1206 पैकेज चिप LED इनर लेंस HIR25-21C/L289/2T डेटाशीट - आकार 3.2x1.6x1.1mm - वोल्टेज 1.4V - पावर 130mW - इन्फ्रारेड 850nm - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

HIR25-21C/L289/2T एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (IR) उत्सर्जक डायोड है जो एक लघु 1206 सतह-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में रखा गया है। यह घटक विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स के अनुरूप विश्वसनीय इन्फ्रारेड उत्सर्जन की आवश्यकता होती है। इसका मुख्य कार्य विद्युत ऊर्जा को 850 नैनोमीटर (nm) की शिखर तरंगदैर्ध्य पर इन्फ्रारेड प्रकाश में परिवर्तित करना है।

यह डिवाइस GaAlAs (गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड) चिप सामग्री से निर्मित है, जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में अपनी दक्षता के लिए जानी जाती है। पैकेज वाटर-क्लियर प्लास्टिक से ढाला गया है और इसमें एक गोलाकार आंतरिक लेंस शामिल है। प्रकाश उत्पादन पैटर्न को नियंत्रित करने के लिए यह लेंस डिज़ाइन महत्वपूर्ण है, जिसके परिणामस्वरूप 60 डिग्री का एक विशिष्ट व्यूइंग एंगल (2θ1/2) होता है। "वाटर क्लियर" उपस्थिति इंगित करती है कि लेंस सामग्री दृश्य प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करती है, जिससे इच्छित इन्फ्रारेड विकिरण का अधिकतम संचरण संभव होता है।

इस एलईडी का एक प्रमुख लाभ यह है कि इसका स्पेक्ट्रम सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर से मेल खाता है। सिलिकॉन डिटेक्टर्स की निकट-अवरक्त क्षेत्र में चरम संवेदनशीलता होती है, और इस एलईडी का 850nm आउटपुट इस विशेषता के साथ अच्छी तरह संरेखित होता है, जिससे संवेदन अनुप्रयोगों में इष्टतम सिग्नल शक्ति और सिस्टम दक्षता सुनिश्चित होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर 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. यह अधिकतम DC धारा है जिसे LED एनोड पर लगातार लगाया जा सकता है।
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने पर LED का PN जंक्शन टूट सकता है।
• Power Dissipation (P_d): 25°C या उससे कम के परिवेश तापमान पर 130 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर अत्यधिक गर्म होने का जोखिम होता है।
• Operating & Storage Temperature: -25°C से +85°C (संचालन), -40°C से +85°C (भंडारण).
• Soldering Temperature (T_sol)अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C। यह लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

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

ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (20mA फॉरवर्ड करंट, 25°C) के तहत मापे जाते हैं और डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• Radiant Intensity (I_e): 4.0 mW/sr (Min), 5.0 mW/sr (Typ). यह प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है। यह प्राथमिक दिशा में LED की चमक का प्रत्यक्ष संकेतक है।
• Peak Wavelength (λ_p): 850 nm (Typ). वह तरंगदैर्ध्य जिस पर प्रकाशीय आउटपुट शक्ति सबसे अधिक होती है। यह निकट-अवरक्त (NIR) स्पेक्ट्रम में है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है।
• Spectral Bandwidth (Δλ): 30 nm (Typ). The range of wavelengths emitted, typically measured at half the peak power (Full Width at Half Maximum - FWHM). A 30nm bandwidth is standard for an IR LED.
• Forward Voltage (V_F): 1.4 V (Typ), 1.7 V (Max) at 20mA. The voltage drop across the LED when operating. This low voltage is characteristic of GaAlAs IR diodes and is important for calculating series resistor values and power consumption.
• Reverse Current (I_R)V_R=5V पर। डायोड रिवर्स-बायस्ड होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज करंट।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2)60° (Typ). वह पूर्ण कोण जहाँ विकिरण तीव्रता अपने अधिकतम मान के आधे तक गिर जाती है। गोलाकार लेंस यह मध्यम रूप से चौड़ी किरण पुंज बनाता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डाटाशीट डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए आवश्यक कई विशेषता वक्र प्रदान करती है।

3.1 Forward Current vs. Ambient Temperature

यह ग्राफ परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ अधिकतम अनुमेय अग्र धारा में कमी (डीरेटिंग) दर्शाता है। तापमान बढ़ने पर, एलईडी की ऊष्मा अपव्यय करने की क्षमता कम हो जाती है, इसलिए 130mW की शक्ति अपव्यय सीमा के भीतर रहने के लिए अधिकतम धारा को कम करना होगा। उच्च तापमान पर संचालन के लिए डिजाइनरों को इस वक्र का परामर्श लेना चाहिए।

3.2 Spectral Distribution

यह प्लॉट तरंगदैर्ध्य के एक फलन के रूप में प्रकाश उत्पादन को दर्शाता है, जो 30nm FWHM बैंडविड्थ के साथ 850nm शिखर के आसपास केंद्रित है। यह सिलिकॉन डिटेक्टर्स के साथ वर्णक्रमीय मिलान की पुष्टि करता है, जिनकी आमतौर पर 800-900nm के आसपास उच्च प्रतिसाद क्षमता होती है।

3.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

यह मूलभूत वक्र एक डायोड के लिए धारा और वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। "नी" वोल्टेज लगभग 1.2-1.3V होता है। ड्राइविंग सर्किट डिजाइन करने, विशेष रूप से करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना के लिए यह वक्र महत्वपूर्ण है: R = (V_supply - V_F) / I_F.

3.4 रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ़ ऑपरेटिंग रेंज के भीतर ड्राइव करंट और ऑप्टिकल आउटपुट पावर (रेडिएंट इंटेंसिटी) के बीच रैखिक संबंध को प्रदर्शित करता है। यह दर्शाता है कि करंट बढ़ने से प्रकाश उत्पादन आनुपातिक रूप से बढ़ता है, जब तक कि डिवाइस की थर्मल सीमा तक न पहुँच जाए।

3.5 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement

यह ध्रुवीय आरेख विकिरण पैटर्न या बीम प्रोफाइल को दर्शाता है। यह दृश्य रूप से 60° के दृश्य कोण की पुष्टि करता है, यह दिखाता है कि केंद्रीय अक्ष (0°) से कोण बढ़ने पर तीव्रता कैसे कम होती है। प्रकाशीय प्रणालियों को डिजाइन करने, यह सुनिश्चित करने के लिए कि रिसीवर LED के प्रभावी बीम के भीतर है, यह महत्वपूर्ण है।

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Device Dimensions

यह घटक मानक 1206 SMD फुटप्रिंट का अनुसरण करता है: लंबाई लगभग 3.2mm, चौड़ाई 1.6mm और ऊंचाई 1.1mm है। डेटाशीट में विस्तृत आयामी चित्र सभी महत्वपूर्ण माप निर्दिष्ट करते हैं, जिनमें पैड स्पेसिंग (आमतौर पर 2.0mm), घटक की ऊंचाई और लेंस वक्रता शामिल हैं, जब तक अन्यथा न कहा गया हो, ±0.1mm के सहनशीलता के साथ।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आमतौर पर चिह्नित किया जाता है, अक्सर टेप और रील पैकेजिंग पर एक खांचे, हरी पट्टी, या अलग पैड आकार/आकार द्वारा। डेटाशीट ड्राइंग कैथोड साइड को इंगित करती है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता आवश्यक है।

4.3 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

एलईडी 8 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच व्यास के रील पर लपेटी जाती हैं। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीन प्रोग्रामिंग के लिए वाहक टेप के आयाम (पॉकेट आकार, पिच, आदि) प्रदान किए जाते हैं।

5. सोल्डरिंग, असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

5.1 महत्वपूर्ण सावधानियाँ

• करंट लिमिटिंग अनिवार्य है: एक बाहरी श्रृंखला रोकनेवाला हमेशा उपयोग किया जाना चाहिए। LED के कम फॉरवर्ड वोल्टेज और तीव्र I-V वक्र का अर्थ है कि आपूर्ति वोल्टेज में एक छोटी सी वृद्धि करंट में एक बड़ी, विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।
• नमी संवेदनशीलता: प्लास्टिक पैकेज नमी के प्रति संवेदनशील है। उपकरणों को नियंत्रित परिस्थितियों (10-30°C, ≤60% RH) में उनके मूल नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए। एक बार खोलने के बाद, समान परिस्थितियों में "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है। इससे अधिक होने पर रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले "पॉपकॉर्निंग" या पैकेज क्रैकिंग को रोकने के लिए बेकिंग (उदाहरण के लिए, 60°C पर 96 घंटे) की आवश्यकता होती है।

5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया

• रीफ्लो सोल्डरिंग: एक लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) तापमान प्रोफ़ाइल की सिफारिश की जाती है, जिसमें अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C का शिखर तापमान हो। रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।
• हैंड सोल्डरिंग: यदि आवश्यक हो, 350°C से कम टिप तापमान और 25W से कम पावर रेटिंग वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। प्रत्येक टर्मिनल के लिए संपर्क समय 3 सेकंड से कम होना चाहिए, प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच अंतराल रखें। थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए किसी भी मरम्मत कार्य के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का सुझाव दिया जाता है।
• तनाव से बचाव: एलईडी को गर्म करते समय या सोल्डरिंग के बाद पीसीबी को मोड़ते समय यांत्रिक तनाव न लगाएं, क्योंकि इससे आंतरिक कनेक्शन या पैकेज क्षतिग्रस्त हो सकता है।

6. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• PCB-Mounted Infrared Sensors: Used as the emitter in proximity sensors, object detection, and line-following robots.
• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल यूनिट्स: उच्च-शक्ति आवश्यकता वाले रिमोट के लिए उपयुक्त, लंबी रेंज या मजबूत सिग्नल पैठ प्रदान करता है।
• स्कैनर्सबारकोड स्कैनर, दस्तावेज़ स्कैनर, और अन्य ऑप्टिकल स्कैनिंग सिस्टम।
• जनरल इन्फ्रारेड सिस्टम्ससुरक्षा प्रणालियाँ (कैमरों के लिए आईआर प्रकाश), डेटा संचरण (IrDA), और औद्योगिक स्वचालन।

6.2 Design Considerations

• ड्राइवर सर्किट: हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर शामिल करें। आपूर्ति वोल्टेज और वांछित फॉरवर्ड करंट (जैसे, सामान्य स्पेक के लिए 20mA) के आधार पर रेसिस्टर मान और पावर रेटिंग की गणना करें। पल्स्ड ऑपरेशन (जैसे रिमोट कंट्रोल) के लिए, यदि ड्यूटी साइकिल कम है तो उच्च पीक करंट संभव हो सकता है, लेकिन औसत पावर रेटिंग से अधिक नहीं होनी चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: फोटोडिटेक्टर के साथ एमिटर को संरेखित करते समय 60° व्यूइंग एंगल पर विचार करें। लंबी रेंज के लिए, बीम को समानांतर करने के लिए बाहरी लेंस या रिफ्लेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। व्यापक कवरेज के लिए, मूल कोण पर्याप्त हो सकता है।
• थर्मल मैनेजमेंट: विशेष रूप से अधिकतम करंट के निकट या उच्च परिवेश के तापमान में ड्राइव करते समय, गर्मी को दूर करने के लिए पर्याप्त PCB कॉपर एरिया या थर्मल वाया सुनिश्चित करें।
• विद्युत शोर: संवेदनशील एनालॉग संवेदन अनुप्रयोगों में, आईआर सिग्नल को मॉड्यूलेट करने और परिवेशी प्रकाश तथा विद्युत शोर को अस्वीकार करने के लिए सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करने पर विचार करें।

7. Technical Comparison and Differentiation

मानक दृश्य-प्रकाश SMD एलईडी या पुराने थ्रू-होल आईआर एलईडी की तुलना में, HIR25-21C/L289/2T कई फायदे प्रदान करता है:

• Size & Mounting: 1206 SMD पैकेज उच्च-घनत्व, स्वचालित PCB असेंबली को सक्षम बनाता है, जो थ्रू-होल भागों की तुलना में स्थान और लागत बचाता है।
• ऑप्टिकल प्रदर्शन: एकीकृत गोलाकार लेंस एक सुसंगत, नियंत्रित विकिरण पैटर्न (60°) प्रदान करता है, जो बिना लेंस या समतल विंडो वाले एलईडी की तुलना में अधिक विश्वसनीय है।
• स्पेक्ट्रल परिशुद्धता850nm शिखर तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन डिटेक्टरों के लिए अनुकूलित एक मानक है, जो डिटेक्टर प्रतिसादशीलता और परिवेशी प्रकाश निस्पंदन (940nm की तुलना में 850nm पर सूर्य के प्रकाश में कम IR होता है) के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
• अनुपालन: The product is Pb-free, compliant with RoHS, REACH, and halogen-free standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), meeting modern environmental regulations.

8. Frequently Asked Questions (FAQs)

8.1 यदि यह एक IR LED है तो "वाटर क्लियर" लेंस का उद्देश्य क्या है?

"वाटर क्लियर" प्लास्टिक एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में अत्यधिक पारदर्शी होता है, जिसमें दृश्य प्रकाश और निकट-अवरक्त शामिल हैं। इसका प्राथमिक कार्य सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा करना और एक विशिष्ट आकार (गोलाकार लेंस) में ढाला जाना है जो प्रकाश आउटपुट पैटर्न को नियंत्रित करता है। यह आईआर प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करता है; वास्तव में, यह 850nm तरंगदैर्ध्य के अधिकतम संचरण की अनुमति देता है।

8.2 क्या मैं इस LED को इसकी अधिकतम धारा 65mA पर लगातार चला सकता हूँ?

आप इसे 65mA पर तभी चला सकते हैं जब आप यह गारंटी दे सकें कि परिवेश का तापमान काफी कम है और थर्मल डिज़ाइन जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा में रखने के लिए पर्याप्त है, यह सुनिश्चित करते हुए कि 130mW विद्युत क्षय से अधिक न हो। उच्च परिवेश तापमान पर, अधिकतम अनुमेय धारा में काफी कमी आती है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, विशिष्ट 20mA स्थिति पर चलाने की सिफारिश की जाती है।

8.3 मैं एनोड और कैथोड की पहचान कैसे करूँ?

डेटाशीट पैकेज ड्राइंग कैथोड को इंगित करती है। भौतिक टेप और रील पर, पॉकेट का कैथोड साइड अक्सर चिह्नित होता है। घटक पर ही, एक सूक्ष्म चिह्न जैसे नॉच, एक डॉट, या हरी पट्टी देखें। संदेह होने पर, निर्माता के पैकेजिंग लेबल या डेटाशीट का संदर्भ लें।

8.4 नमी के संबंध में भंडारण और हैंडलिंग इतनी सख्त क्यों है?

प्लास्टिक मोल्डिंग कंपाउंड हवा से नमी अवशोषित कर सकता है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह अवशोषित नमी तेजी से भाप में बदल जाती है, जिससे उच्च आंतरिक दबाव पैदा होता है। इससे पैकेज के अंदर विस्तारण, प्लास्टिक में दरारें, या "पॉपकॉर्निंग" हो सकती है, जिससे तत्काल विफलता या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में कमी आ सकती है। MSL (मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल) सावधानियां इससे बचाव करती हैं।

9. Operating Principle

यह उपकरण एक लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) है। जब एनोड और कैथोड के बीच इसके बैंडगैप वोल्टेज (लगभग 1.4V) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल GaAlAs सेमीकंडक्टर चिप के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश कण) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। GaAlAs सामग्री की विशिष्ट संरचना इन फोटॉनों की ऊर्जा निर्धारित करती है, जो 850nm की अवरक्त तरंगदैर्ध्य से मेल खाती है। गोलाकार लेंस तब इस उत्सर्जित प्रकाश को आकार देकर 60-डिग्री की किरण पुंज में निर्देशित करता है।

10. Industry Trends

कई प्रमुख रुझानों से प्रेरित होकर इन्फ्रारेड LED का विकास जारी है। अधिक कॉम्पैक्ट और शक्तिशाली सेंसरों को सक्षम करने के लिए छोटे पैकेजों में उच्च विकिरण तीव्रता और दक्षता की मांग बढ़ रही है। एकीकरण एक और महत्वपूर्ण रुझान है, जहां IR एमिटर को ड्राइवरों, फोटोडिटेक्टरों और यहां तक कि माइक्रोकंट्रोलर के साथ एकल मॉड्यूल या सिस्टम-इन-पैकेज (SiP) समाधानों में संयोजित किया जा रहा है। इसके अलावा, ऑटोमोटिव (इन-कैबिन मॉनिटरिंग, LiDAR), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (चेहरा पहचान, हावभाव नियंत्रण) और औद्योगिक IoT में अनुप्रयोगों के विस्तार के कारण बेहतर विश्वसनीयता, व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा और कठोर वातावरण के प्रति बेहतर प्रतिरोध वाले उपकरणों की मांग बढ़ रही है। सख्त पर्यावरण और सुरक्षा नियमों का अनुपालन सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए एक मौलिक आवश्यकता बनी हुई है।