PLCC-2 रेड LED डेटाशीट - 120° व्यूइंग एंगल - 3550mcd @ 50mA - 2.2V - ऑटोमोटिव ग्रेड - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ PLCC-2 पैकेज में एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट लाल LED के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण मुख्य रूप से मांग वाले ऑटोमोटिव इंटीरियर अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उच्च चमकदार आउटपुट, व्यापक दृश्य कोण और मजबूत विश्वसनीयता का संयोजन प्रदान करता है। इसके मुख्य लाभों में AEC-Q102 जैसे कठोर ऑटोमोटिव मानकों का अनुपालन, उत्कृष्ट सल्फर प्रतिरोध (क्लास A1), और RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं जैसे पर्यावरणीय निर्देशों का पालन शामिल है। लक्षित बाजार ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स है, विशेष रूप से इंटीरियर एम्बिएंट लाइटिंग, स्विचों के लिए बैकलाइटिंग और अन्य संकेतक कार्यों के लिए जहां कठोर परिस्थितियों में विश्वसनीयता और सुसंगत प्रदर्शन सर्वोपरि है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ

LED के प्रमुख प्रदर्शन मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों के तहत परिभाषित किए गए हैं। विशिष्ट अग्र वोल्टेज (V_F) 50mA की अग्र धारा (I_F) पर 2.20V है, जिसकी निर्दिष्ट सीमा 1.75V (न्यूनतम) से 2.75V (अधिकतम) तक है। दीप्त तीव्रता (I_V) को 50mA की समान स्थिति में 3550 मिलीकैंडेला (mcd) विशिष्ट रेट किया गया है, जिसका न्यूनतम मान 2800 mcd और अधिकतम मान 5600 mcd है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) 615nm पर केंद्रित है, जो इसके लाल रंग को परिभाषित करता है, जिसकी सहनशीलता ±1nm है। डिवाइस में बहुत चौड़ा 120-डिग्री व्यूइंग एंगल (φ) है, जो ऑफ-एक्सिस स्थितियों से अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करता है। पूर्ण अधिकतम फॉरवर्ड करंट 70mA है, और डिवाइस रिवर्स वोल्टेज ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।

2.2 तापीय और विश्वसनीयता रेटिंग्स

Thermal management is critical for LED longevity. The junction-to-solder thermal resistance (R_{th JS}) has two values: 85 K/W (typical, real) and 60 K/W (typical, electrical). The maximum permissible junction temperature (T_J) is 125°C, while the operating temperature range (T_opr) का तापमान सीमा -40°C से +110°C तक है। यह उपकरण 260°C के रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान को 30 सेकंड तक सहन कर सकता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा के लिए, इसकी रेटिंग 2kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) है। पावर डिसिपेशन (P_d) 192 mW तक सीमित है।

3. Binning System Explanation

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

3.1 Luminous Intensity Binning

दीप्त तीव्रता को एक विस्तृत अल्फ़ान्यूमेरिक बिनिंग संरचना में वर्गीकृत किया गया है। बिन L1 (11.2-14 mcd) से लेकर GA (18000-22400 mcd) जैसे उच्च-आउटपुट बिन तक होते हैं। इस डेटाशीट में शामिल विशिष्ट डिवाइस, 3550 mcd की अपनी विशिष्ट रेटिंग के आधार पर, CA बिन (2800-3550 mcd) में आएगा। यह प्रणाली डिजाइनरों को एकसमान प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए सख्ती से नियंत्रित चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देती है।

3.2 Dominant Wavelength Binning

प्रमुख तरंगदैर्ध्य, जो अनुभव किए गए रंग को निर्धारित करता है, को भी बिन में रखा गया है। बिन चार-अंकीय कोड द्वारा परिभाषित किए जाते हैं जो नैनोमीटर में न्यूनतम और अधिकतम तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, बिन '1215' 612nm से 615nm तक की तरंगदैर्ध्य को कवर करता है। डिवाइस की सामान्य 615nm तरंगदैर्ध्य इसे '1518' बिन (615-618 nm) में या संभावित रूप से '1215' बिन में रखती है, जो विशिष्ट उत्पादन लॉट पर निर्भर करता है। विशिष्ट रंग बिंदुओं या रंग मिश्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए यह सटीक बिनिंग महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र)

प्रदत्त ग्राफ 25°C पर अग्र धारा और अग्र वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह वक्र एक डायोड की विशेषता है, जो दर्शाता है कि एक बार अग्र वोल्टेज एक सीमा (इस LED के लिए लगभग 1.7V) से अधिक हो जाने पर धारा में चरघातांकी वृद्धि होती है। स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने में यह वक्र आवश्यक है।

4.2 थर्मल विशेषताएँ

कई ग्राफ तापमान के साथ प्रदर्शन भिन्नता को दर्शाते हैं। Relative Luminous Intensity vs. Junction Temperature ग्राफ दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम होता है, जो एलईडी के लिए एक सामान्य व्यवहार है। Relative Forward Voltage vs. Junction Temperature ग्राफ प्रदर्शित करता है कि V_F एक नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है, जो तापमान बढ़ने के साथ रैखिक रूप से घटता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य बनाम जंक्शन तापमान और सापेक्ष तरंगदैर्ध्य बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ़ तापमान के साथ तरंगदैर्ध्य में एक मामूली बदलाव (आमतौर पर कुछ नैनोमीटर) दिखाते हैं, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण और विकिरण पैटर्न

The Relative Spectral Distribution ग्राफ एकवर्णीय लाल आउटपुट की पुष्टि करता है, जिसका शिखर लगभग 615nm पर है और स्पेक्ट्रम के अन्य भागों में बहुत कम उत्सर्जन होता है। Typical Diagram Characteristics of Radiation (अंश में पूरी तरह से विस्तृत नहीं) आमतौर पर प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाएगा, जो 120° के दृश्य कोण को दर्शाता है जहां तीव्रता अपने शिखर मूल्य के आधे तक गिर जाती है।

4.4 डीरेटिंग और पल्स हैंडलिंग

The फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह सोल्डर पैड तापमान (T) के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट दर्शाता है।_S)। उदाहरण के लिए, 110°C के T_S पर, अधिकतम I_F को 55mA तक डीरेट किया जाता है। Permissible Pulse Handling Capability ग्राफ विभिन्न पल्स चौड़ाई (t) और ड्यूटी साइकिल (D) के लिए अधिकतम अनुमत गैर-दोहराव या दोहराव पल्स करंट को परिभाषित करता है_p) और ड्यूटी साइकिल (D), जो PWM डिमिंग या क्षणिक स्थितियों के लिए उपयोगी है।

5. मैकेनिकल और पैकेज सूचना

एलईडी एक मानक पीएलसीसी-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सरफेस-माउंट पैकेज का उपयोग करती है। हालांकि सटीक यांत्रिक आयाम (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई) डेटाशीट के सेक्शन 7 में संदर्भित हैं लेकिन अंश में प्रदान नहीं किए गए हैं, यह पैकेज प्रकार व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली की अनुमति देता है। डिवाइस में सही पीसीबी ओरिएंटेशन के लिए स्पष्ट एनोड और कैथोड मार्किंग होंगी। रीफ्लो के दौरान उचित सोल्डर जोड़ गठन और तापीय अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट प्रदान किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डिवाइस रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। निर्दिष्ट प्रोफाइल अधिकतम 30 सेकंड के लिए 260°C के पीक तापमान की अनुमति देती है। प्लास्टिक पैकेज या सेमीकंडक्टर डाई को तापीय क्षति से बचाने के लिए डिजाइनरों को इस प्रोफाइल का पालन करना चाहिए। उपयोग के लिए सावधानियों में संभवतः लीड्स पर यांत्रिक तनाव से बचने, नमी से सुरक्षा (एमएसएल लेवल 2), और अत्यधिक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से परहेज के लिए मानक हैंडलिंग प्रक्रियाएं शामिल होंगी। उचित भंडारण स्थितियां एक शुष्क वातावरण में -40°C से +110°C की निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा के अनुरूप होंगी।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

इस उपकरण का पार्ट नंबर 57-21R-UR0501H-AM है। ऑर्डरिंग जानकारी और पैकेजिंग विवरण (जैसे, टेप और रील विनिर्देश, प्रति रील मात्रा) डेटाशीट के अनुभाग 6 और 10 में शामिल हैं। पार्ट नंबर संरचना रंग (लाल के लिए R), पैकेज प्रकार, और संभवतः बिनिंग कोड जैसी जानकारी को एनकोड कर सकती है, जो आवश्यक प्रदर्शन ग्रेड की सटीक ऑर्डरिंग की अनुमति देती है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक अनुप्रयोग है automotive interior lighting. इसमें डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, एम्बिएंट फुटवेल लाइटिंग, नियंत्रण बटन और स्विच के लिए बैकलाइटिंग, और सेंटर कंसोल पर स्थिति संकेतक शामिल हैं। इसकी AEC-Q102 योग्यता और सल्फर रोबस्टनेस इसे विशेष रूप से वाहन के अंदर के कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है, जिसमें उच्च तापमान, थर्मल साइक्लिंग और संक्षारक गैसों के संपर्क में आना शामिल हो सकता है।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

इस एलईडी के साथ डिजाइन करते समय, इंजीनियरों को कई कारकों पर विचार करना चाहिए:
1. करंट ड्राइव: स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए एक स्थिर धारा ड्राइवर की सिफारिश की जाती है, क्योंकि एलईडी की चमक वोल्टेज नहीं, बल्कि धारा का एक कार्य है। सर्किट को I को सीमित करना चाहिए_F सामान्य संचालन के लिए 50mA तक और कभी भी 70mA से अधिक नहीं।
2. थर्मल प्रबंधन: PCB लेआउट को सोल्डर पैड से गर्मी के निष्कासन को सुविधाजनक बनाना चाहिए ताकि जंक्शन तापमान 125°C से अधिक न हो, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण में। अनुशंसित पैड लेआउट और संभवतः थर्मल वायस का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
3. ESD संरक्षण: हालांकि यह 2kV HBM के लिए रेटेड है, इनपुट लाइनों पर बुनियादी ESD संरक्षण लागू करना एक अच्छी प्रथा है, विशेष रूप से हैंडलिंग और असेंबली के दौरान।
4. ऑप्टिकल डिज़ाइन: 120° का व्यूइंग एंगल व्यापक उत्सर्जन प्रदान करता है। केंद्रित प्रकाश के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

मानक वाणिज्यिक-ग्रेड एलईडी की तुलना में, इस उपकरण की प्रमुख विशिष्टताएं इसकी ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता प्रमाणपत्र हैं। AEC-Q102 योग्यता में उच्च-तापमान संचालन, थर्मल शॉक, नमी प्रतिरोध और दीर्घायु के लिए कठोर परीक्षणों का एक सेट शामिल है। क्लास A1 सल्फर रोबस्टनेस रेटिंग सल्फर युक्त वातावरण के प्रति श्रेष्ठ प्रतिरोध को दर्शाती है, जो कुछ रबर और स्नेहक यौगिकों के कारण ऑटोमोटिव वातावरण में एक सामान्य विफलता मोड है। संचालन तापमान की विस्तृत श्रृंखला (-40°C से +110°C) सामान्य उपभोक्ता एलईडी से अधिक है, जो वाहन द्वारा सामना किए जा सकने वाली सभी जलवायु परिस्थितियों में कार्यक्षमता सुनिश्चित करती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

Q: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
A: नहीं। इसका सामान्य अग्र वोल्टेज 2.2V है, लेकिन यह 1.75V जितना कम हो सकता है। करंट-सीमित रोकनेवाला या ड्राइवर के बिना इसे सीधे 3.3V स्रोत से जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जो संभवतः 70mA की पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होकर LED को नष्ट कर सकती है। एक श्रृंखला रोकनेवाला या नियत-धारा ड्राइवर अनिवार्य है।

Q: यदि मैं इसे 50mA के बजाय 30mA पर चलाऊं तो प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है?
A: Referencing the Relative Luminous Intensity vs. Forward Current ग्राफ़ में, आउटपुट करंट के समानुपाती नहीं है। 30mA पर, सापेक्ष तीव्रता लगभग 0.6 (या 60%) है, जो 50mA पर इसके मान का है। इसलिए, दीप्त तीव्रता लगभग 2130 mcd (0.6 * 3550 mcd) होगी।

Q: Is this LED suitable for PWM dimming?
A: हाँ, एलईडी पीडब्ल्यूएम डिमिंग के लिए आदर्श हैं। Permissible Pulse Handling Capability ग्राफ़ से परामर्श करना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि चुनी गई पीक करंट, पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल सुरक्षित संचालन सीमा के भीतर हैं। आम तौर पर, 100Hz से ऊपर की डिमिंग आवृत्तियों के लिए, ग्राफ़ डीसी अधिकतम से अधिक पल्स करंट की अनुमति देता है, लेकिन औसत शक्ति का प्रबंधन अभी भी किया जाना चाहिए।

11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

केस: एक ऑटोमोटिव स्विच बैकलाइट डिज़ाइन करना। एक डिजाइनर को सेंटर कंसोल पर 5 पुश-बटन स्विचों की एक पंक्ति को प्रकाशित करने की आवश्यकता है। प्रत्येक स्विच को समान, निम्न-स्तरीय लाल प्रकाश की आवश्यकता है। डिजाइनर विश्वसनीयता के कारण इस एलईडी का चयन करता है। 12V ऑटोमोटिव आपूर्ति का उपयोग करते हुए, एक सर्किट डिजाइन किया गया है जहां प्रत्येक एलईडी को 50mA पर सेट एक समर्पित निरंतर-धारा नियामक द्वारा संचालित किया जाता है। स्विच आइकॉन पर 120° बीम को समान रूप से वितरित करने के लिए एलईडी को एक लाइट गाइड के पीछे पीसीबी पर रखा गया है। थर्मल विश्लेषण पुष्टि करता है कि 85°C के सबसे खराब केबिन तापमान में, सोल्डर पैड का तापमान 100°C से नीचे रहता है, जिससे फॉरवर्ड करंट ग्राफ से प्राप्त डीरेटेड सीमा के भीतर रहता है, इस प्रकार दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) अर्धचालक उपकरण हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब पी-एन जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में पी-टाइप सामग्री से होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) एलईडी चिप के निर्माण में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्रियों के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है। इस लाल एलईडी में, आमतौर पर लगभग 615nm तरंगदैर्ध्य वाले फोटॉन उत्पन्न करने के लिए एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) या इसी तरह के यौगिकों का उपयोग किया जाता है, जिसे मानव आँख लाल के रूप में देखती है।

13. Technology Trends and Developments

ऑटोमोटिव एलईडी प्रकाश व्यवस्था में रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर है, जिससे बिजली की खपत और थर्मल लोड कम होता है। उच्च शक्ति घनत्व के साथ छोटे पैकेज आकार की ओर भी एक बदलाव है, जो अधिक कॉम्पैक्ट और स्टाइलिश डिजाइन को सक्षम बनाता है। इसके अलावा, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे एलईडी पैकेज (जैसे, एलईडी ड्राइवर, सुरक्षा सर्किट) के साथ एकीकृत करना अधिक सामान्य होता जा रहा है, जो इंजीनियरों के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाता है। आंतरिक परिवेश प्रकाश व्यवस्था के लिए और भी व्यापक रंग सीमा और उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) की मांग फॉस्फर प्रौद्योगिकी और मल्टी-चिप डिजाइन में प्रगति को आगे बढ़ा रही है, हालांकि यह विशेष डिवाइस एक मोनोक्रोमैटिक लाल एलईडी है। विश्वसनीयता मानक विकसित होते रहते हैं, जिनमें लंबे जीवनकाल की आवश्यकताएं और नए पर्यावरणीय तनाव कारकों के लिए परीक्षण शामिल हैं।