सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7. एप्लिकेशन सुझाव
- 7.1 टिपिकल एप्लिकेशन सीनारियो
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. डिज़ाइन केस स्टडी
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- 2. विद्युत मापदंड
- तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTC-2728JD एक चार-अंकीय सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले मॉड्यूल है, जो स्पष्ट, कम बिजली खपत वाले डिजिटल रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य एलईडी सेगमेंट को चुनिंदा रूप से प्रकाशित करके संख्याओं और कुछ सीमित वर्णों को सहजता से प्रदर्शित करना है। इसकी मूल तकनीक में AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) उच्च-दक्षता वाले लाल एलईडी चिप्स का उपयोग किया गया है, जो अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर निर्मित हैं। यह संरचना उपकरण को उसकी विशिष्ट उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट प्राप्त करने में सहायता करती है। यह डिस्प्ले ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट मार्कर के साथ आता है, जो सेगमेंट के बंद रहने पर पठनीयता बढ़ाता है और चालू होने पर कंट्रास्ट में सुधार करता है।
यह उपकरण कॉमन कैथोड, डायनामिक स्कैनिंग (मल्टीप्लेक्स्ड) डिस्प्ले के रूप में वर्गीकृत है। इसका अर्थ है कि एकल अंक के भीतर सभी एलईडी के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं, जो उस अंक के लिए एक सामान्य नोड बनाते हैं। चार अंकों पर एक संख्या प्रदर्शित करने के लिए, बाहरी नियंत्रक प्रत्येक अंक के सामान्य कैथोड को क्रमिक रूप से शक्ति प्रदान करने के लिए तेजी से चक्र (मल्टीप्लेक्स) करता है, जबकि उस विशिष्ट अंक पर वांछित वर्ण के संबंधित सेगमेंट एनोड को भी शक्ति प्रदान करता है। स्थैतिक ड्राइव पद्धति की तुलना में, यह मल्टीप्लेक्सिंग विधि आवश्यक ड्राइव पिनों की संख्या को काफी कम कर देती है।
इस घटक का एक प्रमुख डिज़ाइन लक्ष्य कम बिजली की खपत है। सेगमेंट्स को विशेष रूप से कम ड्राइव करंट पर उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए परीक्षण और मिलान किया गया है, प्रत्येक सेगमेंट 1mA जितने कम करंट पर काम कर सकता है। यह इसे बैटरी से चलने वाले या ऊर्जा खपत पर ध्यान देने वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।
2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
यह खंड डेटाशीट के अनुसार, डिवाइस के प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक पैरामीटर्स का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।
- प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन:70 mW। यह एकल LED सेगमेंट द्वारा निरंतर संचालन में ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:100 mA। यह करंट केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई की पल्स स्थितियों में अनुमत है। यह मल्टीप्लेक्सिंग अनुप्रयोगों में संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाले पल्स को सक्षम करने के लिए निरंतर करंट रेटिंग से काफी अधिक है।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट:25°C पर 25 mA. जब परिवेश का तापमान (Ta) 25°C से अधिक होता है, तो यह रेटिंग 0.33 mA/°C की रैखिक दर से कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, 50°C पर, अधिकतम निरंतर करंट लगभग 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA होता है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज:5 V. इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
- कार्य और भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +85°C.
- सोल्डरिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड के लिए, घटक स्थापना तल से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे माप बिंदु पर।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, Ta=25°C) के तहत विशिष्ट मान और गारंटीकृत अधिकतम/न्यूनतम प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV):IF= 1mA पर, 200 μcd (न्यूनतम), 600 μcd (विशिष्ट)। यह सेगमेंट की अनुभूत चमक को परिमाणित करता है। विस्तृत सीमा एक ग्रेडिंग प्रक्रिया की उपस्थिति को दर्शाती है, जहां उपकरणों को मापित आउटपुट के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):IF= 20mA पर, 656 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाश आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है।
- वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):IF= 20mA पर, 22 nm (विशिष्ट)। यह उत्सर्जित प्रकाश तरंगदैर्ध्य के वितरण को मापता है; छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक (शुद्ध रंग) प्रकाश को दर्शाता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):IF= 20mA पर, 640 nm (विशिष्ट)। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए प्रकाश के रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है।
- प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):IF= 20mA पर, 2.1 V (न्यूनतम), 2.6 V (विशिष्ट)। यह निर्दिष्ट धारा प्रवाहित होने पर LED सेगमेंट पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR):VR= 5V पर, 10 μA (अधिकतम)। यह अधिकतम रेटेड मान के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर LED से बहने वाली मामूली लीकेज करंट है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (IV-m):IF= 10mA पर, 2:1 (अधिकतम)। यह पैरामीटर एकरूपता सुनिश्चित करता है; समान ड्राइव स्थितियों में, एक ही डिवाइस के भीतर सबसे मंद सेगमेंट और सबसे चमकीले सेगमेंट की चमक का अनुपात 2:1 से अधिक नहीं होगा।
प्रकाश तीव्रता मापन के बारे में स्पष्टीकरण:डेटाशीट में निर्दिष्ट है कि तीव्रता का मापन CIE फोटोपिक ल्यूमिनस फंक्शन का अनुकरण करने वाले सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके किया जाता है, जो सामान्य प्रकाश स्थितियों में मानव आँख की मानक वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का अनुकरण करता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार वर्गीकृत" है। यह निर्माण के बाद के बिनिंग या वर्गीकरण प्रक्रिया को संदर्भित करता है। अर्धचालक निर्माण में निहित विविधताओं के कारण, व्यक्तिगत एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज थोड़ा भिन्न होगा, और उपयोगकर्ता के लिए अधिक स्पष्ट रूप से, समान ड्राइव करंट पर ल्यूमिनस इंटेंसिटी भी भिन्न होगी।
अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, निर्माता प्रत्येक यूनिट (या यूनिट के भीतर के सेगमेंट) का परीक्षण करते हैं और उनके मापे गए आउटपुट के आधार पर उन्हें विभिन्न "बिन" में वर्गीकृत करते हैं। 1mA पर निर्दिष्ट 200-600 μcd रेंज इंगित करती है कि डिवाइस को उसके वास्तविक मापी गई चमक के आधार पर विशिष्ट तीव्रता बिन में समूहीकृत किया जाता है। एक उत्पाद डिजाइन करते समय, इंजीनियर एक विशिष्ट बिन कोड निर्दिष्ट कर सकते हैं ताकि यह गारंटी मिल सके कि उपयोग किए गए सभी डिस्प्ले में न्यूनतम चमक स्तर या अधिक कड़ी चमक सीमा हो, जो कई-डिस्प्ले उत्पादों में एक समान रूप प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट "विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्र" का उल्लेख करती है। हालाँकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ का विवरण नहीं दिया गया है, लेकिन इस प्रकार के डिवाइस के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होते हैं:
- सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम अग्र धारा (IV बनाम IF):यह वक्र दर्शाता है कि चालक धारा बढ़ने पर चमक कैसे बदलती है। यह कम धारा पर आम तौर पर रैखिक होती है, लेकिन उच्च धारा पर तापीय प्रभावों के कारण संतृप्त हो सकती है।
- अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा (VF बनाम IF):यह घातांकीय वक्र ड्राइवर डिजाइन का आधार है, जो दर्शाता है कि वांछित धारा प्राप्त करने के लिए कितने वोल्टेज की आवश्यकता है।
- सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (IV बनाम Ta):LED का आउटपुट आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। यह वक्र डिजाइनरों को उच्च तापमान वाले वातावरण में चमक हानि पर विचार करने में मदद करता है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:यह ग्राफ़ तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम पर सापेक्ष शक्ति वितरण दर्शाता है, जो 656 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 22 nm है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
डिवाइस में विस्तृत आयाम चित्र संलग्न है। चित्र में प्रमुख नोट्स शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर (mm) में हैं, मानक सहनशीलता ±0.25 mm (0.01 इंच) है, जब तक कि किसी विशिष्ट फीचर के लिए भिन्न सहनशीलता की आवश्यकता न हो। यह चित्र डिस्प्ले मॉड्यूल की कुल लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई, अंकों के बीच की दूरी, माउंटिंग पिन के आकार और स्थान तथा सेगमेंट विंडो के खुले हिस्से को परिभाषित करेगा।
5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
यह डिवाइस 16-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। पिन परिभाषाएं इस प्रकार हैं: पिन 1 (डिजिट 1 कॉमन कैथोड), पिन 2 (एनोड C), पिन 3 (एनोड DP), पिन 4 (नो कनेक्शन), पिन 5 (एनोड E), पिन 6 (एनोड D), पिन 7 (एनोड G), पिन 8 (डिजिट 4 कॉमन कैथोड), पिन 9,10,12 (नो कनेक्शन), पिन 11 (डिजिट 3 कॉमन कैथोड), पिन 13 (कैथोड A), पिन 14 (डिजिट 2 कॉमन कैथोड), पिन 15 (एनोड B), पिन 16 (एनोड F)।
"आंतरिक सर्किट आरेख" एक मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन-कैथोड आर्किटेक्चर दिखाता है। यह चार कॉमन कैथोड नोड्स (प्रत्येक डिजिट के लिए एक) को दर्शाता है, प्रत्येक नोड उस विशिष्ट डिजिट के सभी सात सेगमेंट्स (A-G) और दशमलव बिंदु (DP) के कैथोड से जुड़ा होता है। प्रत्येक सेगमेंट प्रकार (उदाहरण के लिए, डिजिट 1-4 के सभी 'A' सेगमेंट) के एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े होते हैं और एक अलग एनोड पिन पर लाए जाते हैं। यह संरचना एक मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइव स्कीम को सक्षम बनाती है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
प्रदान किया गया प्राथमिक मार्गदर्शन वेल्डिंग तापमान का पूर्ण अधिकतम रेटेड मान है: अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, माप बिंदु घटक माउंटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे। यह लीड-फ्री (SnAgCu) सोल्डर का उपयोग करके वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए मानक रेटिंग है। इस समय या तापमान से अधिक होने पर आंतरिक वायर बॉन्डिंग, LED चिप या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान पहुंच सकता है। थर्मल शॉक को कम करने के लिए क्रमिक प्रीहीटिंग, नियंत्रित लिक्विडस ऊपर का समय और नियंत्रित कूलिंग दर सुनिश्चित करने हेतु मानक JEDEC/IPC रीफ्लो प्रोफाइल दिशानिर्देशों का पालन करने की सलाह दी जाती है।
भंडारण के लिए, निर्दिष्ट -35°C से +85°C तापमान सीमा का पालन किया जाना चाहिए, और यदि डिवाइस नमी के प्रति संवेदनशील है (डेटाशीट में MSL स्तर निर्दिष्ट नहीं है), तो इसे डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए।
7. एप्लिकेशन सुझाव
7.1 टिपिकल एप्लिकेशन सीनारियो
यह डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें स्पष्ट, बहु-अंकीय रीडआउट और कम बिजली की खपत की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं:
- परीक्षण और माप उपकरण (मल्टीमीटर, बिजली आपूर्ति)।
- औद्योगिक नियंत्रण पैनल और काउंटर।
- उपभोक्ता विद्युत उपकरण (माइक्रोवेव, ओवन, तराजू)।
- ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट डिस्प्ले (वोल्टमीटर, टाइमर)।
- बैटरी संचालित पोर्टेबल उपकरण।
7.2 डिज़ाइन विचार
- ड्राइवर सर्किट:एक समर्पित LED डिस्प्ले ड्राइवर IC या पर्याप्त करंट सिंक/सोर्स क्षमता वाले माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होती है। ड्राइवर को मल्टीप्लेक्सिंग अनुक्रम को लागू करना चाहिए, चार कॉमन कैथोड पिनों को चक्रीय रूप से स्कैन करते हुए प्रत्येक अंक के लिए सही 7-सेगमेंट कोड आउटपुट करना चाहिए।
- करंट लिमिटिंग:प्रत्येक सेगमेंट एनोड के लिए बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर) का उपयोग करना चाहिए। प्रतिरोध मान सूत्र R = (V का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।पावर सप्लाई- VF- Vड्राइवर संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप) / IF गणना। सबसे खराब स्थिति डिजाइन के लिए, डेटाशीट में अधिकतम V का उपयोग किया जाना चाहिएFमान (2.6V) यह सुनिश्चित करने के लिए कि धारा सीमा से अधिक न हो।
- रिफ्रेश दर:多路复用频率必须足够高以避免可察觉的闪烁(通常每个数字>60 Hz,因此总周期>240 Hz)。但同时,它也必须足够低,以便每个段在其导通时间内达到全亮度。
- देखने का कोण:डेटाशीट में व्यापक देखने के कोण का दावा किया गया है, जो एलईडी सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले के लिए विशिष्ट है। इसे अंतिम उत्पाद की विशिष्ट यांत्रिक लेआउट में सत्यापित किया जाना चाहिए।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
विशेषताओं में जोर दिए जाने के अनुसार, इस विशिष्ट डिस्प्ले के प्रमुख विभेदक लाभों में शामिल हैं:
- कम धारा संचालन:इसकी कम धारा (1mA/सेगमेंट तक कम) के लिए विशेषता और मिलान क्षमता, बिजली खपत के प्रति संवेदनशील डिजाइनों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है, क्योंकि पर्याप्त चमक प्राप्त करने के लिए अधिक धारा की आवश्यकता वाली डिस्प्ले स्क्रीनों की तुलना में यह बेहतर है।
- AlInGaP प्रौद्योगिकी:पुरानी GaAsP या GaP LED प्रौद्योगिकी की तुलना में, AlInGaP उच्च दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव धारा पर उच्च चमक और बेहतर रंग शुद्धता (अधिक संतृप्त लाल) प्राप्त होती है।
- उच्च कंट्रास्ट और समान सेगमेंट:सफेद सेगमेंट के साथ ग्रे पैनल और "निरंतर समान सेगमेंट" विशेषता विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट पठनीयता प्राप्त करने में सहायता करती है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं, सीधे नहीं चलाया जा सकता। एक सेगमेंट का फॉरवर्ड वोल्टेज आम तौर पर 2.6V होता है। बिना करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के 5V को सीधे एनोड से जोड़ने पर अत्यधिक करंट के कारण LED क्षतिग्रस्त हो जाएगी। आपको एक सीरीज़ रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। इसके अलावा, कॉमन कैथोड पिन को एक ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC द्वारा चलाया जाना चाहिए जो अधिकतम 8 जलते हुए सेगमेंट्स (यदि अंक '8' और DP जल रहे हों) का कुल करंट सिंक कर सके।
प्रश्न: व्यवहार में "2:1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका मतलब है कि एक ही डिस्प्ले यूनिट के भीतर, समान ड्राइविंग स्थितियों (10mA) में, सबसे मंद सेगमेंट की चमक सबसे चमकीले सेगमेंट की चमक के आधे से कम नहीं होगी। यह एक कैरेक्टर के भीतर सेगमेंट्स की दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है।
प्रश्न: 600 μcd की विशिष्ट चमक कैसे प्राप्त करें?
उत्तर: विशिष्ट मान IF=1mA पर दिया गया है। उच्च चमक प्राप्त करने के लिए, आप ड्राइव करंट बढ़ा सकते हैं, लेकिन इसे पूर्ण अधिकतम रेटिंग (प्रति सेगमेंट 25mA निरंतर) के भीतर रखना चाहिए। चमक एक बिंदु तक करंट के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ेगी। मार्गदर्शन के लिए IV बनाम IF की विशेषता वक्र देखें।
10. डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य: एक कम बिजली खपत, 4-अंकीय वोल्टमीटर डिज़ाइन करना।
LTC-2728JD एक उत्कृष्ट विकल्प है। माइक्रोकंट्रोलर का ADC वोल्टेज पढ़ता है, इसे डिजिटल में बदलता है, और संबंधित 7-सेगमेंट कोड उत्पन्न करता है। ट्रांजिस्टर ऐरे (जैसे ULN2003) का उपयोग करने वाला एक सरल ड्राइवर सर्किट, चार माइक्रोकंट्रोलर I/O पिन द्वारा नियंत्रित, चार कॉमन कैथोड पिन के लिए करंट सिंक करता है। सात सेगमेंट एनोड लाइनें करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ी होती हैं। बिजली की खपत बचाने के लिए, मल्टीप्लेक्सिंग किया जाता है, और सेगमेंट करंट को 2-5mA पर सेट किया जा सकता है, जो डिवाइस की कुशल ऑपरेटिंग रेंज के भीतर पूरी तरह से है, जो पर्याप्त चमक प्रदान करते हुए सिस्टम की कुल करंट खपत को कम करता है। उच्च कंट्रास्ट इंडोर और मध्यम रोशनी वाले वातावरण में पठनीयता सुनिश्चित करता है।
11. कार्य सिद्धांत
यह डिवाइस सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब LED सेगमेंट के पार फॉरवर्ड बायस वोल्टेज डायोड टर्न-ऑन वोल्टेज (लगभग 2.1-2.6V) से अधिक लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र (AlInGaP परत) में इंजेक्ट होते हैं और उसमें पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है - इस मामले में, 656 nm पर केंद्रित लाल प्रकाश। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट नीचे की ओर उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को अवशोषित करता है, जो आंतरिक प्रतिबिंब को रोककर समग्र कंट्रास्ट बढ़ाता है जो प्रदर्शन वर्णों को "धो सकता है"।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
AlInGaP तकनीक पर आधारित सात-खंड LED डिस्प्ले डिजिटल प्रदर्शन के क्षेत्र में एक परिपक्व और विश्वसनीय समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं। व्यापक प्रदर्शन क्षेत्र में वर्तमान रुझानों में पूर्ण अल्फ़ान्यूमेरिक और ग्राफिकल क्षमताएं प्रदान करने वाले डॉट-मैट्रिक्स OLED या TFT-LCD मॉड्यूल की ओर बढ़ना शामिल है। हालांकि, समर्पित संख्यात्मक अनुप्रयोगों के लिए, जहां अत्यधिक पठनीयता, व्यापक देखने का कोण, उच्च चमक, सरलता, मजबूती और कम लागत महत्वपूर्ण हैं, LED सात-खंड डिस्प्ले अभी भी अत्यधिक प्रतिस्पर्धी बने हुए हैं। LED दक्षता (कम ड्राइव करंट की अनुमति) और पैकेजिंग (पतली प्रोफ़ाइल) में निरंतर विकास इस शास्त्रीय तकनीक के विकास को आगे बढ़ा रहे हैं। मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड या कॉमन एनोड ऐरे का सिद्धांत बहु-अंकीय डिस्प्ले को चलाने का एक मौलिक और कुशल तरीका बना हुआ है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| दीप्त प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य का निर्धारण करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| क्रोमैटिकिटी टॉलरेंस (SDCM) | मैकएडम एलिप्स स्टेप्स, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, स्टेप्स जितने कम हों, रंग उतने ही अधिक सुसंगत होते हैं। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक LED के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (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। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइव पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता होती है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, उच्च मान स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना दर्शाता है। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय 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 के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवन 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। | सीधे LED के "उपयोगी जीवन" को परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन रखरखाव (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। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशील, कम लागत; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप चिप में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी होती है, जो उच्च शक्ति 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, जो प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स श्रेणीकरण | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहों में विभाजित, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर मिलान की सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-चरण MacAdam दीर्घवृत्त | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा हो। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| 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 testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | Environmental Certification | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |