LTR-C950-TB इन्फ्रारेड फोटोट्रांजिस्टर डेटाशीट - टॉप-व्यू ब्लैक लेंस - 940nm - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक अलग इन्फ्रारेड फोटोट्रांजिस्टर घटक के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण इन्फ्रारेड प्रकाश का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी विशिष्ट कार्यशील तरंगदैर्ध्य 940nm है। इसमें शीर्ष-दृश्य पैकेजिंग और एक काले गुंबद लेंस का उपयोग किया गया है, जो देखने के कोण को सीमित करने और पर्यावरणीय दृश्यमान प्रकाश के हस्तक्षेप को कम करने में सहायता करता है। घटक टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्ध है, जो उच्च मात्रा, स्वचालित सतह माउंट असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत है। यह उत्पाद संबंधित पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करता है।

1.1 उत्पाद विशेषताएँ

• हानिकारक पदार्थ पर्यावरण संरक्षण नियमों की आवश्यकताओं का अनुपालन करता है।
• शीर्ष दृश्य आकार, काले गुंबद लेंस से सुसज्जित।
• 12mm टेप और 7 इंच व्यास रील पैकेजिंग में, स्वचालित स्थापना के लिए उपयुक्त।
• मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत।
• मानकीकृत पैकेज आकार।

1.2 विशिष्ट अनुप्रयोग

• Infrared Receiver Module.
• PCB Mounted Infrared Sensing Application.

2. आकार और आयाम

यह उपकरण मानक पैकेज आकृति का अनुपालन करता है। सभी महत्वपूर्ण आयाम मिलीमीटर में डेटाशीट के साथ दिए गए चित्रों में प्रदान किए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.1mm है। यह पैकेज विश्वसनीय PCB माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है।

3. पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। सभी मान परिवेश तापमान (TA) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।

• शक्ति अपव्यय (PD):100 mW
• कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCEO):30 V
• Emitter-Collector Voltage (VECO):5 V
• Operating Temperature Range:-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +100°C
• इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग:पीक तापमान 260°C, अधिकतम 10 सेकंड तक।

दस्तावेज़ में लीड-फ्री प्रक्रिया के लिए सुझाई गई रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल शामिल है, जो प्रीहीट, पीक तापमान और लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय जैसे मापदंडों पर जोर देती है, ताकि सोल्डर जोड़ विश्वसनीय हों और कोई थर्मल क्षति न हो।

4. Electrical and Optical Characteristics

ये पैरामीटर TA=25°C पर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं, जो सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

• कलेक्टर-एमिटर ब्रेकडाउन वोल्टेज, V(BR)CEO:30 V (न्यूनतम)। परीक्षण शर्तें: IR = 100µA, विकिरण (Ee) = 0 mW/cm²।
• एमिटर-कलेक्टर ब्रेकडाउन वोल्टेज, V(BR)ECO:5 V (न्यूनतम)। परीक्षण शर्तें: IE = 100µA, Ee = 0 mW/cm²।
• कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज, VCE(SAT):0.4 V (अधिकतम)। परीक्षण शर्तें: IC = 100µA, Ee = 0.5 mW/cm²।
• उदय काल (Tr) एवं पतन काल (Tf):15 µs (विशिष्ट)। परीक्षण शर्तें: VCE = 5V, IC = 1mA, RL = 1kΩ।
• कलेक्टर डार्क करंट (ICEO):100 nA (अधिकतम)। परीक्षण स्थितियाँ: VCE = 20V, Ee = 0 mW/cm²। यह प्रकाश के अभाव में लीकेज करंट है।
• चालू कलेक्टर करंट, IC(ON):रेंज 1.5 mA (न्यूनतम) से 9.20 mA (अधिकतम) तक है। परीक्षण की शर्तें: VCE = 5V, Ee = 0.5 mW/cm², λ=940nm। यह संवेदनशीलता को इंगित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

5. Bin Code System

अनुप्रयोगों में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, डिवाइस को उनके चालू संग्राहक धारा (IC(ON)) के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड के भीतर धारा सहनशीलता ±15% है।

• BIN A:IC(ON) = 1.5 mA से 2.9 mA
• BIN B:IC(ON) = 2.9 mA से 5.5 mA
• BIN C:IC(ON) = 5.5 mA से 9.2 mA

6. टाइपिकल परफॉर्मेंस कर्व

The datasheet provides multiple graphs illustrating the device's behavior under various conditions. This is crucial for understanding performance beyond single-point specifications.

• Spectral Sensitivity:विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर फोटोट्रांजिस्टर की सापेक्ष संवेदनशीलता वक्र प्रदर्शित करता है, जिसका शिखर लगभग 940nm पर है।
• कलेक्टर डार्क करंट बनाम परिवेश तापमान:दिखाता है कि लीकेज करंट (ICEO) तापमान बढ़ने के साथ कैसे बढ़ता है।
• राइज/फॉल टाइम बनाम लोड रेजिस्टेंस:स्पष्ट करें कि सर्किट में लोड प्रतिरोध (RL) के मान से स्विचिंग गति कैसे प्रभावित होती है।
• सापेक्ष कलेक्टर धारा बनाम विकिरणता:आपतित प्रकाश शक्ति (Ee) और आउटपुट कलेक्टर धारा के बीच संबंध प्रदर्शित करें।
• संवेदनशीलता दिशा पैटर्न:एक ध्रुवीय निर्देशांक आरेख जो काले गुंबद लेंस से प्रभावित सेंसर के सापेक्ष कोणीय प्रतिक्रिया को दर्शाता है।

7. पैड लेआउट और पैकेजिंग जानकारी

अनुशंसित PCB पैड लेआउट आयाम प्रदान किए गए हैं, ताकि सोल्डरिंग गुणवत्ता और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित की जा सके। सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग के लिए 0.1mm या 0.12mm मोटाई वाले स्टेंसिल के उपयोग की सिफारिश की गई है। दस्तावेज़ में ऑटोमेशन प्रसंस्करण की सुविधा के लिए टेप और रील पैकेजिंग के विस्तृत आयाम, जैसे पॉकेट पिच, रील व्यास और हब आयाम भी शामिल हैं।

8. संचालन, भंडारण और असेंबली मार्गदर्शिका

8.1 भंडारण की शर्तें

अनओपन, डिसिकेंट युक्त नमी-रोधी बैग के लिए, ≤30°C, ≤90% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में भंडारण की सिफारिश की जाती है, अनुशंसित उपयोग अवधि एक वर्ष है। मूल पैकेजिंग से निकाले गए घटकों के लिए, पर्यावरणीय परिस्थितियाँ 30°C / 60% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होनी चाहिए। यदि मूल पैकेजिंग के बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया गया है, तो नमी दूर करने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले बेकिंग (60°C पर 20 घंटे) की सिफारिश की जाती है।

8.2 सफाई

यदि सफाई की आवश्यकता हो, तो कृपया आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।

8.3 वेल्डिंग सुझाव

रीफ्लो सोल्डरिंग और हैंड सोल्डरिंग के लिए विस्तृत पैरामीटर प्रदान किए गए हैं:

• रिफ्लो सोल्डरिंग:150-200°C तक प्रीहीट, अधिकतम 120 सेकंड; पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं, अधिकतम 10 सेकंड। अधिकतम दो बार रिफ्लो सोल्डरिंग की जा सकती है।
• हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, प्रत्येक सोल्डर जोड़ का सोल्डरिंग समय अधिकतम 3 सेकंड होना चाहिए।

गाइड JEDEC मानकों का संदर्भ देती है और विशिष्ट PCB डिज़ाइन के लिए प्रक्रिया विशेषता (प्रोसेस कैरेक्टराइजेशन) की आवश्यकता पर जोर देती है।

8.4 ड्राइव सर्किट सावधानियां

फोटोट्रांजिस्टर एक करंट आउटपुट डिवाइस है। एकाधिक सेंसर वाले अनुप्रयोगों के लिए, समान प्रतिक्रिया सुनिश्चित करने और किसी भी एकल डिवाइस में अत्यधिक करंट को रोकने के लिए, प्रत्येक डिवाइस के साथ श्रृंखला में अलग-अलग करंट-सीमित रोकनेवाला (जैसा कि डेटाशीट में "सर्किट ए" में दिखाया गया है) लगाने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। यदि डिवाइसों को बिना अलग रोकनेवाला के सीधे समानांतर ("सर्किट बी") में जोड़ा जाता है, तो डिवाइस विशेषताओं में भिन्नता के कारण प्रदर्शन में असंगति हो सकती है।

9. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

9.1 कार्य सिद्धांत

इन्फ्रारेड फोटोट्रांजिस्टर आपतित इन्फ्रारेड प्रकाश को विद्युत धारा में परिवर्तित करके कार्य करता है। पर्याप्त ऊर्जा (डिवाइस की संवेदनशील तरंगदैर्ध्य, लगभग 940nm के अनुरूप) वाले फोटॉन ट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र में अवशोषित होते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। यह प्रकाश-जनित धारा बेस करंट के रूप में कार्य करती है, जिसे ट्रांजिस्टर के लाभ द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिससे आपतित प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती एक बड़ा कलेक्टर करंट उत्पन्न होता है। काला गुंबददार लेंस आपतित प्रकाश को केंद्रित करने और दृश्य क्षेत्र को परिभाषित करने में सहायता करता है।

9.2 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

इसका मुख्य उपयोग अवरक्त प्राप्ति प्रणाली में है। जिसमें शामिल हैं:

• रिमोट कंट्रोल रिसीवर:टेलीविज़न, साउंड सिस्टम और घरेलू उपकरणों के रिमोट कंट्रोल से सिग्नल डिकोड करना।
• प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग:वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता लगाने के लिए परावर्तित इन्फ्रारेड बीम का उपयोग करना।
• बेसिक लाइट स्विच:गिनती या स्थिति पहचान के लिए बीम को बाधित करता है।
• सिंपल डेटा लिंक:कम गति, कम दूरी के वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड लाइट का उपयोग करता है।

9.3 डिज़ाइन जाँच सूची

• एप्लिकेशन की आवश्यक संवेदनशीलता के अनुसारउपयुक्त रेंज कोड का चयन करें।
• आवश्यक आउटपुट वोल्टेज स्विंग और प्रतिक्रिया गति के साथ समझौता (राइज/फॉल टाइम बनाम RL वक्र देखें) पर विचार करें।लोड रेसिस्टर (RL) का चयन करें।
• सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट मेंपर्यावरणीय प्रकाश शोर (जैसे, फ्लोरोसेंट लैंप का 100/120Hz फ्लिकर) को दबाने के लिए उचित फ़िल्टरिंग लागू करें।
• अनुशंसित PCB लेआउट और सोल्डरिंग दिशानिर्देशों का पालन करें।विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए।
• यांत्रिक लेआउट और आवरण डिज़ाइन करते समयसेंसर के सही दिशा में इंगित करने को सुनिश्चित करने के लिए कोणीय संवेदनशीलता पैटर्न पर विचार करें।

9.4 प्रदर्शन और तापमान संबंध

डिजाइनर को तापमान प्रभाव पर विचार करना चाहिए। कलेक्टर डार्क करंट (ICEO) तापमान के साथ काफी बढ़ जाता है, जो कम रोशनी वाले अनुप्रयोगों में शोर तल को बढ़ा सकता है। फोटोकरंट का भी स्वयं का तापमान गुणांक होता है। व्यापक तापमान रेंज (-40°C से +85°C) में महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, चरम तापमान पर परीक्षण या सिमुलेशन करने की सिफारिश की जाती है।

10. तकनीकी तुलना और चयन मार्गदर्शन

इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टर चुनते समय, मुख्य अंतर शामिल हैं:

• फोटोट्रांजिस्टर बनाम फोटोडायोड:फोटोट्रांजिस्टर आंतरिक लाभ प्रदान करता है, जो दी गई प्रकाश स्तर पर एक बड़ा आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है और बाद के एम्पलीफायर डिजाइन को सरल बनाता है। हालांकि, इसका प्रतिक्रिया समय आमतौर पर फोटोडायोड की तुलना में धीमा होता है। इस उपकरण का उदय/पतन समय 15µs है, जो मानक रिमोट कंट्रोल सिग्नल (जैसे 38kHz वाहक) के लिए उपयुक्त है, लेकिन बहुत उच्च गति वाले डेटा संचार के लिए यह बहुत धीमा हो सकता है।
• तरंगदैर्ध्य:940nm की चरम संवेदनशीलता सामान्य GaAs इन्फ्रारेड एमिटर के साथ जोड़ी जाने के लिए आदर्श है, और 850nm प्रकाश स्रोत की तुलना में मानव आंख के लिए अधिक अदृश्य होने के कारण दृश्य प्रकाश प्रदूषण को कम करती है।
• पैकेजिंग और लेंस:शीर्ष-दृश्य काला लेंस पैकेज सतह माउंट असेंबली के लिए अनुकूलित है और नियंत्रित देखने के कोण प्रदान करता है, जो पार्श्विक आवारा प्रकाश को दबाने में सहायता करता है।

11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: बिनिंग कोड का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: बिनिंग कोड संवेदनशीलता (IC(ON)) की एक अनुमानित सीमा सुनिश्चित करता है। उत्पादन में सुसंगत प्रदर्शन के लिए, कृपया आदेश देते समय वांछित बिन निर्दिष्ट करें।

प्रश्न: क्या मैं इस सेंसर को सीधी धूप में उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: सीधी धूप में बड़ी मात्रा में इन्फ्रारेड विकिरण होती है, जो सेंसर को संतृप्त कर सकती है। यह इनडोर या नियंत्रित वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। बाहरी उपयोग के लिए ऑप्टिकल फ़िल्टर या सिंक्रोनस डिटेक्शन के साथ पल्स ऑपरेशन की आवश्यकता हो सकती है।

प्रश्न: भंडारण और बेकिंग प्रक्रिया इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: सरफेस माउंट पैकेज हवा से नमी अवशोषित करते हैं। उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान, यह नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक परतों का अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है और घटक क्षतिग्रस्त हो सकता है। उचित भंडारण और बेकिंग इससे बचाता है।

प्रश्न: आउटपुट वोल्टेज की गणना कैसे करें?
उत्तर: फोटोट्रांजिस्टर एक करंट स्रोत के रूप में कार्य करता है। कलेक्टर पर आउटपुट वोल्टेज लगभग VCC - (IC * RL) होता है। RL और VCC का चयन वांछित आउटपुट स्विंग और प्रकाश स्रोत की अपेक्षित IC के आधार पर करें।

12. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

दृश्य:38kHz मॉड्यूलेटेड रिमोट कंट्रोल सिग्नल के लिए एक सरल इन्फ्रारेड रिसीवर डिज़ाइन करें।

1. घटक चयन:इस फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, मध्यम संवेदनशीलता के लिए BIN B चुनें), और इसे 38kHz बैंडपास फ़िल्टर या समर्पित डिकोडर IC के साथ जोड़ें।
2. बायस सर्किट:कलेक्टर को लोड रेसिस्टर RL के माध्यम से 5V पावर सप्लाई (VCC) से कनेक्ट करें। एमिटर को ग्राउंड करें। RL = 1kΩ एक सामान्य प्रारंभिक मान है जो आउटपुट वोल्टेज स्विंग और गति के बीच अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
3. सिग्नल कंडीशनिंग:जब इन्फ्रारेड प्रकाश का पता चलता है, तो कलेक्टर वोल्टेज गिर जाता है। यह एसी-युग्मित सिग्नल फिर डिजिटल वेवफॉर्म को साफ करने के लिए एम्पलीफायर या कंपेरेटर स्टेज में भेजा जाता है। RL के समानांतर में संधारित्र उच्च-आवृत्ति शोर को फ़िल्टर करने में मदद करता है, लेकिन प्रतिक्रिया गति को धीमा कर देता है।
4. लेआउट:सेंसर को पीसीबी के सामने के किनारे पर रखें, आवरण में एक स्पष्ट छेद छोड़ें। इसे स्विचिंग रेगुलेटर जैसे शोर स्रोतों से दूर रखें। अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करें।

13. तकनीकी विकास प्रवृत्तियाँ

डिस्क्रीट इन्फ्रारेड घटकों के क्षेत्र में निरंतर विकास जारी है। प्रवृत्तियों में फोटोडिटेक्टर और सिग्नल कंडीशनिंग IC को एक ही पैकेज में एकीकृत करने वाले उत्पादों का विकास शामिल है, जो डिजिटल आउटपुट और बेहतर परिवेश प्रकाश दमन क्षमता प्रदान करते हैं। साथ ही, तेज डेटा ट्रांसमिशन के लिए उच्च गति वाले उपकरणों को विकसित करने पर भी जोर दिया जा रहा है, जिनका उपयोग इन्फ्रारेड डेटा एसोसिएशन (IrDA) और जेस्चर सेंसिंग जैसे क्षेत्रों में किया जा सकता है। इसके अलावा, पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में सुधार का लक्ष्य सटीक सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए संकीर्ण और अधिक सुसंगत देखने के कोण प्रदान करना है, साथ ही स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता बनाए रखना है। इस डेटाशीट में वर्णित उपकरण एक परिपक्व, विश्वसनीय समाधान का प्रतिनिधित्व करता है, जो बुनियादी इन्फ्रारेड डिटेक्शन की आवश्यकता वाले और लागत-संवेदनशील बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।