3011-SR0201H-AM LED डेटाशीट - PLCC-2 पैकेज - सुपर रेड - 580mcd @20mA - 120° व्यूइंग एंगल - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

3011-SR0201H-AM एक उच्च प्रदर्शन वाला माइक्रो साइड-एमिटिंग LED है, जो मुख्य रूप से सीमित स्थान वाले ऑटोमोटिव इंटीरियर प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह PLCC-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सतह माउंट पैकेज का उपयोग करता है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के लिए उपयुक्त एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट प्रदान करता है। 20mA के मानक फॉरवर्ड करंट पर संचालित होने पर, यह उपकरण 580 mcd की विशिष्ट चमकदार तीव्रता के साथ अल्ट्रा-रेड लाइट उत्सर्जित करता है। इसकी प्रमुख विशेषता 120 डिग्री का चौड़ा देखने का कोण है, जो प्रकाश के समान वितरण को सुनिश्चित करता है। यह घटक कठोर ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर AEC-Q101 मानक प्रमाणन को पार कर चुका है, जो प्रतिकूल ऑटोमोटिव परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। साथ ही, यह RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) और REACH विनियमों का अनुपालन करता है और सल्फर सहनशीलता रखता है, जो ऑटोमोटिव वातावरण में आम संक्षारक वातावरण का प्रतिरोध करने में सक्षम बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस LED के मुख्य लाभों में इसका कॉम्पैक्ट PLCC-2 फॉर्म फैक्टर, इसके आकार के अनुपात में उच्च चमक आउटपुट, पैकेज डिज़ाइन के कारण उत्कृष्ट थर्मल विशेषताएं, और सिद्ध ऑटोमोटिव अनुप्रयोग विश्वसनीयता शामिल हैं। इसका मुख्य लक्ष्य बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है, विशेष रूप से इंटीरियर एंबिएंट लाइटिंग के साथ-साथ स्विच, बटन और डैशबोर्ड की बैकलाइटिंग के लिए। चौड़ा देखने का कोण उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है जिन्हें वाहन के केबिन के भीतर विभिन्न कोणों से प्रकाश दिखाई देने की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 दीप्तिमान एवं विद्युत विशेषताएँ

विद्युत और प्रकाशीय प्रदर्शन विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत परिभाषित किया गया है, आमतौर पर 25°C जंक्शन तापमान पर। फॉरवर्ड करंट का संचालन सीमा 7 mA से 70 mA है, जिसमें 20 mA मानक परीक्षण और अनुशंसित संचालन बिंदु है। इस करंट पर, विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 1.9 वोल्ट है, न्यूनतम 1.75V और अधिकतम 2.75V है। ल्यूमिनस तीव्रता का विशिष्ट मूल्य 580 mcd है, जो न्यूनतम 450 mcd से अधिकतम 900 mcd तक है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य का विशिष्ट मूल्य 629 नैनोमीटर है, जो 627 nm से 636 nm के बीच है, जो इसके सुपर रेड लाइट कलर पॉइंट को परिभाषित करता है। देखने का कोण 120 डिग्री है, जिसे पूर्ण कोण के रूप में मापा जाता है जब ल्यूमिनस तीव्रता शिखर मूल्य के आधे तक गिर जाती है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग एवं ताप प्रबंधन

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती है जिनके परिणामस्वरूप स्थायी क्षति हो सकती है। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 70 mA है। डिवाइस कम ड्यूटी साइकिल पर बहुत कम अवधि (≤10 μs) के 300 mA सर्ज करंट को सहन कर सकता है। अधिकतम जंक्शन तापमान 125°C है। संचालन तापमान सीमा -40°C से +110°C है, जो ऑटोमोटिव घटकों के लिए मानक सीमा है। एलईडी के जीवनकाल और प्रदर्शन के लिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। डेटाशीट में जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध निर्दिष्ट है। विद्युत विधि अनुमान 220 K/W देता है, जबकि वास्तविक माप विधि 250 K/W का मूल्य देती है। यह पैरामीटर दर्शाता है कि एलईडी चिप से गर्मी कितनी कुशलता से दूर होती है; कम मूल्य बेहतर होता है। विशेष रूप से उच्च करंट पर संचालित होने पर, कम पैड तापमान बनाए रखने के लिए उचित पीसीबी थर्मल डिज़ाइन महत्वपूर्ण है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

3.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र

IV वक्र एक अरेखीय संबंध दर्शाता है। जैसे-जैसे फॉरवर्ड करंट 0 mA से बढ़कर 70 mA होता है, फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 1.7V से बढ़कर 2.3V हो जाता है। यह वक्र करंट-सीमित सर्किट (आमतौर पर एक रोकनेवाला या निरंतर-धारा चालक) को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि LED अपनी अधिकतम रेटेड सीमा से अधिक हुए बिना वांछित चमक पर काम करता है।

3.2 सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट संबंध

ग्राफ दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन और धारा पूरी तरह से रैखिक नहीं हैं। हालांकि तीव्रता धारा बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन उच्च धारा पर, बढ़ती गर्मी के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) कम हो सकती है। यह वक्र डिजाइनरों को चमक, दक्षता और उपकरण जीवनकाल के बीच संतुलन बनाने वाले एक इष्टतम कार्य बिंदु का चयन करने में मदद करता है।

3.3 तापमान निर्भरता

कई ग्राफ तापमान के प्रभाव को दर्शाते हैं। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ सापेक्ष दीप्त तीव्रता कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, 100°C पर, तीव्रता 25°C पर मान का लगभग 70-80% होती है। फॉरवर्ड वोल्टेज में एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जो तापमान बढ़ने के साथ रैखिक रूप से घटता है (लगभग -1.5 mV/°C)। प्रमुख तरंगदैर्ध्य भी तापमान के साथ बदलता है, आमतौर पर बढ़ता है (रेड शिफ्ट), लगभग 0.07 nm/°C। ये विशेषताएं उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं जो व्यापक तापमान उतार-चढ़ाव का अनुभव करते हैं (जैसे ऑटोमोटिव इंटीरियर)।

3.4 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग और पल्स हैंडलिंग क्षमता

डेराटिंग कर्व विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह पैड तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट दिखाता है। उदाहरण के लिए, 78°C पैड तापमान पर, अधिकतम करंट 70 mA है। 110°C पर, अधिकतम करंट घटकर 22 mA हो जाता है। इस वक्र के ऊपर काम करने से अत्यधिक गर्म होने और जीवनकाल कम होने का जोखिम होता है। पल्स हैंडलिंग क्षमता चार्ट विभिन्न पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल के लिए अनुमत पीक पल्स करंट दिखाता है, जो मल्टीप्लेक्सिंग या फ्लिकर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

4. बिनिंग सिस्टम विवरण

उत्पादन में रंग और चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन किया जाता है।

4.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

ल्यूमिनस इंटेंसिटी को अल्फ़ान्यूमेरिक कोड का उपयोग करके बिन किया जाता है। प्रत्येक बिन मिलिकैंडेला में एक विशिष्ट न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी रेंज को कवर करता है। बिनिंग एक लॉगरिदमिक श्रृंखला का पालन करती है, जहाँ प्रत्येक चरण लगभग 2 के वर्गमूल के कारक से वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है। 3011-SR0201H-AM के लिए, 580 mcd का विशिष्ट आउटपुट U1 बिन या U2 बिन के भीतर आता है। बहुत समान चमक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, डिज़ाइनर संकीर्ण बिन निर्दिष्ट कर सकते हैं।

4.2 डोमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग

अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करने वाली प्रमुख तरंगदैर्ध्य को भी बिन किया जाता है। बिन को चार-अंकीय कोड द्वारा पहचाना जाता है। पहले दो अंक न्यूनतम तरंगदैर्ध्य (दस नैनोमीटर में) का प्रतिनिधित्व करते हैं, और अंतिम दो अधिकतम तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करते हैं। 629 nm की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के लिए, संबंधित बिन 2730 और 3033 हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में जहाँ कई एलईडी के बीच रंग मिलान महत्वपूर्ण है, तरंगदैर्ध्य बिन निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है।

5. यांत्रिक, पैकेजिंग और असेंबली जानकारी

5.1 यांत्रिक आयाम और ध्रुवीयता

यह एलईडी मानक PLCC-2 पैकेज में आता है। डेटाशीट में विस्तृत आयाम चित्र शामिल होते हैं जो पैकेज की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और पैड आकार दिखाते हैं। घटक में एक अंतर्निहित ध्रुवीयता संकेतक होता है, आमतौर पर पैकेज पर एक खांचा या कट कोना, जिसे सही अभिविन्यास सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी सिल्कस्क्रीन पर संबंधित चिह्न के साथ संरेखित किया जाना चाहिए।

5.2 अनुशंसित PCB पैड पैटर्न

डेटाशीट में अनुशंसित PCB पैड लेआउट प्रदान किया गया है। यह लेआउट विश्वसनीय सोल्डरिंग, अच्छी यांत्रिक शक्ति और PLCC पैकेज के नीचे थर्मल पैड के प्रभावी ताप अपव्यय के लिए अनुकूलित है। इस अनुशंसा का पालन करने से रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान टॉम्बस्टोनिंग और सोल्डरिंग दोषों को रोकने में मदद मिलती है।

5.3 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल और सावधानियां

डेटाशीट लीड-फ्री सोल्डर के साथ संगत रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट करती है। प्रमुख पैरामीटर में प्रीहीट ज़ोन, रैंप-अप ज़ोन, पीक तापमान ज़ोन और कूलिंग ज़ोन शामिल हैं। इस प्रोफाइल का पालन करने से थर्मल शॉक और LED को नुकसान से बचा जा सकता है। सामान्य सावधानियों में लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना, संदूषण को रोकना और उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का उपयोग शामिल है, क्योंकि इस डिवाइस की ESD सुरक्षा रेटिंग 2 kV HBM है।

6. अनुप्रयोग मार्गदर्शिका और डिजाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सबसे आम ड्राइव विधि एक श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग है। रेसिस्टर मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (सप्लाई वोल्टेज - फॉरवर्ड वोल्टेज) / फॉरवर्ड करंट। 12V ऑटोमोटिव सप्लाई के लिए, 20 mA लक्ष्य करंट और 1.9V फॉरवर्ड वोल्टेज पर, R = (12 - 1.9) / 0.02 = 505 ओम। 510 ओम रेसिस्टर एक मानक विकल्प है। तापमान और सप्लाई वोल्टेज भिन्नताओं के तहत बेहतर करंट रेगुलेशन के लिए, एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव IC के उपयोग की अनुशंसा की जाती है।

6.2 थर्मल डिजाइन विचार

प्रभावी हीट सिंकिंग महत्वपूर्ण है। प्राथमिक गर्मी बहने का मार्ग एलईडी जंक्शन से, पैकेज के माध्यम से, पैड तक, और फिर पीसीबी के कॉपर ट्रेस में होता है। पर्याप्त कॉपर मोटाई और क्षेत्र वाला पीसीबी जो थर्मल पैड से जुड़ा हो, पैड तापमान को कम करने में मदद करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए डिरेटिंग कर्व का संदर्भ लेना चाहिए कि ऑपरेटिंग करंट एप्लिकेशन वातावरण में अपेक्षित अधिकतम पैड तापमान के लिए सुरक्षित है।

6.3 ऑप्टिकल डिजाइन विचार

120-डिग्री व्यूइंग एंगल एक प्राकृतिक लैम्बर्टियन-जैसा वितरण है। अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, लेंस या लाइट गाइड जैसे सेकेंडरी ऑप्टिक्स का उपयोग किया जा सकता है। इसकी उच्च दृश्यता के कारण, सुपर रेड आइडल है स्टेटस इंडिकेटर और वार्निंग लाइट्स के लिए। यदि अन्य रंग के एलईडी के साथ उपयोग किया जाता है, तो डिजाइनरों को संभावित कलर मिक्सिंग समस्याओं पर विचार करना चाहिए।

7. तुलना एवं चयन मार्गदर्शन

साइड-व्यू एलईडी चुनते समय, महत्वपूर्ण तुलना बिंदुओं में पैकेज आकार, चमक, व्यूइंग एंगल, रंग, ऑपरेटिंग तापमान रेंज और प्रमाणन मानक शामिल हैं। 3011-SR0201H-AM अपनी ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता, सल्फर प्रतिरोध और कॉम्पैक्ट पैकेज में संतुलित प्रदर्शन के लिए उभरता है। गैर-ऑटोमोटिव या कम मांग वाले वातावरण के लिए, AEC-Q101 प्रमाणित नहीं किए गए कमर्शियल-ग्रेड समकक्ष एक लागत-प्रभावी विकल्प हो सकते हैं।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: इस एलईडी को चालू करने के लिए न्यूनतम आवश्यक धारा क्या है?
उत्तर: इस उपकरण को 7 mA तक कम पर विशेषता के अनुसार परखा गया है, लेकिन इससे कम धारा पर भी दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जित हो सकता है। हालांकि, स्थिर और विनिर्देश-अनुरूप प्रदर्शन के लिए, 7 mA से 70 mA के बीच कार्य करने की सिफारिश की जाती है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को डिम करने के लिए PWM सिग्नल से चला सकता हूं?
उत्तर: हां, पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन डिमिंग का एक प्रभावी तरीका है। दृश्यमान फ्लिकर से बचने के लिए आवृत्ति पर्याप्त रूप से उच्च होनी चाहिए। पल्स हैंडलिंग क्षमता चार्ट का संदर्भ लें ताकि प्रत्येक पल्स की पीक करंट रेटेड मूल्य से अधिक न हो।

प्रश्न: पार्ट नंबर 3011-SR0201H-AM की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: हालांकि कंपनी-विशिष्ट नामकरण भिन्न हो सकता है, यह आम तौर पर इस प्रकार टूटता है: "3011" (पैकेज आकार/शैली), "SR" (सुपर रेड), "02" (संभवतः प्रदर्शन बिनिंग से संबंधित), "01H" (संभवतः किसी विशिष्ट विशेषता को दर्शाता है, जैसे व्यूइंग एंगल), "AM" (आम तौर पर ऑटोमोटिव बाजार या किसी विशिष्ट रिवीजन को दर्शाता है)।

प्रश्न: क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?
उत्तर: अधिकतम करंट के निकट निरंतर संचालन के लिए, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए PCB की आवश्यकता होती है, जिसकी पर्याप्त तांबे की परतें हीट सिंक के रूप में कार्य करती हैं। यदि PCB का थर्मल डिज़ाइन अच्छा है, तो इस पैकेज प्रकार के लिए आमतौर पर अलग से धातु हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है।

9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग कंट्रोल स्विच पैनल बैकलाइट।
डिज़ाइन को बटन बैकलाइट के लिए 10 लाल संकेतक एलईडी की आवश्यकता है। सिस्टम वोल्टेज 12V है। लक्ष्य 85°C तक के परिवेशी तापमान पर समान चमक प्राप्त करना है।
डिज़ाइन चरण:
1. करंट चयन:उच्च तापमान पर लंबे जीवनकाल को सुनिश्चित करने के लिए, करंट को डीरेट किया जाता है। डीरेटिंग वक्र के अनुसार, अनुमानित पैड तापमान 90°C पर, अधिकतम करंट लगभग 50 mA है। 15 mA का चयन अच्छा सुरक्षा मार्जिन और पर्याप्त चमक प्रदान करता है।
2. सर्किट डिजाइन:प्रत्येक LED के लिए श्रृंखला अवरोधक का उपयोग करें। R = (12V - 1.9V) / 0.015A ≈ 673 ओम। मानक 680 ओम अवरोधक का उपयोग करें।
3. थर्मल डिजाइन:PCB डिजाइन करते समय, गर्मी अपव्यय के लिए LED के थर्मल पैड से बड़े कॉपर क्षेत्र को जोड़ें।
4. बिनिंग:सभी 10 स्विचों के मेल खाते रंग और चमक सुनिश्चित करने के लिए आपूर्तिकर्ता को संकीर्ण चमक तीव्रता बिनिंग और संकीर्ण तरंगदैर्ध्य बिनिंग निर्दिष्ट करें।
5. सत्यापन:प्रदर्शन सत्यापित करने के लिए वाहन के कार्यशील तापमान सीमा के भीतर प्रोटोटाइप का परीक्षण करें।

10. तकनीकी सिद्धांत एवं रुझान

10.1 कार्य सिद्धांत

यह LED एक अर्धचालक डायोड है। जब इसके बैंडगैप ऊर्जा से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। विशिष्ट सामग्री संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन चिप की रक्षा करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और 120 डिग्री के देखने के कोण के साथ प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए एक ढला हुआ लेंस शामिल करता है।

10.2 उद्योग रुझान

ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग एलईडी के रुझान उच्च दक्षता, पतली डिजाइन के लिए छोटे पैकेज आकार, बेहतर रंग स्थिरता और संतृप्ति, और गतिशील रंग प्रकाश व्यवस्था के लिए एकल पैकेज में मल्टी-चिप एकीकरण की ओर हैं। साथ ही, बेहतर थर्मल प्रदर्शन और छोटे फुटप्रिंट प्रदान करने के लिए "चिप-स्केल" पैकेजिंग और फ्लिप-चिप डिजाइन को भी बढ़ावा दिया जा रहा है। जैसे-जैसे वाहन अधिक एंबिएंट और फंक्शनल लाइटिंग को शामिल करते हैं, AEC-Q102 जैसे ऑटोमोटिव मानकों के अनुरूप विश्वसनीय, लंबी आयु वाले घटकों की मांग लगातार बढ़ रही है।