HIR26-21C/L423/TR8 IR LED डेटाशीट - 1.6mm गोल पैकेज - 1.45V फॉरवर्ड वोल्टेज - 850nm वेवलेंथ - 16mW/sr रेडिएंट इंटेंसिटी - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

HIR26-21C/L423/TR8 एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (IR) उत्सर्जक डायोड है जो सतह-माउंट प्रौद्योगिकी (SMT) अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण सबमिनिएचर रिवर्स पैकेज चिप एलईडी की श्रेणी से संबंधित है, जिसमें एक कॉम्पैक्ट 1.6mm गोल आकार है। इसका मुख्य कार्य 850 नैनोमीटर की शिखर तरंगदैर्ध्य पर अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करना है, जो सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर और फोटोट्रांजिस्टर की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के लिए आदर्श रूप से मेल खाता है। यह इसे संवेदन और सिग्नलिंग के विस्तृत अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श स्रोत बनाता है जहां अदृश्य प्रकाश संचरण की आवश्यकता होती है।

LED को गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) सामग्री का उपयोग करके निर्मित किया गया है, जिसे एक गोलाकार लेंस वाले पानी जैसे स्पष्ट प्लास्टिक रेजिन में एनकैप्सुलेट किया गया है। यह डिज़ाइन कुशल प्रकाश निष्कर्षण और एक सुसंगत विकिरण पैटर्न सुनिश्चित करता है। इस घटक का एक प्रमुख लाभ इसका कम फॉरवर्ड वोल्टेज है, जो ऊर्जा-कुशल संचालन में योगदान देता है। इसके अलावा, उत्पाद Pb-free और RoHS पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करता है, जो कम खतरनाक पदार्थों के लिए आधुनिक विनिर्माण आवश्यकताओं के अनुरूप है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• Continuous Forward Current (I_F): 65 mA
• रिवर्स वोल्टेज (V_R): 5 V
• पावर डिसिपेशन (P_d) at T_a ≤ 25°C: 110 mW
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg): -40°C to +85°C
• सोल्डरिंग तापमान (T_sol): 260°C (रीफ्लो के दौरान अधिकतम 10 सेकंड के लिए)

2.2 Electro-Optical Characteristics (T_a = 25°C)

ये पैरामीटर विशिष्ट संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, 20mA के फॉरवर्ड करंट पर मापा गया।

• रेडिएंट इंटेंसिटी (I_e): 14.0 mW/sr (न्यूनतम), 16.0 mW/sr (सामान्य)। यह प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है, जो आईआर बीम की चमक को दर्शाता है।
• पीक वेवलेंथ (λ_p): 850 nm (सामान्य)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर प्रकाश आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है, सिलिकॉन-आधारित रिसीवर के लिए पूरी तरह उपयुक्त।
• Spectral Bandwidth (Δλ): 42 nm (Typ). शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित, उत्सर्जित तरंगदैर्घ्य की सीमा।
• Forward Voltage (V_F): 1.45 V (Typ), 1.70 V (Max). निर्दिष्ट धारा पर संचालित होने पर LED के पार वोल्टेज ड्रॉप। कम विशिष्ट मान एक महत्वपूर्ण दक्षता लाभ है।
• Reverse Current (I_R): 10 μA (Max) at V_R=5V. The small leakage current when the device is reverse-biased.
• Optical Rise/Fall Time (t_r/t_f): 25/15 ns (Typ), 35/35 ns (Max) at I_F=50mA. These fast switching times enable high-speed pulsed operation for data transmission.
• Viewing Angle (2θ_1/2)20 डिग्री (सामान्य)। वह पूर्ण कोण जिस पर विकिरण तीव्रता अधिकतम तीव्रता (अक्ष पर) की आधी होती है। यह बीम की चौड़ाई को परिभाषित करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

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

3.1 Forward Current vs. Ambient Temperature

यह वक्र परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ अधिकतम अनुमेय अग्र धारा में कमी को दर्शाता है। तापीय क्षति को रोकने के लिए, 25°C से अधिक तापमान पर संचालन के दौरान अग्र धारा को कम करना होगा। 110mW की शक्ति क्षय सीमा इस संबंध को नियंत्रित करती है।

3.2 Spectral Distribution

ग्राफ तरंगदैर्ध्य के एक फलन के रूप में सापेक्ष विकिरण तीव्रता को दर्शाता है, जो 850nm पर शिखर और लगभग 42nm बैंडविड्थ की पुष्टि करता है। यह रिसीवर की स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.3 Peak Emission Wavelength vs. Temperature

शिखर तरंगदैर्ध्य में एक मामूली तापमान गुणांक होता है, जो आमतौर पर लगभग 0.1 से 0.3 nm/°C तक खिसकता है। यह वक्र डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के इच्छित तापमान सीमा पर परिचालन तरंगदैर्ध्य विस्थापन की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।

3.4 Forward Current vs. Forward Voltage

यह IV विशेषता वक्र करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है। यह करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है, और ऑपरेटिंग पॉइंट सेट करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर धारा ड्राइवर के उपयोग के महत्व को उजागर करता है।

3.5 Radiant Intensity vs. Angular Displacement

यह ध्रुवीय प्लॉट 20-डिग्री व्यूइंग एंगल को दृष्टिगत रूप से परिभाषित करता है। इस कोन के भीतर विकिरण पैटर्न लगभग लैम्बर्टियन है, जो किसी दी गई दूरी और कोण पर लक्ष्य पर विकिरण की गणना करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.6 Relative Radiant Intensity vs. Forward Current

यह वक्र दर्शाता है कि विशिष्ट संचालन सीमा में, प्रकाशिक आउटपुट ड्राइव धारा के साथ लगभग रैखिक है। यह एक विशिष्ट विकिरण तीव्रता स्तर प्राप्त करने के लिए आवश्यक ड्राइव धारा निर्धारित करने में सहायता करता है।

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Package Dimensions

The device has a round, subminiature reverse package. Key dimensions include a body diameter of 1.6mm. Detailed mechanical drawings in the datasheet specify all critical dimensions, including lead spacing, overall height, and lens geometry, with a standard tolerance of ±0.1mm unless otherwise noted. Engineers must refer to these drawings for accurate PCB footprint design.

4.2 Polarity Identification

कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर एक चिह्न या आयामी चित्र में दिखाए गए एक विशिष्ट लीड विन्यास द्वारा पहचाना जाता है। डिवाइस की विफलता को रोकने के लिए असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता अभिविन्यास अनिवार्य है।

5. Soldering and Assembly Guidelines

SMD components ki reliability ensure karne ke liye proper handling critical hai.

5.1 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता

एलईडी को नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है। बैग खोलने के बाद फ्लोर लाइफ 30°C या उससे कम और 60% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता की स्थितियों में 1 वर्ष है। यदि भंडारण समय से अधिक हो जाता है या नमी संकेतक बदल जाता है, तो रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले "पॉपकॉर्निंग" क्षति को रोकने के लिए 60 ±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार की आवश्यकता होती है।

5.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक लीड-मुक्त (Pb-free) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। पीक सोल्डरिंग तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 250°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। एक ही डिवाइस पर दो बार से अधिक रीफ्लो सोल्डरिंग नहीं की जानी चाहिए।

5.3 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क

यदि हैंड सोल्डरिंग अपरिहार्य है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से नीचे होना चाहिए, और प्रति टर्मिनल संपर्क समय 3 सेकंड या उससे कम सीमित होना चाहिए। एक कम-शक्ति वाले आयरन (≤25W) की सिफारिश की जाती है। रीवर्क के लिए, दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने और यांत्रिक तनाव से बचने के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का सुझाव दिया जाता है। डिवाइस विशेषताओं पर रीवर्क के प्रभाव की पूर्व-सत्यापन किया जाना चाहिए।

5.4 सर्किट बोर्ड डिज़ाइन

सोल्डरिंग के बाद, सर्किट बोर्ड को मुड़ना नहीं चाहिए या यांत्रिक तनाव के अधीन नहीं होना चाहिए, क्योंकि इससे एलईडी पैकेज में दरार पड़ सकती है या आंतरिक बॉन्ड क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

6.1 रील और टेप विनिर्देश

उत्पाद को उद्योग-मानक 8mm कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है, जो 7-इंच व्यास की रीलों पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में HIR26-21C/L423/TR8 LED के 1500 टुकड़े (PCS) होते हैं। स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए पॉकेट आकार, पिच और स्प्रोकेट होल विनिर्देशों सहित विस्तृत कैरियर टेप आयाम प्रदान किए गए हैं।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 Typical Application Scenarios

• PCB-Mounted Infrared Sensors: प्रॉक्सिमिटी सेंसर, ऑब्जेक्ट डिटेक्शन और लाइन-फॉलोइंग रोबोट्स में प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल यूनिट: इसकी अच्छी रेडिएंट इंटेंसिटी के कारण उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (टीवी, ऑडियो सिस्टम) के रिमोट कंट्रोल में उच्च-शक्ति आवश्यकताओं के लिए आदर्श।
• स्कैनर: बारकोड स्कैनर और दस्तावेज़ स्कैनर में उपयोग किया जा सकता है जहां IR प्रकाश की आवश्यकता होती है।
• सामान्य इन्फ्रारेड सिस्टम: 850nm इन्फ्रारेड प्रकाश के कॉम्पैक्ट, कुशल और विश्वसनीय स्रोत की आवश्यकता वाले किसी भी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त।

7.2 Design Considerations

• करंट लिमिटिंग: एक बाहरी श्रृंखला प्रतिरोधक आवश्यक है बिल्कुल अनिवार्य है ऑपरेटिंग करंट सेट करने के लिए। LED का कम फॉरवर्ड वोल्टेज का मतलब है कि आपूर्ति वोल्टेज में थोड़ी सी भी वृद्धि करंट में बड़ी, विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।
• थर्मल मैनेजमेंट: हालांकि पैकेज छोटा है, लेकिन विशेष रूप से उच्च-परिवेशी तापमान वाले वातावरण में या अधिकतम करंट के निकट चलाते समय बिजली अपव्यय पर विचार किया जाना चाहिए। पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र हीट सिंकिंग में सहायता कर सकता है।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: लक्ष्य या रिसीवर पर वांछित प्रकाश पैटर्न प्राप्त करने के लिए आवास डिज़ाइन में 20-डिग्री व्यूइंग एंगल को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
• रिसीवर मिलान: इष्टतम सिस्टम प्रदर्शन और सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात के लिए इस LED को एक सिलिकॉन फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ें जिसकी चरम संवेदनशीलता लगभग 850nm पर हो।

8. विश्वसनीयता परीक्षण

डिवाइस विभिन्न प्रकार के तनावों के तहत दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है। परीक्षण 90% विश्वास स्तर और 10% के लॉट टॉलरेंस परसेंट डिफेक्टिव (LTPD) के साथ आयोजित किए जाते हैं। प्रमुख परीक्षणों में शामिल हैं:

• रीफ्लो सोल्डरिंग सिमुलेशन (260°C)
• तापमान चक्रण (-40°C से +100°C)
• तापीय आघात (-10°C से +100°C)
• उच्च-तापमान भंडारण (+100°C)
• कम तापमान भंडारण (-40°C)
• DC ऑपरेटिंग लाइफ (20mA पर 1000 घंटे)
• उच्च तापमान/उच्च आर्द्रता ऑपरेटिंग लाइफ (85°C/85% RH, 1000 घंटे के लिए)

पर्यावरण परीक्षणों की विफलता मानदंड प्रमुख मापदंडों में परिवर्तन पर आधारित हैं, जैसे रिवर्स करंट (I_R), रेडिएंट इंटेंसिटी (I_e), और फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F).

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 श्रृंखला प्रतिरोधक क्यों आवश्यक है?

इन्फ्रारेड LED की करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता बहुत अरैखिक और तीव्र ढलान वाली होती है। फॉरवर्ड वोल्टेज में थोड़ा सा परिवर्तन करंट में बड़ा परिवर्तन लाता है। करंट-सीमित रोकनेवाला (रजिस्टर) के बिना, LED एक सामान्य वोल्टेज सप्लाई (जैसे, 3.3V या 5V) से अत्यधिक करंट खींचेगा, जिससे तत्काल अत्यधिक गर्म होना और विनाशकारी विफलता हो जाएगी। रोकनेवाला (रजिस्टर) एक स्थिर कार्य बिंदु निर्धारित करता है।

9.2 श्रृंखला प्रतिरोधक का मान कैसे परिकलित करूं?

Use Ohm's Law: R = (V_supply - V_F) / मैं_Fउदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति, 20mA का लक्ष्य धारा, और एक सामान्य V_F 1.45V के लिए: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω. एक मानक 180 Ω रोकनेवाला उपयुक्त होगा। हमेशा अधिकतम V का उपयोग करें।_F डेटाशीट (1.70V) से एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि धारा वांछित सीमा से अधिक न हो।

9.3 क्या इस LED का उपयोग डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है?

हाँ, इसके तेज राइज़ और फॉल टाइम (आमतौर पर 25ns/15ns) इसे इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम, जैसे कि IrDA या सरल सीरियल कम्युनिकेशन लिंक्स में मॉड्यूलेटेड या पल्स्ड ऑपरेशन के लिए उपयुक्त बनाते हैं। ड्राइवर सर्किट इन गति पर स्विच करने में सक्षम होना चाहिए।

9.4 रेडिएंट इंटेंसिटी और पावर में क्या अंतर है?

रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr में मापी जाती है) प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति है। यह बताती है कि बीम कितना "केंद्रित" है। कुल रेडिएंट फ्लक्स (mW में पावर) सभी कोणों पर इंटेंसिटी का समाकलन होगा। एक संकीर्ण 20-डिग्री बीम के लिए, उच्च रेडिएंट इंटेंसिटी मान एक चमकदार, केंद्रित बीम को इंगित करता है जो निर्देशित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

10. Operational Principle

HIR26-21C/L423/TR8 एक अर्धचालक प्रकाश-उत्सर्जक डायोड है। जब इसके बैंडगैप ऊर्जा से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो सक्रिय क्षेत्र (GaAlAs से निर्मित) में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। GaAlAs सामग्री की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की शिखर तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है—इस मामले में, अवरक्त स्पेक्ट्रम में 850nm। वाटर-क्लियर एपॉक्सी पैकेज एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो आउटपुट बीम को निर्दिष्ट 20-डिग्री व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

11. Industry Context and Trends

850nm और 940nm तरंगदैर्ध्य वाले इन्फ्रारेड एलईडी अनगिनत इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के मूलभूत घटक हैं। प्रवृत्ति और भी छोटे पैकेज आकार, उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट इनपुट अधिक विकिरण आउटपुट), और बढ़ी हुई एकीकरण की ओर है। उन उपकरणों की भी बढ़ती मांग है जो उच्च गति पर कार्य कर सकते हैं ताकि LiDAR, 3D सेंसिंग और ऑप्टिकल कम्युनिकेशन में उभरते अनुप्रयोगों का समर्थन कर सकें। HIR26-21C/L423/TR8, अपने कॉम्पैक्ट आकार, अच्छे प्रदर्शन और RoHS अनुपालन के साथ, पारंपरिक और कई आधुनिक IR अनुप्रयोगों के लिए एक सुस्थापित समाधान का प्रतिनिधित्व करता है जिन्हें एक विश्वसनीय, सरफेस-माउंट प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है।