LTR-S971-TB इन्फ्रारेड फोटोट्रांजिस्टर डेटाशीट - साइड व्यू पैकेज - Vce 30V - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTR-S971-TB एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड फोटोट्रांजिस्टर है, जो विशेष रूप से सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह फोटोइलेक्ट्रिक घटकों के एक बड़े परिवार से संबंधित है और उन वातावरणों के लिए उपयुक्त है जहां इन्फ्रारेड प्रकाश का विश्वसनीय पता लगाना आवश्यक है। इस घटक का प्राथमिक कार्य आपतित इन्फ्रारेड विकिरण को विद्युत संकेत में परिवर्तित करना है, विशेष रूप से, प्राप्त इन्फ्रारेड शक्ति घनत्व के समानुपाती कलेक्टर धारा उत्पन्न करना।

इसका मुख्य लाभ काले एनकैप्सुलेशन और अंतर्निर्मित साइड-व्यू हेमीस्फेरिकल लेंस का उपयोग है, जो दृष्टि क्षेत्र को परिभाषित करने में सहायता करता है और अन्य कोणों से आने वाले परिवेशी प्रकाश के हस्तक्षेप को संभावित रूप से कम कर सकता है। यह उपकरण आधुनिक असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त पैकेजिंग में आता है, जो 13 इंच व्यास के रील पर 8mm टेप और रील के रूप में आपूर्ति की जाती है, और यह स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। साथ ही, यह RoHS और लीड-मुक्त पर्यावरणीय उत्पाद मानकों का भी अनुपालन करता है।

इस फोटोट्रांजिस्टर का लक्षित बाजार और अनुप्रयोग मुख्य रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक सेंसिंग क्षेत्रों में हैं। प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल हैं: रिमोट कंट्रोल सिस्टम आदि के लिए इन्फ्रारेड रिसीवर के रूप में उपयोग; और PCB-माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसिंग को सक्षम करना, जिसका उपयोग प्रॉक्सिमिटी डिटेक्शन, ऑब्जेक्ट सेंसिंग और इन्फ्रारेड-माध्यमित बेसिक डेटा ट्रांसमिशन लिंक जैसे कार्यों के लिए किया जाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

LTR-S971-TB का प्रदर्शन पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और विस्तृत विद्युत/ऑप्टिकल विशेषताओं के एक सेट द्वारा परिभाषित किया गया है, सभी पैरामीटर परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग डिवाइस की स्ट्रेस सीमा को परिभाषित करती हैं, जिसके पार जाने पर स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए नहीं हैं।

• Power Dissipation (Pd):100 mW। यह डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
• कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (V_CE):30 V. कलेक्टर और एमिटर टर्मिनलों के बीच लागू की जा सकने वाली अधिकतम वोल्टेज।
• एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (V_EC):5 V. एमिटर और कलेक्टर के बीच लागू की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_op):-40°C से +85°C. डिवाइस के विश्वसनीय संचालन के लिए परिवेशी तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-55°C से +100°C। गैर-कार्यशील अवस्था में भंडारण तापमान सीमा।
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C तक 10 सेकंड तक सहन करने योग्य, जो इसकी रीफ्लो वेल्डिंग क्षमता को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं, जो विशिष्ट संचालन व्यवहार का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• कलेक्टर-एमिटर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V_(BR)CEO):30 V (न्यूनतम)। रिवर्स लीकेज करंट (I_R) 100µA के लिए और कोई आपतित अवरक्त प्रकाश विकिरण (E_e= 0 mW/cm²) की स्थिति में मापा गया।
• उत्सर्जक-संग्राहक भंजन वोल्टेज (V_(BR)ECO):5 V (न्यूनतम)। I_E= 100µA और कोई प्रकाश न होने की स्थिति में मापा गया।
• कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(SAT)):0.4 V (अधिकतम)। डिवाइस पूरी तरह से "चालू" होने पर इसके सिरों के बीच का वोल्टेज, I_C= 100µA, 0.5 mW/cm² के विकिरण स्तर पर मापा गया।
• उदगम समय (T_r) और पतन समय (T_f):15 µs (विशिष्ट)। ये स्विचिंग गति पैरामीटर V_CE=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ की स्थिति में मापन, यह दर्शाता है कि यह मध्यम गति पहचान के लिए उपयुक्त है।
• कलेक्टर डार्क करंट (I_CEO):100 nA (अधिकतम)। प्रकाश के अभाव में, V_CE=20V की स्थिति में, कलेक्टर से एमिटर की ओर रिसाव धारा। यह मान जितना कम होगा, सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात उतना ही बेहतर होगा।
• चालू अवस्था कलेक्टर धारा (I_C(ON)):4.0 mA (Typical). The output current of the device when illuminated, tested under the conditions of V_CE=5V, using a 940nm light source and an irradiance of 0.5 mW/cm². This is a key sensitivity parameter.

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्र अनुभाग का संदर्भ दिया गया है। डिजाइन इंजीनियर के लिए डिवाइस के व्यवहार को एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे समझने में ये ग्राफिकल प्रतिनिधित्व महत्वपूर्ण हैं।

हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट वक्रों का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है, LTR-S971-TB जैसे फोटोट्रांजिस्टर के विशिष्ट वक्र आरेखों में आम तौर पर शामिल होते हैं:

• कलेक्टर करंट (I_C) और कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (V_CE) संबंध वक्र:विभिन्न आपतित अवरक्त विकिरणता (E_e) को पैरामीटर के रूप में लेने वाले वक्रों का एक सेट। यह आउटपुट विशेषताओं और संतृप्ति क्षेत्र को दर्शाता है।
• कलेक्टर करंट (I_C) आपतित विकिरण (E_e) संबंध वक्र:यह वक्र आमतौर पर एक निश्चित V_CE पर खींचा जाता है, जो फोटोट्रांजिस्टर की प्रकाश तीव्रता के प्रति प्रतिक्रिया की रैखिकता (या अरैखिकता) को दर्शाता है, जो इसकी संवेदनशीलता का मूल है।
• स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया वक्र:विभिन्न तरंगदैर्ध्य के प्रकाश के प्रति प्रदर्शन युक्ति की सापेक्ष संवेदनशीलता का वक्र। हालांकि परीक्षण की शर्तें 940nm निर्दिष्ट करती हैं, यह वक्र शिखर प्रतिक्रिया तरंगदैर्ध्य और संवेदनशीलता बैंडविड्थ दिखाता है, जो अवांछित प्रकाश स्रोतों को फ़िल्टर करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• तापमान निर्भरता वक्र:डार्क करंट (I_CEO) और कलेक्टर करंट (I_C) जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटर्स परिवेश के तापमान के साथ कैसे बदलते हैं, इसका चार्ट, जो कमरे के तापमान से अलग परिस्थितियों में काम करने वाले डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Outline Dimensions

यह उपकरण एक अर्धगोलाकार लेंस के साथ साइड-व्यू पैकेज में आता है। सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। सटीक यांत्रिक चित्र बॉडी आयाम, पिन पिच, लेंस स्थिति और PCB लेआउट के लिए महत्वपूर्ण समग्र फुटप्रिंट को परिभाषित करते हैं।

4.2 अनुशंसित पैड आयाम

PCB के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। इन आयामों का पालन करने से सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़, यांत्रिक स्थिरता और ताप अपव्यय सुनिश्चित होता है।

4.3 टेप और रील पैकेजिंग आयाम

विस्तृत ड्राइंग कैरियर टेप आयाम (पॉकेट आयाम, पिच), कवर टेप और रील आयाम निर्दिष्ट करती है। यह जानकारी स्वचालित असेंबली लाइन सेटअप के लिए महत्वपूर्ण है। प्रमुख विनिर्देश नोट करें: एक 13-इंच रील में 9000 डिवाइस होते हैं, अधिकतम दो लगातार घटकों की अनुपस्थिति की अनुमति है, ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का पालन करते हुए।

5. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका

5.1 भंडारण की शर्तें

यह उपकरण नमी के प्रति संवेदनशील है। इसे सीलबंद नमी-रोधी बैग में सिलिका जेल के साथ ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता के वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार खोलने के बाद, भंडारण वातावरण 30°C और 60% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होना चाहिए। मूल पैकेजिंग से एक सप्ताह से अधिक समय तक बाहर रहे घटकों को, रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।

5.2 वेल्डिंग पैरामीटर्स

रिफ्लो सोल्डरिंग:JEDEC मानकों के अनुरूप तापमान प्रोफ़ाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

• प्रीहीट: 150–200°C, अधिकतम 120 सेकंड।
• पीक तापमान: अधिकतम 260°C।
• 260°C से ऊपर का समय: अधिकतम 10 सेकंड, अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों की अनुमति।

• सोल्डरिंग आयरन तापमान: अधिकतम 300°C।
• संपर्क समय: प्रत्येक सोल्डर जोड़ के लिए अधिकतम 3 सेकंड।

5.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।

6. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

6.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

फोटोट्रांजिस्टर मूलतः एक धारा आउटपुट उपकरण है। डेटाशीट कई उपकरणों को चलाने के लिए महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करती है।सर्किट मॉडल (A)अनुशंसित कॉन्फ़िगरेशन है, जिसमें प्रत्येक फोटोट्रांजिस्टर का अपना श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला होता है जो सप्लाई वोल्टेज से जुड़ा होता है। यह व्यक्तिगत उपकरणों के बीच करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषताओं के मामूली अंतरों की क्षतिपूर्ति करके तीव्रता की एकरूपता सुनिश्चित करता है।सर्किट मॉडल (B)(एकाधिक उपकरण एक ही रोकनेवाला साझा करते हैं) इसका उपयोग अनुशंसित नहीं है, क्योंकि उपकरणों का मिसमैच चमक या करंट वितरण में असमानता का कारण बन सकता है।

6.2 अनुप्रयोग दायरा और सावधानियाँ

यह घटक मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (कार्यालय, संचार, घरेलू) के लिए उपयुक्त है। डेटाशीट विशेष रूप से चेतावनी देती है कि पूर्व परामर्श और योग्यता प्रमाणन के बिना, इसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण या उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों—जैसे कि विमानन, चिकित्सा जीवन समर्थन या यातायात नियंत्रण प्रणालियों—में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है।

6.3 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल रिसीवर:रिमोट कंट्रोल से मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड सिग्नल का पता लगाना।
• निकटता एवं वस्तु पहचान:परावर्तित या अवरुद्ध अवरक्त प्रकाश का पता लगाकर किसी वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति का अनुभव करना।
• बेसिक इन्फ्रारेड डेटा लिंक:कम दूरी, कम गति वाले वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किया जाता है।
• सुरक्षा अलार्म सेंसर:बीम इंटरप्शन या रिफ्लेक्शन-आधारित घुसपैठ पहचान प्रणाली के एक भाग के रूप में।

7. कार्य सिद्धांत

फोटोट्रांजिस्टर बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) संरचना के भीतर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत पर कार्य करता है। पर्याप्त ऊर्जा (इस उपकरण के लिए इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम) वाले आपतित फोटॉन बेस-कलेक्टर जंक्शन क्षेत्र में अवशोषित होते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। इन फोटोजनरेटेड वाहकों को ट्रांजिस्टर के करंट गेन (β) द्वारा प्रभावी रूप से प्रवर्धित किया जाता है। बेस टर्मिनल आमतौर पर खुला छोड़ा जाता है या बायस नियंत्रण के लिए एक रोकनेवाला के साथ जोड़ा जाता है। अंतिम आउटपुट कलेक्टर करंट (I_C) है, जो प्राथमिक फोटोकरंट से कहीं अधिक है, जो अंतर्निहित सिग्नल प्रवर्धन प्रदान करता है। साइड-व्यू लेंस आपतित इन्फ्रारेड प्रकाश को संवेदनशील सेमीकंडक्टर क्षेत्र पर केंद्रित और निर्देशित करता है, जिससे उपकरण के दृश्य क्षेत्र को परिभाषित किया जाता है।

8. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग प्रति 13-इंच रील 9000 टुकड़े है। टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA मानकों के अनुरूप हैं ताकि स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के साथ संगतता सुनिश्चित हो सके। पार्ट नंबर LTR-S971-TB इस विशिष्ट मॉडल (संभवतः साइड-व्यू पैकेज के "TB" प्रकार को दर्शाता है) की विशिष्ट पहचान करता है।

9. तकनीकी विनिर्देशों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: इस सेंसर की विशिष्ट प्रतिक्रिया गति क्या है?
उत्तर: विशिष्ट उदय और पतन समय 15 माइक्रोसेकंड है, जो इसे रिमोट कंट्रोल में आमतौर पर पाए जाने वाले मॉड्यूलेटेड अवरक्त संकेतों का पता लगाने के लिए उपयुक्त बनाता है, जो आमतौर पर 38 kHz जैसी वाहक आवृत्तियों पर काम करते हैं।

प्रश्न: LTR-S971-TB की संवेदनशीलता कैसी है?
उत्तर: 940nm, 0.5 mW/cm² विकिरण और V_CE=5V के परीक्षण की स्थिति में, यह आमतौर पर 4.0 mA का कलेक्टर करंट प्रदान करता है। उपयोगी आउटपुट करंट उत्पन्न करने के लिए आवश्यक विकिरण जितना कम होगा, संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी।

प्रश्न: क्या मैं इसे बाहरी या उच्च तापमान वाले वातावरण में उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: इसका कार्यशील तापमान सीमा -40°C से +85°C है, जो विस्तृत वातावरण में उपयोग की अनुमति देती है। हालांकि, डिजाइनर को इसकी डार्क करंट और आउटपुट करंट की तापमान निर्भरता पर विचार करना चाहिए, जो चरम तापमान पर सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को प्रभावित कर सकती है।

प्रश्न: समानांतर में जुड़े प्रत्येक फोटोट्रांजिस्टर के लिए अलग-अलग रेसिस्टर की आवश्यकता क्यों होती है?
उत्तर: प्राकृतिक निर्माण विविधताओं के कारण, व्यक्तिगत फोटोट्रांजिस्टर की I-V विशेषताएं थोड़ी भिन्न होती हैं। एक साझा प्रतिरोधक उन पर समान वोल्टेज लागू कर देगा, जिससे महत्वपूर्ण धारा असंतुलन हो सकता है। अलग-अलग प्रतिरोधक प्रत्येक डिवाइस को स्व-पूर्वाग्रह (self-bias) करने की अनुमति देते हैं, जिससे अधिक समान धारा वितरण और प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।

10. डिज़ाइन उपयोग मामले

परिदृश्य: इन्फ्रारेड बीम सेंसर का उपयोग करके एक सरल वस्तु काउंटर डिज़ाइन करना।

1. सेटअप:एक इन्फ्रारेड एमिटर (IRED) कन्वेयर बेल्ट के एक तरफ रखा गया है, और LTR-S971-TB फोटोट्रांजिस्टर सीधे उसके सामने रखा गया है।
2. सर्किट:फोटोट्रांजिस्टर को कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में सेट किया गया है। एक पुल-अप रेसिस्टर (उदाहरण के लिए, 1kΩ से 10kΩ) कलेक्टर से V_CC(उदाहरण के लिए, 5V)। एमिटर ग्राउंडेड है। आउटपुट सिग्नल कलेक्टर नोड से लिया जाता है।
3. ऑपरेशन:जब इन्फ्रारेड बीम बाधित नहीं होती है, तो फोटोट्रांजिस्टर प्रकाशित होता है, जिससे यह संचालित होता है और कलेक्टर वोल्टेज को नीचे (V के करीब) खींचता है।_CE(SAT)जब कोई वस्तु प्रकाश किरण को अवरुद्ध करती है, तो प्रकाशित होना बंद हो जाता है, फोटोट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, और कलेक्टर वोल्टेज रेसिस्टर द्वारा उच्च खींच लिया जाता है।
4. सिग्नल प्रोसेसिंग:यह डिजिटल वोल्टेज रूपांतरण (निम्न से उच्च) माइक्रोकंट्रोलर के डिजिटल इनपुट पिन या कम्पेरेटर को फीड किया जा सकता है, ताकि गिनती प्रोग्राम को ट्रिगर किया जा सके।
5. डिज़ाइन विचार:पुल-अप रेसिस्टर का मान स्विचिंग गति और करंट खपत को प्रभावित करता है। परिवेशी अवरक्त प्रकाश (जैसे सूर्य के प्रकाश से) गलत ट्रिगरिंग का कारण बन सकता है, इसलिए सिस्टम को परिवेशी प्रकाश को रोकने के लिए ऑप्टिकल फ़िल्टर, आवरण, या अवरक्त बीम के मॉड्यूलेशन/डिमॉड्यूलेशन की आवश्यकता हो सकती है।

नोट: उत्पाद में सुधार के लिए, उपस्थिति और विनिर्देश बिना किसी सूचना के किसी भी समय बदले जा सकते हैं।