सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 डार्क करंट बनाम रिवर्स वोल्टेज
- 3.2 कैपेसिटेंस बनाम रिवर्स वोल्टेज
- 3.3 फोटोकरंट बनाम इर्रडिएंस
- 3.4 सापेक्ष वर्णक्रमीय संवेदनशीलता
- 3.5 तापमान निर्भरता
- 4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 ध्रुवीयता पहचान
- 4.3 एनकैप्सुलेशन विवरण
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 6.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 6.2 डिज़ाइन विचार
- 7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 8. सामान्य प्रश्न
- 9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 10. कार्य सिद्धांत
- 11. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
- 1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन मुख्य संकेतक
- दो, विद्युत मापदंड
- तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTR-526AB इन्फ्रारेड डिटेक्शन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया एक उच्च-प्रदर्शन सिलिकॉन NPN फोटोट्रांजिस्टर है। इसका मुख्य कार्य आपतित इन्फ्रारेड प्रकाश को विद्युत धारा में परिवर्तित करना है। इस घटक की एक प्रमुख विशेषता इसका विशेष गहरे नीले रंग का प्लास्टिक पैकेज है, जो दृश्य प्रकाश फ़िल्टर के रूप में कार्य करता है। यह डिज़ाइन सेंसर की परिवेशी दृश्य प्रकाश के प्रति संवेदनशीलता को काफी कम कर देता है, जिससे यह विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है जहां संकेत विशुद्ध रूप से इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में होते हैं, जिससे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात और विश्वसनीयता में वृद्धि होती है।
मुख्य लाभ:यह उपकरण उच्च प्रकाश संवेदनशीलता और कम जंक्शन कैपेसिटेंस का संयोजन प्रदान करता है, जो डेटा संचार और संवेदन के लिए आवश्यक तीव्र प्रतिक्रिया समय को सक्षम बनाता है। इसकी उच्च कट-ऑफ आवृत्ति तीव्र सिग्नल मॉड्यूलेशन वाले अनुप्रयोगों का समर्थन करती है। तीव्र स्विचिंग समय (राइज/फॉल टाइम टाइपिकल 50 नैनोसेकंड) और मजबूत संरचना का संयोजन इसे कठोर वातावरण के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।
लक्ष्य बाजार:यह फोटोट्रांजिस्टर मुख्य रूप से इन्फ्रारेड सिस्टम डिजाइन में लगे डिजाइनरों और इंजीनियरों के लिए है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल रिसीवर, प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान, औद्योगिक स्वचालन (जैसे गिनती, छंटाई), इंटरप्टेड ऑप्टिकल स्विच (जैसे प्रिंटर, एनकोडर) और बुनियादी ऑप्टिकल डेटा लिंक शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन से प्रदर्शन की गारंटी नहीं है।
- शक्ति अपव्यय (PD):अधिकतम 150 मिलीवाट। यह वह कुल शक्ति है जिसे डिवाइस सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है, जो मुख्य रूप से कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज और कलेक्टर करंट के गुणनफल द्वारा निर्धारित होती है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):अधिकतम 30 वोल्ट। यह अधिकतम रिवर्स बायस वोल्टेज है जिसे ब्रेकडाउन का कारण बने बिना एमिटर-कलेक्टर जंक्शन पर लगाया जा सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज (TA):-40°C से +85°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस इस औद्योगिक तापमान सीमा के भीतर अपने निर्दिष्ट पैरामीटर के भीतर सामान्य रूप से कार्य करेगा।
- भंडारण तापमान रेंज (Tstg):-55°C से +100°C। इस सीमा के भीतर भंडारित होने पर डिवाइस के प्रदर्शन में गिरावट नहीं आएगी।
- लीड सोल्डरिंग तापमान:260°C, 5 सेकंड के लिए, पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी दूर माप बिंदु। यह वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग की शर्तों को परिभाषित करता है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये मापदंड परिवेश तापमान (TA) 25°C पर मापे गए हैं, जो विशिष्ट परीक्षण स्थितियों में उपकरण के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज (V(BR)R):न्यूनतम 30 वोल्ट (IR= 100 माइक्रोएम्पियर)। यह उपकरण की मजबूत वोल्टेज हैंडलिंग क्षमता की पुष्टि करता है, जो पूर्ण अधिकतम रेटिंग के अनुरूप है।
- रिवर्स डार्क करंट (ID(R)):अधिकतम 30 नैनोएम्पियर (VR= 10 वोल्ट, Ee= 0 mW/cm²)। यह प्रकाश के अभाव में रिसाव धारा है। कमजोर संकेतों के उच्च संवेदनशीलता पहचान वाले अनुप्रयोगों के लिए, कम डार्क करंट महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डिटेक्टर के आधार रव का प्रतिनिधित्व करता है।
- ओपन-सर्किट वोल्टेज (VOC):विशिष्ट मान 350 mV (λ = 940 nm, Ee= 0.5 mW/cm²)। यह प्रकाशित होने पर खुले टर्मिनलों के बीच उत्पन्न वोल्टेज है। यह पैरामीटर फोटोवोल्टाइक मोड संचालन से अधिक संबंधित है, लेकिन यहां सूचीबद्ध किया गया है।
- राइज टाइम (Tr) और फॉल टाइम (Tf):विशिष्ट मान प्रत्येक 50 ns (VR= 10 V, λ = 940 nm, RL= 1 kΩ)। ये पैरामीटर स्विचिंग गति को परिभाषित करते हैं। 50 ns का विनिर्देश इसे मध्यम गति डेटा ट्रांसमिशन और तेज सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
- शॉर्ट-सर्किट करंट (IS):1.7 माइक्रोएम्पीयर (न्यूनतम), 2 माइक्रोएम्पीयर (विशिष्ट) (VR= 5 वोल्ट, λ = 940 नैनोमीटर, Ee= 0.1 मिलीवाट/वर्ग सेंटीमीटर)। यह आउटपुट शॉर्ट-सर्किट (या एक ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर द्वारा वर्चुअल शॉर्ट) होने पर उत्पन्न फोटोकरंट है। यह दी गई विकिरणता पर प्रतिसादशीलता का प्रत्यक्ष माप है।
- कुल समाई (CT):अधिकतम 25 पिकोफैरड (VR= 3 वोल्ट, f = 1 मेगाहर्ट्ज)। उच्च बैंडविड्थ और तीव्र प्रतिक्रिया समय प्राप्त करने के लिए कम जंक्शन समाई महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सर्किट के आरसी समय स्थिरांक को सीमित करती है।
- शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य (λSMAX):विशिष्ट 900 नैनोमीटर। डिवाइस इस तरंगदैर्ध्य की अवरक्त प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है। यह सामान्य अवरक्त एमिटर (जैसे गैलियम आर्सेनाइड एलईडी, जो आमतौर पर लगभग 880-950 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य उत्सर्जित करते हैं) के साथ अच्छी तरह मेल खाता है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट डिवाइस के विभिन्न परिस्थितियों में व्यवहार को दर्शाने वाले कई महत्वपूर्ण ग्राफ़ प्रदान करती है।
3.1 डार्क करंट बनाम रिवर्स वोल्टेज
यह वक्र दर्शाता है कि रिवर्स डार्क करंट (ID) अधिकतम रेटेड वोल्टेज 30 वोल्ट तक पहुँचने से पहले तक बहुत कम स्तर (पिकोएम्पियर से लो नैनोएम्पियर रेंज में) बनाए रखता है। यह उत्कृष्ट जंक्शन गुणवत्ता और कम लीकेज की पुष्टि करता है, जो अंधेरे परिस्थितियों में स्थिर संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।
3.2 कैपेसिटेंस बनाम रिवर्स वोल्टेज
यह ग्राफ दर्शाता है कि जंक्शन कैपेसिटेंस (CT) रिवर्स बायस वोल्टेज (VR) में वृद्धि के साथ घटती है। यह एक सेमीकंडक्टर जंक्शन की विशेषता है। उच्च रिवर्स वोल्टेज (जैसे, स्विचिंग टेस्ट में 10 वोल्ट) पर कार्य करने से कैपेसिटेंस को न्यूनतम किया जा सकता है, जिससे बैंडविड्थ और गति अधिकतम होती है।
3.3 फोटोकरंट बनाम इर्रडिएंस
यह एक महत्वपूर्ण स्थानांतरण विशेषता है। यह दर्शाता है कि फोटोकरंट (IP) आपतित अवरक्त विकिरणता (Ee) के साथ एक व्यापक सीमा में अत्यधिक रैखिक संबंध रखता है। यह रैखिकता एनालॉग सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जहां केवल उपस्थिति का पता लगाने के बजाय प्रकाश की तीव्रता को सटीक रूप से मापने की आवश्यकता होती है।
3.4 सापेक्ष वर्णक्रमीय संवेदनशीलता
यह वक्र डिवाइस की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर सामान्यीकृत प्रतिसादशीलता को दर्शाता है। इसकी चोटी लगभग 900 नैनोमीटर पर है और इसमें एक महत्वपूर्ण बैंडविड्थ है, जो आम तौर पर लगभग 800 नैनोमीटर से 1050 नैनोमीटर तक फैली होती है। गहरे नीले पैकेज ने लगभग 700 नैनोमीटर से नीचे (दृश्य प्रकाश) की संवेदनशीलता को प्रभावी ढंग से क्षीण कर दिया है, जैसा कि वक्र के बाईं ओर तीव्र गिरावट से दिखाई देता है।
3.5 तापमान निर्भरता
अलग-अलग वक्र यह दर्शाते हैं कि डार्क करंट और फोटोकरंट परिवेश के तापमान के साथ कैसे बदलते हैं। डार्क करंट तापमान के साथ घातीय रूप से बढ़ता है (सेमीकंडक्टर की मूलभूत विशेषता), जो उच्च तापमान संचालन में पृष्ठभूमि शोर को बढ़ा सकता है। फोटोकरंट में भी परिवर्तन दिखाई देता है, आम तौर पर तापमान बढ़ने के साथ थोड़ी कमी होती है। -40°C से +85°C की पूरी श्रृंखला में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए अनुप्रयोगों में इन कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।
4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
LTR-526AB एक मानक 3 मिलीमीटर रेडियल लीड पैकेज का उपयोग करता है। प्रमुख आयामों में लगभग 3.0 मिलीमीटर का बॉडी व्यास और पिन से पैकेज के बाहर निकलने के बिंदु पर 2.54 मिलीमीटर (0.1 इंच) का विशिष्ट पिन पिच शामिल है। कुल ऊंचाई में लेंस गुंबद शामिल है। गहरा नीला रंग प्लास्टिक मोल्डिंग का हिस्सा है।
4.2 ध्रुवीयता पहचान
डिवाइस में दो पिन होते हैं। लंबा पिन आमतौर पर कलेक्टर होता है, और छोटा पिन एमिटर होता है। इस प्रकार के पैकेज शैली वाले फोटोट्रांजिस्टर के लिए यह मानक प्रथा है। स्थापना से पहले, विशिष्ट डेटाशीट में आरेख के अनुसार ध्रुवीयता सत्यापित करना सुनिश्चित करें।
4.3 एनकैप्सुलेशन विवरण
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिलीमीटर होती है।
- फ्लैंज के नीचे राल का थोड़ा उभार अनुमत है, अधिकतम ऊंचाई 1.5 मिलीमीटर है।
- पिन पिच को पैकेज बॉडी से निकलने के बिंदु पर मापा जाता है, यह PCB पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
हैंड या वेव सोल्डरिंग के लिए, पिन 260°C तापमान को अधिकतम 5 सेकंड की अवधि तक सहन कर सकते हैं। इस तापमान का मापन बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी (0.063 इंच) दूर है। मानक PCB सोल्डरिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। पिन पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव लगाने से बचें, विशेष रूप से पैकेज बॉडी के निकट। उपयोग से पहले प्रदर्शन में गिरावट को रोकने के लिए, डिवाइस को निर्दिष्ट भंडारण तापमान स्थितियों (-55°C से +100°C) में, उसके मूल नमी-रोधी बैग में संग्रहीत किया जाना चाहिए।
6. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
6.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
सबसे आम विन्यास हैस्विच (या डिजिटल) मोड। इस मोड में, फोटोट्रांजिस्टर एक कॉमन-एमिटर विन्यास में जुड़ा होता है: कलेक्टर एक पुल-अप रेसिस्टर (RCC) के माध्यम से सकारात्मक बिजली आपूर्ति वोल्टेज (VL) से जुड़ा होता है, और एमिटर ग्राउंडेड होता है। आउटपुट कलेक्टर से लिया जाता है। जब कोई प्रकाश नहीं होता है, तो ट्रांजिस्टर बंद रहता है और आउटपुट उच्च (VCC) होता है। जब पर्याप्त अवरक्त प्रकाश बेस पर पड़ता है, तो ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है, आउटपुट को निम्न स्तर पर खींच लेता है। RLका मान स्विचिंग गति को प्रभावित करता है (कम RLतेज़ गति प्रदान करता है लेकिन आउटपुट स्विंग छोटा होता है) और धारा खपत।
के लिएएनालॉग या रैखिक संवेदन, ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर सर्किट का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। यह ऑप-एम्प आधारित सर्किट फोटोकरंट को सीधे वोल्टेज में परिवर्तित करता है (Vout= Iphoto* Rप्रतिक्रिया), साथ ही फोटोट्रांजिस्टर को वर्चुअल शॉर्ट सर्किट स्थिति (शून्य बायस वोल्टेज) में रखता है, जिससे जंक्शन कैपेसिटेंस का प्रभाव कम से कम हो और रैखिक सीमा का विस्तार हो।
6.2 डिज़ाइन विचार
- बायस:रिवर्स बायस (VCE) लगाने से जंक्शन कैपेसिटेंस कम होती है और गति बढ़ती है। डेटाशीट में स्विचिंग पैरामीटर VR=10V की स्थिति में दिए गए हैं।
- लोड रेसिस्टर (RL):आवश्यक गति और आउटपुट वोल्टेज स्विंग के आधार पर R का चयन करेंL। छोटा RLतेज प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकता है, लेकिन आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन कम होता है।
- परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप प्रतिरोध:गहरे नीले पैकेजिंग में अच्छी दृश्य प्रकाश दमन क्षमता होती है। हालांकि, मजबूत तापदीप्त प्रकाश (अवरक्त सहित) या सीधी धूप वाले वातावरण में संचालन के दौरान, अतिरिक्त ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग (आईआर-पास फ़िल्टर) या मॉड्यूलेशन/डिमॉड्यूलेशन तकनीक की आवश्यकता हो सकती है।
- ऑप्टिकल संरेखण:इन्फ्रारेड एमिटर और फोटोट्रांजिस्टर के बीच उचित संरेखण सुनिश्चित करें। लेंस में दिशात्मक संवेदनशीलता पैटर्न होता है; अधिकतम सिग्नल के लिए, प्रकाश स्रोत को गुंबद के केंद्र में संरेखित किया जाना चाहिए।
- विद्युत शोर:बिजली के शोर वाले वातावरण में, वायरिंग को छोटा रखना चाहिए, डिवाइस के पास डिकप्लिंग कैपेसिटर का उपयोग करना चाहिए, और सेंसर असेंबली को शील्ड करने पर विचार करना चाहिए।
7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
मानक पारदर्शी पैकेज फोटोट्रांजिस्टर की तुलना में, LTR-526AB का मुख्य अंतर इसकीदृश्य प्रकाश दमन क्षमताहै, जो इसके गहरे नीले पैकेज के कारण है। यह इसे परिवेशी दृश्य प्रकाश की उपस्थिति वाले अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन करने देता है, क्योंकि यह इनडोर लाइटिंग आदि के कारण गलत ट्रिगरिंग या संतृप्ति को रोकता है।
फोटोडायोड की तुलना में, फोटोट्रांजिस्टर आंतरिक लाभ (ट्रांजिस्टर का hFE) प्रदान करता है, जो समान प्रकाश स्तर पर उच्च आउटपुट करंट उत्पन्न करता है, जिससे बाद के एम्प्लिफिकेशन सर्किट सरल हो जाते हैं। हालांकि, बेस रीजन चार्ज स्टोरेज प्रभाव के कारण, फोटोट्रांजिस्टर आमतौर पर फोटोडायोड की तुलना में धीमे होते हैं। LTR-526AB की 50 नैनोसेकंड गति उच्च संवेदनशीलता और काफी तेज प्रतिक्रिया के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है।
8. सामान्य प्रश्न
प्रश्न: गहरे नीले पैकेज का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: यह एक अंतर्निहित फिल्टर के रूप में कार्य करता है, जो अधिकांश दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करता है जबकि अवरक्त तरंगदैर्ध्य (विशेष रूप से लगभग 900 नैनोमीटर) को गुजरने देता है। यह शुद्ध अवरक्त अनुप्रयोगों में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को काफी बढ़ा देता है।
प्रश्न: क्या मैं इसे 850 नैनोमीटर के अवरक्त LED के साथ उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ। हालांकि चरम संवेदनशीलता 900 नैनोमीटर पर है, स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता वक्र दर्शाता है कि 850 नैनोमीटर पर अभी भी महत्वपूर्ण प्रतिसाद है। आपको एक मजबूत सिग्नल मिलेगा, हालांकि 900 नैनोमीटर प्रकाश स्रोत का उपयोग करने की तुलना में थोड़ा कमजोर।
प्रश्न: लोड रेसिस्टर (RL) के मान का चयन कैसे करें?
उत्तर: यह एक समझौता शामिल करता है। अधिकतम आउटपुट वोल्टेज स्विंग प्राप्त करने के लिए, एक बड़े RL(उदाहरण के लिए, 10 किलो-ओम) का उपयोग करें। सबसे तेज़ गति (सबसे तेज़ राइज़/फॉल टाइम) के लिए, एक छोटे RL(उदाहरण के लिए, 1 किलो-ओम या उससे कम) का उपयोग करें, क्योंकि यह डिवाइस जंक्शन कैपेसिटेंस के साथ बनने वाले RC टाइम कॉन्स्टेंट को कम कर देता है। राइज़/फॉल टाइम के परीक्षण की स्थितियों (RL(=1 kΩ).
प्रश्न: क्या इस उपकरण को कार्य करने के लिए रिवर्स बायस वोल्टेज की आवश्यकता होती है?
उत्तर: यह शून्य बायस (फोटोवोल्टाइक मोड) में कार्य कर सकता है, जिससे एक छोटा वोल्टेज उत्पन्न होता है। हालांकि, अधिकांश सर्किट विन्यासों (कॉमन-एमिटर स्विच या ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर के साथ) में इष्टतम गति और रैखिकता प्राप्त करने के लिए, रिवर्स बायस वोल्टेज (उदाहरण के लिए, डेटाशीट स्थितियों के अनुसार, 5 वोल्ट से 10 वोल्ट) लगाने की सिफारिश की जाती है।
9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
उदाहरण 1: इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल रिसीवर।LTR-526AB टेलीविजन या एयर कंडीशनर रिमोट रिसीवर में डिटेक्टर के लिए एक आदर्श विकल्प है। गहरे नीले पैकेजिंग से इनडोर प्रकाश व्यवधान दब जाता है। यह उपयुक्त R के साथ कॉमन-एमिटर विन्यास में जुड़ा होगा।Lआउटपुट पल्स ट्रेन को डिकोडर IC को फीड किया जाता है। 50 नैनोसेकंड की प्रतिक्रिया समय मानक रिमोट कैरियर आवृत्तियों (आमतौर पर 36-40 kHz) के लिए पर्याप्त से अधिक है।
उदाहरण 2: वस्तु निकटता सेंसर।वेंडिंग मशीन या औद्योगिक काउंटर में, एक इन्फ्रारेड एलईडी और एलटीआर-526एबी को च्यूट के दोनों किनारों पर (थ्रू-बीम) या एक ही दिशा में साइड-बाय-साइड (रिफ्लेक्टिव) रखा जा सकता है। जब कोई वस्तु इन्फ्रारेड बीम को बाधित या परावर्तित करती है, तो माइक्रोकंट्रोलर फोटोट्रांजिस्टर के आउटपुट स्टेट में परिवर्तन का पता लगाता है, जिससे गिनती या क्रिया ट्रिगर होती है। विकिरणता के साथ फोटोकरंट की रैखिक विशेषता का उपयोग रिफ्लेक्टिव मोड में दूरी या परावर्तन क्षमता के मोटे माप के लिए भी किया जा सकता है।
10. कार्य सिद्धांत
एक फोटोट्रांजिस्टर अनिवार्य रूप से एक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर होता है जिसमें प्रकाश बेस क्षेत्र पर कार्य करता है। एलटीआर-526एबी (एनपीएन प्रकार) में, सिलिकॉन बैंडगैप (लगभग 1100 नैनोमीटर से कम तरंगदैर्ध्य के अनुरूप) से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन बेस-कलेक्टर जंक्शन क्षेत्र में अवशोषित होते हैं। यह अवशोषण इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करता है। रिवर्स बायस्ड कलेक्टर-बेस जंक्शन में विद्युत क्षेत्र इन वाहकों को प्रसारित करता है, जिससे बेस करंट उत्पन्न होता है। फिर, इस फोटोजेनरेटेड बेस करंट को ट्रांजिस्टर के करंट गेन (hFE) द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिससे कहीं अधिक बड़ा कलेक्टर करंट उत्पन्न होता है। इस प्रकार, एक छोटा प्रकाश इनपुट एक महत्वपूर्ण विद्युत आउटपुट करंट उत्पन्न करता है। गहरे नीले पैकेजिंग पदार्थ उच्च-ऊर्जा फोटॉन (दृश्य प्रकाश) को अवशोषित करते हैं, जिससे वे वाहक उत्पन्न नहीं कर पाते, जबकि कम-ऊर्जा वाले इन्फ्रारेड फोटॉन सिलिकॉन चिप तक पहुँचने के लिए इससे गुजरते हैं।
11. प्रौद्योगिकी रुझान
LTR-526AB जैसे डिस्क्रीट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के रुझानों में आगे लघुकरण (छोटे सरफेस-माउंट पैकेज), उच्च एकीकरण (एकल पैकेज में फोटोडिटेक्टर को एम्प्लिफिकेशन और लॉजिक सर्किट्री के साथ एकीकृत करना), और बढ़ी हुई कार्यक्षमता (जैसे, एकीकृत डेलाइट फिल्टर, उच्च डेटा संचार गति) शामिल हैं। साथ ही, आधुनिक डिजिटल सिस्टम के साथ संगतता के लिए घटकों को कम वोल्टेज पर संचालित करने की दिशा में भी प्रवृत्ति है। हालांकि मूलभूत फोटोट्रांजिस्टर लागत-संवेदनशील, उच्च-मात्रा वाले अनुप्रयोगों में अभी भी अत्यधिक प्रासंगिक हैं, अधिक जटिल समाधान, जैसे एकीकृत ऑप्टिकल सेंसर और एंबिएंट लाइट सेंसर, अधिक बुद्धिमान, डिजिटल इंटरफेस वाली संवेदन की मांग को पूरा कर रहे हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत। | सीधे तौर पर प्रकाश साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीले हैं या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | यह प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| वर्ण तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडापन, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य का निर्धारण करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सत्यता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| रंग सहनशीलता (SDCM) | मैकएडम एलिप्स स्टेप्स, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, स्टेप संख्या जितनी कम होगी, रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | यह सुनिश्चित करता है कि एक ही बैच के लैंपों के रंगों में कोई अंतर न हो। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी LED के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| विपरीत वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, मान जितना कम होगा, हीट डिसिपेशन उतना बेहतर होगा। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले एलईडी के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | वह समय जब चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिर जाती है। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| तापीय वृद्धि (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| एनकैप्सुलेशन प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशील और कम लागत वाला; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु वाला। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | उलटी स्थापना में बेहतर ताप निकासी और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो कुछ को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग विषयवस्तु | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि उत्पादों के एक ही बैच की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज बिनिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत संकीर्ण सीमा में आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही लाइट फिक्स्चर के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसायटी मानक | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करता है कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्त। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |