सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता
- 3.2 डार्क करंट और परिवेशी तापमान का संबंध
- 3.3 रिवर्स फोटोकरंट और विकिरण (Ee) के बीच संबंध
- 3.4 टर्मिनल कैपेसिटेंस और रिवर्स वोल्टेज के बीच संबंध
- 3.5 रिस्पांस टाइम और लोड रेसिस्टेंस संबंध
- 3.6 पावर खपत और परिवेशी तापमान का संबंध
- 4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 Package Dimensions
- 4.2 Polarity Identification
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 6.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
- 6.2 लेबल विनिर्देश
- 7. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 10. कार्य सिद्धांत
- 11. अस्वीकरण एवं उपयोग निर्देश
1. उत्पाद अवलोकन
PD438B एक उच्च-प्रदर्शन सिलिकॉन PIN फोटोडायोड है, जिसे तीव्र प्रतिक्रिया और उच्च अवरक्त प्रकाश संवेदनशीलता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह 4.8 मिलीमीटर व्यास वाले एक कॉम्पैक्ट बेलनाकार साइड-व्यू प्लास्टिक पैकेज में आता है। इस उपकरण की एक प्रमुख विशेषता इसका एपॉक्सी पैकेजिंग है, जिसका फॉर्म्युलेशन इसे एक एकीकृत इन्फ्रारेड (IR) फिल्टर के रूप में कार्य करने में सक्षम बनाता है। यह अंतर्निर्मित फिल्टर स्पेक्ट्रल रूप से सामान्य IR एमिटर से मेल खाता है, जो लक्षित IR तरंगदैर्ध्य को चुनिंदा रूप से पारित करते हुए अवांछित दृश्य प्रकाश को कम करके सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार करता है।
PD438B के मुख्य लाभों में इसका तीव्र प्रतिक्रिया समय, उच्च प्रकाश संवेदनशीलता और कम जंक्शन कैपेसिटेंस शामिल है, जो इसे उच्च-गति पहचान सर्किटों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह उपकरण लीड-मुक्त सामग्री से निर्मित है और RoHS और EU REACH जैसे प्रासंगिक पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है, जिससे यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त सुनिश्चित होता है।
इस फोटोडायोड का प्राथमिक लक्षित बाजार और अनुप्रयोग क्षेत्र उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक संवेदन है। यह कैमरा, वीडियो रिकॉर्डर और कैमकॉर्डर जैसी प्रणालियों में उच्च गति फोटोडिटेक्टर के रूप में उपयोग के लिए आदर्श है। इसकी विशेषताएं इसे विभिन्न प्रकाशिक स्विच और संवेदन मॉड्यूल में एक विश्वसनीय घटक भी बनाती हैं, जहाँ अवरक्त संकेतों का सटीक पहचान महत्वपूर्ण है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
यह उपकरण निर्दिष्ट पर्यावरणीय और विद्युत सीमाओं के भीतर विश्वसनीय रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):32 V. यह फोटोडायोड पिनों पर लागू किया जा सकने वाला अधिकतम रिवर्स बायस वोल्टेज है।
- पावर डिसिपेशन (Pd):150 mW. यह रेटिंग डिवाइस द्वारा संसाधित की जा सकने वाली कुल शक्ति को ध्यान में रखती है, जो मुख्य रूप से बायस के तहत रिवर्स लीकेज करंट से आती है।
- कार्य तापमान (Topr):-40°C से +85°C। वह तापमान सीमा जिसमें फोटोडायोड सामान्य संचालन के दौरान प्रदर्शन की गारंटी देता है।
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C। डिवाइस की सुरक्षित तापमान सीमा जब यह बिजली से संचालित नहीं हो रहा हो।
- सोल्डरिंग तापमान (Tsol):अधिकतम 260°C, 5 सेकंड से अधिक नहीं। यह पैकेज क्षति को रोकने के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल की सीमा को परिभाषित करता है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये मापदंड 25°C के मानक तापमान पर मापे गए हैं, जो PD438B की मुख्य प्रकाशविद्युत संसूचन क्षमता को परिभाषित करते हैं।
- वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (λ0.5):400 nm से 1100 nm तक। यह उस तरंगदैर्ध्य सीमा को परिभाषित करता है जिसमें फोटोडायोड की प्रतिक्रियाशीलता उसके शिखर मान की कम से कम आधी होती है। यह दृश्य नीले प्रकाश से लेकर निकट-अवरक्त तक की संवेदनशीलता की पुष्टि करता है।
- शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य (λp):940 nm (विशिष्ट)। फोटोडायोड इस तरंगदैर्ध्य के अवरक्त प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है, जो कई अवरक्त एलईडी और रिमोट कंट्रोल प्रणालियों के लिए एक मानक तरंगदैर्ध्य है।
- खुला सर्किट वोल्टेज (VOC):940nm वेवलेंथ, 5 mW/cm² इर्राडिएंस (Ee) पर 0.35 V (टाइपिकल)। यह निर्दिष्ट प्रकाश स्थितियों के तहत, फोटोवोल्टाइक मोड (बिना बाहरी बायस के) में फोटोडायोड द्वारा उत्पन्न वोल्टेज है।
- शॉर्ट-सर्किट करंट (ISC):940nm वेवलेंथ, 1 mW/cm² इर्राडिएंस पर 18 µA (टाइपिकल)। यह वह फोटोकरंट है जो तब उत्पन्न होता है जब डायोड टर्मिनल शॉर्ट-सर्किट होते हैं, और दी गई प्रकाश तीव्रता पर इसके अधिकतम करंट आउटपुट का प्रतिनिधित्व करता है।
- रिवर्स फोटोकरंट (IL):940nm वेवलेंथ, 1 mW/cm² इर्रडिएंस, VR=5V की स्थिति में 18 µA (टाइपिकल)। यह डायोड के रिवर्स बायस्ड होने पर मापी गई फोटोकरंट है, जो हाई-स्पीड और लीनियर रिस्पांस के लिए स्टैंडर्ड ऑपरेटिंग मोड है।
- डार्क करंट (Id):पूर्ण अंधकार, VR=10V स्थिति में 5 nA (टाइपिकल), 30 nA (अधिकतम)। यह वह छोटी लीकेज धारा है जो प्रकाश के अभाव में भी प्रवाहित होती है। कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगाने के लिए कम डार्क करंट महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज (BVR):170 V (टाइपिकल), 32 V (न्यूनतम)। वह वोल्टेज जिस पर रिवर्स करंट तेजी से बढ़ता है। ऑपरेटिंग रिवर्स वोल्टेज हमेशा इस मान से काफी कम होना चाहिए।
- कुल कैपेसिटेंस (Ct):VR=3V, 1 MHz पर 25 pF (टाइपिकल)। यह जंक्शन धारिता सीधे डिवाइस की गति को प्रभावित करती है; कम धारिता तेज प्रतिक्रिया समय सक्षम करती है।
- उदय/पतन समय (tr/tf):VR=10V, लोड रेसिस्टेंस (RL)=1 kΩ पर 50 ns / 50 ns (टाइपिकल)। ये पैरामीटर फोटोडायोड के आउटपुट करंट के प्रकाश पल्स में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया की गति निर्दिष्ट करते हैं, जो इसकी उच्च-गति क्षमता को परिभाषित करते हैं।
महत्वपूर्ण पैरामीटरों के लिए सहनशीलता निर्धारित की गई है: ल्यूमिनस तीव्रता (±10%), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (±1nm) और फॉरवर्ड वोल्टेज (±0.1V), ताकि उत्पादन बैचों की स्थिरता सुनिश्चित की जा सके।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो दर्शाते हैं कि महत्वपूर्ण पैरामीटर कैसे परिचालन स्थितियों के साथ बदलते हैं। ये सर्किट डिजाइनरों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
3.1 स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता
स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया वक्र फोटोडायोड की विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर सापेक्ष संवेदनशीलता दर्शाता है। इंफ्रारेड फिल्टर एपॉक्सी के एकीकरण के कारण, इसकी चोटी 940 nm के आसपास तीव्रता से दिखाई देगी, जबकि दृश्यमान स्पेक्ट्रम (400-700 nm) में संवेदनशीलता काफी कम हो जाती है। यह वक्र डिटेक्टर और एमिटर के तरंग दैर्ध्य मिलान सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
3.2 डार्क करंट और परिवेशी तापमान का संबंध
यह वक्र आमतौर पर दर्शाता है कि अंधकार धारा (Id) परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घातांकीय रूप से बढ़ती है। डिजाइनरों को उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों या अत्यंत कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगाते समय इस बढ़ी हुई शोर तल का ध्यान रखना चाहिए।
3.3 रिवर्स फोटोकरंट और विकिरण (Ee) के बीच संबंध
यह ग्राफ डायोड के रिवर्स बायस्ड होने पर आपतित प्रकाश शक्ति (इर्रडिएंस) और उत्पन्न फोटोकरंट (IL) के बीच रैखिक संबंध को दर्शाता है। रैखिकता PIN फोटोडायोड की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, जो इसे प्रकाश मापन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।
3.4 टर्मिनल कैपेसिटेंस और रिवर्स वोल्टेज के बीच संबंध
जंक्शन कैपेसिटेंस (Ct) रिवर्स बायस वोल्टेज (VR) में वृद्धि के साथ घटता है। यह वक्र डिजाइनरों को कार्य बायस वोल्टेज चुनने की अनुमति देता है, ताकि गति (उच्च वोल्टेज पर कम कैपेसिटेंस) और बिजली की खपत/ऊष्मा के बीच संतुलन स्थापित किया जा सके।
3.5 रिस्पांस टाइम और लोड रेसिस्टेंस संबंध
राइज/फॉल टाइम (tr/tf) फोटोडायोड जंक्शन कैपेसिटेंस और बाहरी लोड रेसिस्टर (RL) द्वारा निर्मित आरसी टाइम कॉन्स्टेंट से प्रभावित होते हैं। यह वक्र दर्शाता है कि लोड रेसिस्टर बढ़ने के साथ प्रतिक्रिया समय कैसे बढ़ता है, जिससे ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर सर्किट में वांछित गति प्राप्त करने के लिए RL का चयन करने में मार्गदर्शन मिलता है।
3.6 पावर खपत और परिवेशी तापमान का संबंध
यह डेरेटिंग वक्र अधिकतम अनुमेय पावर डिसिपेशन और परिवेश तापमान के बीच के कार्यात्मक संबंध को दर्शाता है। तापमान बढ़ने के साथ, डिवाइस द्वारा सुरक्षित रूप से संसाधित की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति रैखिक रूप से घटती है, जो सिस्टम डिजाइन में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
4.1 Package Dimensions
PD438B एक बेलनाकार साइड-व्यू पैकेज में आता है, जिसका नाममात्र व्यास 4.8 मिलीमीटर है। डेटाशीट में विस्तृत यांत्रिक चित्र सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करते हैं, जिनमें बॉडी व्यास, लंबाई, लीड पिच और लीड व्यास शामिल हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी पैकेज आयामों के लिए मानक सहनशीलता ±0.25 मिलीमीटर है। साइड-व्यू कॉन्फ़िगरेशन विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां प्रकाश पथ PCB सतह के समानांतर होता है।
4.2 Polarity Identification
फोटोडायोड एक ध्रुवीय घटक है। कैथोड को आमतौर पर लंबे लीड, पैकेज पर एक फ्लैट या एक विशिष्ट चिह्न द्वारा पहचाना जाता है। डेटाशीट का पैकेज चित्र एनोड और कैथोड कनेक्शन को स्पष्ट रूप से दर्शाता है, और सही बायसिंग (सामान्य संचालन के लिए रिवर्स बायस आवश्यक है) सुनिश्चित करने के लिए इन पहचानों का असेंबली प्रक्रिया में पालन किया जाना चाहिए।
5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
विश्वसनीयता बनाए रखने और असेंबली प्रक्रिया के दौरान क्षति को रोकने के लिए, विशिष्ट वेल्डिंग शर्तों का पालन करना आवश्यक है।
- रीफ्लो वेल्डिंग:यह घटक सरफेस माउंट असेंबली के लिए रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीक का उपयोग करने के लिए उपयुक्त है। एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन और सेमीकंडक्टर चिप को थर्मल क्षति से बचाने के लिए, पीक सोल्डरिंग तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए और इस तापमान से ऊपर का समय 5 सेकंड या उससे कम तक सीमित होना चाहिए।
- हैंड सोल्डरिंग:यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। लीड के साथ संपर्क का समय न्यूनतम रखा जाना चाहिए, और सोल्डर जॉइंट और एनकैप्सुलेशन बॉडी के बीच लीड पर हीट सिंकिंग की सिफारिश की जाती है।
- भंडारण की शर्तें:घटक को उसके मूल नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए, परिवेश का तापमान -40°C से +100°C की भंडारण सीमा के भीतर नियंत्रित रखना चाहिए, और पिन के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए कम आर्द्रता बनाए रखनी चाहिए।
6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
6.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
PD438B के लिए मानक पैकेजिंग प्रक्रिया इस प्रकार है: 500 टुकड़े एक एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किए जाते हैं। ऐसे छह बैग एक आंतरिक बॉक्स में रखे जाते हैं। अंत में, दस आंतरिक बॉक्स एक मुख्य परिवहन (बाहरी) कार्टन में पैक किए जाते हैं, प्रत्येक मुख्य कार्टन में कुल 30,000 टुकड़े होते हैं।
6.2 लेबल विनिर्देश
पैकेजिंग पर लेबल में कई महत्वपूर्ण पहचानकर्ता शामिल होते हैं:
- CPN:ग्राहक उत्पाद संख्या (यदि आवंटित की गई है)।
- P/N:निर्माता उत्पाद संख्या (PD438B)।
- QTY:पैकेजिंग के अंदर घटकों की संख्या।
- CAT, HUE, REF:ये कोड क्रमशः ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड, डोमिनेंट वेवलेंथ ग्रेड और फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो बिनिंग उत्पादों पर लागू होते हैं।
- LOT No:ट्रेस करने योग्य उत्पादन बैच संख्या।
7. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
PD438B is most commonly used in one of the following two circuit configurations:
- Photovoltaic Mode (Zero Bias):फोटोडायोड सीधे उच्च-प्रतिबाधा भार (जैसे ऑप-एम्प इनपुट) से जुड़ा होता है। यह मोड न्यूनतम डार्क करंट और शोर प्रदान करता है, लेकिन प्रतिक्रिया धीमी होती है और रैखिकता कम होती है। यह कम गति, सटीक प्रकाश मापन के लिए उपयुक्त है।
- फोटोकंडक्टिव मोड (रिवर्स बायस):फोटोडायोड को कैथोड सकारात्मक वोल्टेज से और एनोड वर्चुअल ग्राउंड (उदाहरण के लिए, एक ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर के इनवर्टिंग इनपुट) से जोड़ा जाता है। यह PD438B की उच्च-गति क्षमता का लाभ उठाने के लिए अनुशंसित मोड है। रिवर्स बायस जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है (गति बढ़ाता है) और रैखिकता में सुधार करता है। ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर में फीडबैक रेसिस्टर का मान लाभ निर्धारित करता है (Vout = Iphoto * Rfeedback)।
7.2 डिज़ाइन विचार
- बायस वोल्टेज चयन:एक रिवर्स बायस वोल्टेज (उदाहरण के लिए, 5V से 10V) चुनें जो गति (कम कैपेसिटेंस) और बिजली की खपत के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करे। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 32V से अधिक न हो।
- एम्पलीफायर चयन:उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए, PD438B को कम शोर, उच्च बैंडविड्थ ऑपरेशनल एम्पलीफायर के साथ जोड़ें जो ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया हो। एम्पलीफायर का इनपुट बायस करंट और वोल्टेज शोर कम होना चाहिए ताकि फोटोडायोड के सिग्नल की गुणवत्ता कम न हो।
- PCB लेआउट:फोटोडायोड और उससे संबंधित एम्पलीफायर को संवेदनशील उच्च-प्रतिबाधा नोड्स पर परजीवी धारिता और शोर पिकअप को कम करने के लिए निकट रखें। लीकेज करंट को कम करने के लिए, फोटोडायोड के एनोड कनेक्शन के आसपास एक गार्ड रिंग का उपयोग करें जो कम प्रतिबाधा बिंदु (जैसे एम्पलीफायर आउटपुट या ग्राउंड प्लेन) से जुड़ा हो।
- ऑप्टिकल अलाइनमेंट:इन्फ्रारेड एमिटर और फोटोडायोड के बीच सही यांत्रिक अलाइनमेंट सुनिश्चित करें। साइड-व्यू पैकेज विशेष रूप से इसी के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। परिवेशी प्रकाश और क्रॉसटॉक को रोकने के लिए ट्यूबलर संरचनाओं या बैरियर के उपयोग पर विचार करें।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
PD438B निम्नलिखित प्रमुख विशेषताओं के माध्यम से बाजार में अपनी एक अलग पहचान बनाता है:
- एकीकृत इन्फ्रारेड फिल्टर:एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन स्वयं फिल्टर के रूप में कार्य करता है, जिससे अलग फिल्टर असेंबली की आवश्यकता नहीं होती, यह भागों की संख्या, लागत को कम करता है और असेंबली को सरल बनाता है।
- साइड-व्यू पैकेज:बेलनाकार साइड-व्यू प्रोफ़ाइल PCB के समानांतर ऑप्टिकल पथ वाले अनुप्रयोगों जैसे स्लॉट सेंसर, एज डिटेक्शन सिस्टम और कुछ प्रकार के एनकोडर के लिए आदर्श है।
- संतुलित प्रदर्शन:यह गति (50 ns), संवेदनशीलता (1 mW/cm² पर 18 µA) और कम डार्क करंट का एक संतुलित संयोजन प्रदान करता है, जिससे यह व्यापक मध्यम से उच्च गति वाले अवरक्त संसूचन कार्यों के लिए एक बहुमुखी विकल्प बन जाता है।
- पर्यावरण अनुपालन:इसकी लीड-मुक्त संरचना और RoHS और REACH विनियमों के अनुपालन के कारण, यह सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त है।
9. सामान्य प्रश्न (FAQ)
Q1: काले एपॉक्सी लेंस का उपयोग किस लिए किया जाता है?
A1: काला एपॉक्सी केवल उपस्थिति के लिए नहीं है; इसका फॉर्मूला इसे एक प्रभावी इन्फ्रारेड फिल्टर बनाता है। यह लक्षित इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य (940 nm पर शिखर) को प्रसारित करता है, जबकि अधिकांश दृश्य प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे कमरे की रोशनी जैसे परिवेशी प्रकाश स्रोतों से होने वाली व्यवधान में उल्लेखनीय कमी आती है।
Q2: क्या मुझे PD438B को संचालित करने के लिए रिवर्स बायस वोल्टेज का उपयोग करना चाहिए या नहीं?
A2: उच्च-गति संचालन (जैसा कि इसके 50 ns राइज टाइम से संकेत मिलता है) के लिए, फोटोकंडक्टिव मोड में रिवर्स बायस के साथ PD438B को संचालित करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, आमतौर पर 5V से 10V के बीच बायस वोल्टेज पर। यह जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है और रैखिकता एवं गति में सुधार करता है।
Q3: फोटोकरंट को उपयोगी वोल्टेज सिग्नल में कैसे परिवर्तित करें?
A3: सबसे आम और प्रभावी तरीका एक ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर (TIA) सर्किट का उपयोग करना है। फोटोडायोड को ऑप-एम्प के इनवर्टिंग इनपुट और आउटपुट के बीच जोड़ा जाता है, फीडबैक रेसिस्टर लाभ निर्धारित करता है (Vout = -Iphoto * Rf)। सर्किट को स्थिर करने और बैंडविड्थ को सीमित करने के लिए आमतौर पर रेसिस्टर के पार एक छोटी फीडबैक कैपेसिटेंस को समानांतर में जोड़ा जाता है।
Q4: "डार्क करंट" पैरामीटर का क्या महत्व है?
A4: डार्क करंट एक फोटोडायोड द्वारा पूर्ण अंधेरे में और रिवर्स बायस्ड होने पर बहने वाली एक छोटी धारा है। यह एक शोर स्रोत के रूप में कार्य करता है। कम डार्क करंट (PD438B के लिए विशिष्ट मान 5 nA) का मतलब है कि डिवाइस कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगा सकता है, और संकेत अपने स्वयं के शोर से अस्पष्ट नहीं होगा।
Q5: क्या इस फोटोडायोड का उपयोग दृश्य प्रकाश का पता लगाने के लिए किया जा सकता है?
A5: हालांकि इसकी स्पेक्ट्रल रेंज 400 nm (बैंगनी) से शुरू होती है, लेकिन दृश्य स्पेक्ट्रम में इसकी संवेदनशीलता को इन्फ्रारेड फिल्टर एपॉक्सी लेंस द्वारा काफी कम कर दिया गया है। इसकी चरम संवेदनशीलता स्पष्ट रूप से 940 nm के इन्फ्रारेड क्षेत्र में स्थित है। मुख्य दृश्य प्रकाश का पता लगाने के लिए, बिना इन्फ्रारेड फिल्टर पैकेजिंग वाले फोटोडायोड का उपयोग करना अधिक उपयुक्त होगा।
10. कार्य सिद्धांत
PIN फोटोडायोड एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें P-प्रकार और N-प्रकार क्षेत्रों के बीच एक चौड़ा, हल्का डोप किया हुआ आंतरिक (I) क्षेत्र होता है। जब अर्धचालक के बैंड गैप से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन उपकरण से टकराते हैं, तो वे आंतरिक क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं। लागू रिवर्स बायस विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, इन आवेश वाहकों को अलग कर दिया जाता है, जिससे आपतित प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती एक फोटोकरंट उत्पन्न होता है। चौड़ा आंतरिक क्षेत्र कई लाभ प्रदान करता है: यह फोटॉन अवशोषण के लिए एक बड़ा डिप्लेशन ज़ोन बनाता है (संवेदनशीलता बढ़ाता है), जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है (गति बढ़ाता है), और उच्च रिवर्स वोल्टेज पर काम करने की अनुमति देता है। PD438B सिलिकॉन सामग्री का उपयोग करता है, जिसका बैंड गैप दृश्य प्रकाश से निकट इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम तक के प्रकाश का पता लगाने के लिए उपयुक्त है।
11. अस्वीकरण एवं उपयोग निर्देश
इस तकनीकी दस्तावेज़ में निहित जानकारी बिना किसी सूचना के बदल सकती है। प्रदान किए गए चार्ट और विशिष्ट मान केवल डिज़ाइन संदर्भ के लिए हैं, गारंटीकृत विनिर्देशों का प्रतिनिधित्व नहीं करते। इस घटक को लागू करते समय, डिवाइस विफलता को रोकने के लिए डिज़ाइनरों को पूर्ण अधिकतम रेटिंग का कड़ाई से पालन करना चाहिए। निर्दिष्ट ऑपरेटिंग स्थितियों से बाहर इस उत्पाद के उपयोग के कारण होने वाली किसी भी क्षति के लिए निर्माता कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता है। पूर्व परामर्श और विशिष्ट प्रमाणन के बिना, यह उत्पाद सुरक्षा-महत्वपूर्ण, जीवन-समर्थन, सैन्य, ऑटोमोटिव या एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है।
LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य तय 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। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो: विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए, अल्प अवधि में सहन करने योग्य चरम धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| 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 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| 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। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की सीमा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता 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 | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ऊष्मा अपव्यय क्षमता बेहतर और जीवनकाल लंबा है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू एलईडी चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फोरस प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में 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 समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदीकरण ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| 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। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |