सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण
- 2.1 विद्युत विशेषताएँ
- 2.2 प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 भौतिक आयाम
- 5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और आंतरिक सर्किट
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 11. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 12. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTS-3401LJF एक एकल अंकीय, सात-खंड वाला प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) डिस्प्ले है, जिसे स्पष्ट, कम बिजली खपत वाले डिजिटल संकेतन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी मूल तकनीक एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जो एम्बर से लाल-नारंगी स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता वाला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। यह उपकरण पीले-नारंगी प्रकाश का उत्सर्जन करता है। डिस्प्ले में विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता बढ़ाने के लिए ग्रे पैनल और सफेद खंड कोड डिज़ाइन का उपयोग किया गया है। इस घटक का प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य कम बिजली की खपत, उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति (समान खंड कोड चमक के साथ) और ठोस-अवस्था विश्वसनीयता है, जो इसे स्पष्ट और कुशल डिजिटल डेटा प्रस्तुति की आवश्यकता वाले विभिन्न उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए व्यापक रूप से उपयुक्त बनाता है।
1.1 मुख्य लाभ
- कम बिजली खपत संचालन:न्यूनतम बिजली खपत के लिए डिज़ाइन किया गया, यह बैटरी से चलने वाले या ऊर्जा संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प है।
- उच्च दृश्यता:उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति प्रदान करता है, जिसमें निरंतर, समान सेगमेंट और व्यापक देखने का कोण शामिल है, जो विभिन्न स्थितियों से स्पष्ट रूप से पठनीयता सुनिश्चित करता है।
- ठोस विश्वसनीयता:LED-आधारित उपकरण के रूप में, यह यांत्रिक या तंतु-आधारित प्रदर्शनों की तुलना में लंबी सेवा जीवन, आघात प्रतिरोध और स्थिर प्रदर्शन प्रदान करता है।
- मानक इंटरफ़ेस:एकीकृत सर्किट के साथ संगत ड्राइव आवश्यकताएँ, जो सामान्य माइक्रोकंट्रोलर और लॉजिक सर्किट के साथ एकीकरण को सरल बनाती हैं।
- ग्रेडेड प्रदर्शन:डिवाइस को ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर ग्रेड किया जाता है, जिससे मल्टी-डिजिट डिस्प्ले अनुप्रयोगों में चमक एक समान रहती है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण
यह खंड स्पेसिफिकेशन शीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और भौतिक मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 विद्युत विशेषताएँ
विद्युत मापदंड डिस्प्ले की कार्य सीमाओं और शर्तों को परिभाषित करते हैं।
- पूर्ण अधिकतम रेटिंग:ये तनाव सीमाएं हैं, जिन्हें स्थायी क्षति को रोकने के लिए किसी भी स्थिति में पार नहीं किया जाना चाहिए।
- प्रति सेगमेंट बिजली खपत:अधिकतम 70 mW। यह प्रत्येक LED सेगमेंट पर फॉरवर्ड करंट और वोल्टेज ड्रॉप के संयुक्त प्रभाव को सीमित करता है।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट:25°C पर अधिकतम 25 mA। जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो, तो 0.33 mA/°C के रैखिक डीरेटिंग फैक्टर के अनुसार करंट कम करना चाहिए।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:अधिकतम 60 mA, लेकिन केवल पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1 ms पल्स चौड़ाई) में अनुमति है। यह मल्टीप्लेक्स अनुप्रयोगों में उच्चतर पीक चमक प्राप्त करने के लिए संक्षिप्त ओवरड्राइव की अनुमति देता है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज:अधिकतम 5 V. इससे अधिक मान LED के PN जंक्शन को क्षतिग्रस्त कर सकता है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +85°C।
- सोल्डरिंग तापमान:इंस्टालेशन प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे, 260°C पर 3 सेकंड के लिए। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- विद्युत/ऑप्टिकल विशेषताएँ (TA=25°C पर):ये विशिष्ट कार्य पैरामीटर हैं।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):IF=20mA पर, 2.05V (न्यूनतम), 2.6V (विशिष्ट)। यह निर्दिष्ट करंट ड्राइव के तहत, सक्रिय सेगमेंट के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है।
- रिवर्स करंट (IR):V परR=5V पर, अधिकतम 100 µA। यह LED के रिवर्स बायस होने पर न्यूनतम लीकेज करंट को दर्शाता है।
2.2 प्रकाशीय विशेषताएँ
प्रकाशीय पैरामीटर डिस्प्ले के प्रकाश उत्पादन और रंग विशेषताओं को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करते हैं।
- औसत चमकदार तीव्रता (IV):IF=1mA पर, 320 µcd (न्यूनतम), 900 µcd (विशिष्ट)। यह मानव आँख की स्पेक्ट्रल चमकदार दक्षता (CIE वक्र) से मेल खाने वाले सेंसर द्वारा मापी गई सेगमेंट कोड की अनुभूत चमक है। इसके व्यापक मान ग्रेडिंग प्रक्रिया की उपस्थिति को दर्शाते हैं।
- चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात (IV-m):IF=10mA पर, अधिकतम 2:1। यह एक ही डिस्प्ले के विभिन्न सेगमेंट्स या अलग-अलग डिवाइसों के बीच अनुमेय अधिकतम चमक भिन्नता को निर्दिष्ट करता है, जो दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है।
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λp):IF=20mA पर, 611 nm (टाइपिकल)। यह वह वेवलेंथ है जिस पर ऑप्टिकल पावर आउटपुट अधिकतम होता है।
- डोमिनेंट वेवलेंथ (λd):IF=20mA पर, यह 605 nm (सामान्य मान) है। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए उत्सर्जित प्रकाश के रंग से सबसे अधिक मेल खाता है, जो इसके पीले-नारंगी रंग को परिभाषित करता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):IF=20mA पर, यह 17 nm (सामान्य मान) है। यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक (शुद्ध) रंग को दर्शाता है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
डेटाशीट में उल्लेख है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार ग्रेडेड" है। यह उत्पादन के बाद की छंटाई (ग्रेडिंग) प्रक्रिया को संदर्भित करता है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग:निर्माण पूरा होने के बाद, LED का मानक परीक्षण धारा (जैसे 1mA या 10mA) के तहत मापी गई उसकी चमक तीव्रता के आधार पर परीक्षण और वर्गीकरण किया जाता है। डेटाशीट में परिभाषित 900 µcd के विशिष्ट मान और 320 µcd के न्यूनतम मान संभावित ग्रेडिंग सीमा को परिभाषित करते हैं। ग्रेडेड घटकों का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के सभी सेगमेंट की चमक का स्तर एक समान हो, जो अंतिम उत्पाद की उपस्थिति और कार्यात्मक एकरूपता के लिए महत्वपूर्ण है। डिजाइनरों को विशिष्ट ग्रेडिंग कोड की उपलब्धता और खरीद विनिर्देशों के लिए निर्माता से परामर्श करना चाहिए।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
हालांकि प्रदान की गई PDF अंश "विशिष्ट विद्युत/प्रकाशीय विशेषता वक्र" का उल्लेख करती है, लेकिन विशिष्ट चार्ट पाठ में शामिल नहीं हैं। आम तौर पर, ऐसे वक्रों में शामिल हैं:
- सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम अग्र धारा (I-V वक्र):यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, आमतौर पर एक उप-रैखिक संबंध दिखाते हुए, जो दक्षता परिवर्तन को उजागर करता है।
- अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा:डायोड के घातांकीय I-V संबंध को समझाता है, जो करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:दर्शाता है कि कैसे जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन कम होता है, जो उच्च तापमान या उच्च चमक वाले अनुप्रयोगों में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:सापेक्ष तीव्रता और तरंगदैर्ध्य का संबंध दर्शाने वाला ग्राफ, जो शिखर तरंगदैर्ध्य, प्रमुख तरंगदैर्ध्य और स्पेक्ट्रम अर्ध-चौड़ाई को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है।
मजबूत सर्किट डिजाइन के लिए इन संबंधों को पूरी तरह समझने हेतु, डिजाइनरों को हमेशा ग्राफ़ सहित पूर्ण विशिष्टता पुस्तिका का संदर्भ लेना चाहिए।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 भौतिक आयाम
इस उपकरण को 0.8 इंच अक्षर ऊंचाई वाली डिस्प्ले स्क्रीन के रूप में वर्णित किया गया है, जो संख्यात्मक अक्षरों की स्वयं की ऊंचाई 20.32 मिलीमीटर से मेल खाती है। पैकेज आयाम चित्र (पाठ में उल्लेखित लेकिन विस्तृत नहीं) प्लास्टिक पैकेज की कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और सेगमेंट स्थिति निर्धारित करेगा। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिलीमीटर होती है। सटीक यांत्रिक चित्र PCB पैड डिजाइन और आवरण के भीतर सही स्थापना सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और आंतरिक सर्किट
LTS-3401LJF एककॉमन एनोडडिस्प्ले। इसका मतलब है कि सभी एलईडी सेगमेंट (और दशमलव बिंदु) के एनोड आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं और एक सामान्य पिन (4, 6, 12, 17) पर निकाले गए हैं। प्रत्येक सेगमेंट (A-G, और बाएं/दाएं दशमलव बिंदु) के कैथोड के अपने अलग-अलग पिन होते हैं। किसी सेगमेंट को चमकाने के लिए, उसके संबंधित कैथोड पिन को लो (ग्राउंड या करंट सिंक से जोड़कर) ड्राइव करना होगा, जबकि कॉमन एनोड पिन को हाई (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से VCC से जोड़कर) रखना होगा।CC)। सही पीसीबी लेआउट और सॉफ्टवेयर ड्राइवर रूटीन विकास के लिए पिनआउट टेबल महत्वपूर्ण है। कई पिन (1, 8, 9, 16, 18) को "नो पिन" के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, जिसका अर्थ है कि वे भौतिक रूप से मौजूद हैं लेकिन विद्युत रूप से जुड़े नहीं हैं (N/C)।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
स्पेसिफिकेशन एक महत्वपूर्ण वेल्डिंग पैरामीटर प्रदान करती है: पैकेज 260°C के वेल्डिंग तापमान को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है, माप बिंदु माउंटिंग प्लेन से 1/16 इंच (1.6 मिमी) नीचे स्थित है। यह वेव सोल्डरिंग के लिए एक मानक संदर्भ है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, लगभग 260°C शिखर तापमान वाला मानक लीड-फ्री तापमान प्रोफाइल लागू होता है, लेकिन लिक्विडस से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए। मॉइस्चर-सेंसिटिव डिवाइसों (यदि लागू हो) के लिए मानक JEDEC/IPC दिशानिर्देशों का पालन करने और असेंबली प्रक्रिया के दौरान पिन पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचने की सलाह दी जाती है। भंडारण निर्दिष्ट -35°C से +85°C तापमान सीमा के भीतर और एक शुष्क वातावरण में किया जाना चाहिए।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- परीक्षण एवं मापन उपकरण:डिजिटल मल्टीमीटर, फ़्रीक्वेंसी काउंटर, पावर सप्लाई।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:घड़ियाँ, टाइमर, रसोई उपकरण, ऑडियो उपकरण डिस्प्ले।
- औद्योगिक नियंत्रण:पैनल मीटर, प्रक्रिया संकेतक, नियंत्रण प्रणाली रीडिंग।
- ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट:उच्च दृश्यता और विश्वसनीयता वाले मीटर और डिस्प्ले की आवश्यकता।
7.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- करंट लिमिटेशन:फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए हमेशा प्रत्येक कॉमन एनोड कनेक्शन (या मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम में प्रत्येक सेगमेंट) के साथ श्रृंखला में एक रेसिस्टर का उपयोग करें। सूत्र R = (VCC- VF) / IF प्रतिरोध मान की गणना करें। सुरक्षा डिज़ाइन के लिए, डेटाशीट में दिए गए अधिकतम V का उपयोग करें।Fमान।
- मल्टीप्लेक्स ड्राइव:मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के लिए, मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइव सर्किट आम है। इसमें प्रत्येक डिस्प्ले को तेजी से चक्रित करके बिजली देना (कॉमन एनोड के माध्यम से) शामिल है, जबकि उस डिस्प्ले के लिए संबंधित सेगमेंट डेटा प्रस्तुत किया जाता है। इससे आवश्यक I/O पिनों की संख्या में काफी कमी आती है। ऐसे कॉन्फ़िगरेशन में, पीक करंट रेटिंग (1/10 ड्यूटी साइकल पर 60 mA) से अधिक न होने का ध्यान रखना चाहिए।
- व्यूइंग एंगल:एक विस्तृत व्यूइंग एंगल फायदेमंद है, लेकिन डिस्प्ले स्थापित करते समय अपेक्षित उपयोगकर्ता की दृष्टि रेखा पर विचार करना चाहिए।
- थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन उच्च परिवेश तापमान या उच्च चमक सेटिंग्स पर, सर्किट बोर्ड लेआउट और एयरफ्लो पर विचार करके यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि पैकेज तापमान सीमा के भीतर बना रहे।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTS-3401LJF की मुख्य विशिष्टता इसके उपयोग में निहित हैAlInGaPयह प्रौद्योगिकी पीले-नारंगी प्रकाश उत्सर्जन को साकार करती है। पारंपरिक GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) LED जैसी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च दीप्ति दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर अधिक चमकदार आउटपुट या समान चमक पर कम बिजली की खपत होती है। यह आमतौर पर तापमान और जीवनकाल की सीमा में बेहतर स्थिरता और रंग स्थिरता प्रदान करता है। सफेद एलईडी (आमतौर पर फॉस्फर कोटिंग वाली नीली एलईडी) की तुलना में, यह मोनोक्रोमैटिक डिवाइस विशिष्ट एम्बर/नारंगी प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे कम रोशनी या नाइट विजन संगत वातावरण) में उच्चतर प्रकाश दक्षता रखता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- प्रश्न: "पिनलेस" कनेक्शन का क्या उद्देश्य है?
उत्तर: ये यांत्रिक प्लेसहोल्डर हैं जो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान पैकेज को स्थिर करने और संरचनात्मक अखंडता प्रदान करने में सहायता करते हैं। इन्हें सर्किट में किसी भी विद्युत नेटवर्क से कभी न जोड़ें। - प्रश्न: क्या मैं सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन का उपयोग करके इस डिस्प्ले को चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। आपको करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना होगा। कैथोड (जब एनोड हाई है) से सीधे 5V कनेक्ट करने पर बहुत अधिक करंट खींचने का प्रयास होगा, जिससे LED क्षतिग्रस्त हो सकती है और माइक्रोकंट्रोलर पिन को भी नुकसान पहुँच सकता है। कृपया अपने पावर सप्लाई वोल्टेज और आवश्यक सेगमेंट करंट के आधार पर रेसिस्टर वैल्यू की गणना करें। - प्रश्न: "कॉमन एनोड" का मेरे सर्किट डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका अर्थ है कि आपको कॉमन एनोड पिन को पॉजिटिव वोल्टेज (VCC), और विभिन्न कैथोड पिनों के माध्यम से धारा को ग्राउंड में खींचकर सेगमेंट को प्रकाशित करता है। आपका ड्राइवर सर्किट (जैसे माइक्रोकंट्रोलर) संबंधित कैथोड से जुड़े I/O पिन को लॉजिकल लो (0V) स्थिति में सेट करके सेगमेंट को सक्रिय करेगा। - प्रश्न: मल्टी-डिजिट 7-सेगमेंट डिस्प्ले डिज़ाइन में चमक की एकरूपता कैसे प्राप्त करें?
उत्तर: निर्माता से समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग कोड वाले घटक खरीदें। इसके अलावा, सभी सेगमेंट के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान समान रखें और मल्टीप्लेक्सिंग या स्टैटिक ड्राइव स्कीम में सुसंगत ड्राइव करंट का उपयोग करें।
10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक साधारण डिजिटल वोल्टमीटर रीडिंग डिस्प्ले डिज़ाइन करना।
एक डिज़ाइनर LTS-3401LJF का उपयोग करके 3-अंकीय 7-सेगमेंट डीसी वोल्टमीटर डिस्प्ले बना रहा है। वे वोल्टेज मापने के लिए माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करते हैं जिसमें एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर (ADC) है। तीन डिस्प्ले का उपयोग किया गया है। माइक्रोकंट्रोलर के पिन सभी सेगमेंट्स को सीधे चलाने के लिए पर्याप्त नहीं हैं (3 अंक * 8 सेगमेंट = 24 लाइनें), इसलिए मल्टीप्लेक्स डिज़ाइन चुना गया। सभी डिस्प्ले के सभी सेगमेंट कैथोड (A-G, DP) को नियंत्रित करने के लिए एक 8-बिट शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग किया जाता है जिसमें कॉन्स्टेंट करंट सिंक आउटपुट होता है (जैसे बाहरी ट्रांजिस्टर के साथ 74HC595 या समर्पित LED ड्राइवर IC)। प्रत्येक डिस्प्ले के कॉमन एनोड को चुनिंदा रूप से सक्षम करने के लिए तीन माइक्रोकंट्रोलर I/O पिन का उपयोग किया जाता है, जो छोटे PNP ट्रांजिस्टर या MOSFET के माध्यम से जुड़े होते हैं। सॉफ्टवेयर तेजी से प्रत्येक डिस्प्ले (1, 2, 3) को सक्षम करने के लिए लूप करता है, जबकि संबंधित डिस्प्ले के लिए सेगमेंट पैटर्न को शिफ्ट रजिस्टर में शिफ्ट आउट करता है। दृश्य अवधारण (persistence of vision) का प्रभाव सभी डिस्प्ले को लगातार जलता हुआ दिखाता है। डिज़ाइनर ने 5V पावर सप्लाई, 2.6V के VFमान और 10mA की वांछित औसत सेगमेंट करंट के आधार पर, और तीन-अंकीय डिस्प्ले मल्टीप्लेक्सिंग के लिए 1/3 ड्यूटी साइकल के लिए समायोजित करते हुए, कॉमन एनोड लाइन के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना की।
11. तकनीकी सिद्धांत परिचय
LTS-3401LJF AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक PN जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-प्रकार सामग्री से इलेक्ट्रॉन और P-प्रकार सामग्री से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना अर्धचालक की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में पीला-नारंगी (लगभग 605 nm प्रमुख तरंगदैर्ध्य)। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट का उपयोग परावर्तित प्रकाश को अवशोषित करने में मदद करता है, जिससे कंट्रास्ट बढ़ता है और डिस्प्ले के उत्कृष्ट वर्ण स्वरूप को प्राप्त करने में सहायता मिलती है। सात स्वतंत्र सेगमेंट कई छोटे AlInGaP LED चिप्स से बने होते हैं जिन्हें एक पैटर्न में व्यवस्थित किया गया है, प्रत्येक चिप विद्युत रूप से पृथक और व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने योग्य है।
12. तकनीकी रुझान
हालांकि सात-खंड एलईडी डिस्प्ले अंकीय रीडआउट प्रदर्शन के लिए एक मजबूत और लागत-प्रभावी समाधान बना हुआ है, व्यापक डिस्प्ले प्रौद्योगिकी क्षेत्र लगातार विकसित हो रहा है। उच्च एकीकरण की ओर एक रुझान है, जैसे कि अंतर्निहित नियंत्रक (I2C या SPI इंटरफ़ेस) वाले डिस्प्ले, जो आवश्यक माइक्रोकंट्रोलर I/O और सॉफ़्टवेयर जटिलता को काफी कम कर देते हैं। सामग्री के संदर्भ में, एम्बर/लाल प्रकाश के लिए AlInGaP तकनीक परिपक्व और अत्यधिक कुशल है। पूर्ण रंग या सफेद प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए, InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) आधारित नीले/हरे/सफेद एलईडी प्रभावी हैं। भविष्य के रुझानों में कम ऑपरेटिंग वोल्टेज, उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश), और लचीले या पारदर्शी सब्सट्रेट में डिस्प्ले का एकीकरण शामिल हो सकते हैं, हालांकि ये रुझान नई प्रकार की डिस्प्ले प्रकारों के साथ अधिक प्रासंगिक हैं, न कि पारंपरिक खंडित अंकीय उपकरणों के साथ। एलईडी के मूल लाभ - विश्वसनीयता, लंबी आयु और कम वोल्टेज संचालन - उन अनुप्रयोगों में उनके निरंतर उपयोग को सुनिश्चित करते हैं जहां ये कारक प्राथमिक विचार हैं।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | एक प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकदार है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म और उच्च मान सफेद/ठंडा प्रवृत्ति दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित 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। | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च मांग वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, e.g., "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensures no color variation among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं 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 LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर करंट ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्म होकर क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है। |
तीन, थर्मल 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 से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग समरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार। पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता 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। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहित करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग क्षेत्र वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करें कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| Color Temperature Binning | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| 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 standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |