर सकती है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक विघटन, दरार, या "पॉपकॉर्निंग" हो सकती है, जो घटक को नष्ट कर देती है। निर्दिष्ट भंडारण स्थितियाँ और फ्लोर लाइफ इस जोखिम को नियंत्रित करती हैं।

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

केस: प्रिंटर में एक कॉम्पैक्ट पेपर प्रेजेंस सेंसर डिजाइन करना।IR95-21C/TR7 एक उत्कृष्ट विकल्प है। इसका छोटा आकार इसे तंग यांत्रिक असेंबली में फिट होने की अनुमति देता है। डिजाइनर इसे कुछ मिलीमीटर दूर रखे गए फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ेगा, जिससे एक ट्रांसमिशन-टाइप सेंसर बनेगा। एक माइक्रोकंट्रोलर एक उपयुक्त श्रृंखला रेसिस्टर का उपयोग करके एलईडी को 20mA करंट के साथ पल्स देगा और फोटोट्रांजिस्टर के आउटपुट को पढ़ेगा। 940nm तरंगदैर्ध्य अदृश्य है और उपयोगकर्ता अनुभव में हस्तक्षेप नहीं करेगा। गल-विंग लीड्स प्रिंटर तंत्र के भीतर कंपन के प्रतिरोधी एक मजबूत सोल्डर जोड़ प्रदान करते हैं। उच्च विनिर्माण उपज के लिए रीफ्लो प्रोफाइल और नमी हैंडलिंग प्रक्रियाओं का सख्त पालन आवश्यक है।

11. संचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (आईआर एलईडी) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में p-क्षेत्र से होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उपयोग की गई विशिष्ट सामग्री (इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है, यहाँ 940nm के आसपास इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में।

12. उद्योग रुझान

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में रुझान लघुकरण, उच्च दक्षता और एकीकरण की ओर जारी है। इस तरह के एसएमडी पैकेजों ने स्वचालित असेंबली में बड़े पैमाने पर थ्रू-होल घटकों को प्रतिस्थापित कर दिया है। भविष्य के विकास में और भी छोटे चिप-स्केल पैकेज (सीएसपी), पैकेज के भीतर एकीकृत ड्राइवर सर्किट, और डेटा संचार अनुप्रयोगों के लिए उच्च गति मॉड्यूलेशन के लिए डिज़ाइन किए गए घटक शामिल हो सकते हैं। विश्वसनीयता में सुधार और असेंबली प्रक्रियाओं को सरल बनाने, जैसे कि नमी संवेदनशीलता स्तर को कम करने, पर भी निरंतर ध्यान केंद्रित है।