सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 संग्राहक अंधकार धारा और परिवेश तापमान संबंध (चित्र 1)
- 4.2 कलेक्टर पावर डिसिपेशन और परिवेश तापमान के बीच संबंध (चित्र 2)
- 4.3 राइज/फॉल टाइम और लोड रेसिस्टेंस के बीच संबंध (चित्र 3)
- 4.4 रिलेटिव कलेक्टर करंट और इर्रडिएंस के बीच संबंध (चित्र 4)
- 4.5 संवेदनशीलता पैटर्न (चित्र 5)
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 6. Soldering and Assembly Guide
- 7. Application Recommendations
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTR-306 एक सिलिकॉन NPN फोटोट्रांजिस्टर है जो साइड-लुकिंग प्लास्टिक पैकेज में आता है। यह डिवाइस इन्फ्रारेड विकिरण का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो आपतित प्रकाश को कलेक्टर टर्मिनल पर धारा में परिवर्तित करता है। इसका मुख्य कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों में एक प्रकाश सेंसर के रूप में कार्य करना है, जो या तो एक प्रकाश-नियंत्रित स्विच या एक एनालॉग प्रकाश तीव्रता सेंसर के रूप में कार्य करता है। साइड-लुकिंग पैकेज ओरिएंटेशन इसकी एक प्रमुख विशेषता है, जिसका अर्थ है कि संवेदनशील क्षेत्र पिन की दिशा के लंबवत है, यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां प्रकाश स्रोत PCB के किनारे स्थित होता है।
इस डिवाइस के मुख्य लाभों में इसकी कलेक्टर धारा की व्यापक परिचालन सीमा शामिल है, जो विभिन्न संवेदनशीलता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करती है। एकीकृत लेंस को अनुकूलित किया गया है ताकि आपतित इन्फ्रारेड प्रकाश को सक्रिय अर्धचालक क्षेत्र पर केंद्रित किया जा सके, जिससे संवेदनशीलता बढ़ जाती है। इसके अलावा, कम लागत वाले प्लास्टिक पैकेजिंग का उपयोग इसे उच्च मात्रा वाले उपभोक्ता और औद्योगिक अनुप्रयोगों में एक लागत-प्रभावी विकल्प बनाता है, जो मूलभूत प्रदर्शन मापदंडों को बनाए रखते हुए लागत दक्षता प्रदान करता है।
LTR-306 का लक्षित बाजार विश्वसनीय इन्फ्रारेड डिटेक्शन की आवश्यकता वाले व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्रों को शामिल करता है। इसमें वस्तु का पता लगाने और गिनती प्रणाली, स्लॉट सेंसर (जैसे प्रिंटर और वेंडिंग मशीन), टेप एंड सेंसर, प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग और औद्योगिक स्वचालन उपकरण शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं। इसका मजबूत डिज़ाइन और स्पष्ट प्रदर्शन मापदंड इसे सरल या जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में एकीकरण के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है। परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर, अधिकतम शक्ति अपव्यय 100 mW है। कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCE) 30 V से अधिक नहीं होना चाहिए, जबकि रिवर्स एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (VEC) को 5 V तक सीमित किया गया है। यह उपकरण -40°C से +85°C के परिचालन परिवेश तापमान रेंज और -55°C से +100°C के भंडारण तापमान रेंज के लिए रेटेड है। सोल्डरिंग के लिए, पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर मापने पर, लीड 5 सेकंड के लिए 260°C का सामना कर सकती है, जो वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए एक मानक आवश्यकता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
सभी विद्युत और प्रकाशिक पैरामीटर TA=25°C पर निर्दिष्ट हैं, जो प्रदर्शन तुलना के लिए एक आधार प्रदान करते हैं।
- कलेक्टर-एमिटर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V(BR)CEO):न्यूनतम 30V (IC= 1mA, Ee=0)। यह प्रकाश के अभाव में जंक्शन के ब्रेकडाउन का वोल्टेज है।
- एमिटर-कलेक्टर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V(BR)ECO):न्यूनतम 5V (IE= 100μA, Ee=0)। यह पैरामीटर रिवर्स बायस स्थितियों के लिए महत्वपूर्ण है।
- कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (VCE(SAT)):विशिष्ट मान 0.1V, अधिकतम मान 0.4V (IC= 100μA, Ee=1 mW/cm²)। यह कम वोल्टेज इंगित करता है कि ट्रांजिस्टर के पूर्ण चालू होने पर इसका स्विचिंग प्रदर्शन अच्छा है।
- Rise time (Tr) and fall time (Tf):Maximum 20 μs each (VCC=5V, IC=1mA, RL=1kΩ). ये पैरामीटर फोटोट्रांजिस्टर की प्रकाश स्पंदों के प्रति स्विचिंग गति की प्रतिक्रिया को परिभाषित करते हैं।
- कलेक्टर डार्क करंट (ICEO):अधिकतम 100 nA (VCE= 10V, Ee=0)। यह प्रकाश के अभाव में रिसाव धारा है, जो कम प्रकाश संवेदनशीलता और सिग्नल-टू-शोर अनुपात के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
LTR-306 अपने महत्वपूर्ण पैरामीटर - संचालन अवस्था कलेक्टर करंट (IC(ON)) — एक ग्रेडिंग प्रणाली अपनाई गई है। ग्रेडिंग एक गुणवत्ता नियंत्रण और वर्गीकरण प्रक्रिया है जो निर्दिष्ट सीमा के भीतर उपकरण के मापे गए प्रदर्शन के आधार पर समूहों में विभाजित करती है। यह अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करता है। उपकरणों का मानक स्थितियों (VCE= 5V, Ee= 1 mW/cm², λ=940nm) के तहत परीक्षण किया जाता है।
ग्रेडिंग को A से F तक चिह्नित किया गया है, प्रत्येक ग्रेड एक विशिष्ट IC(ON):
- सीमा का प्रतिनिधित्व करता है:रेंज A:
- 0.20 mA से 0.60 mAरेंज B:
- 0.40 mA से 1.08 mAरेंज C:
- 0.72 mA से 1.56 mAगियर D:
- 1.04 mA से 1.80 mAगियर E:
- 1.20 mA से 2.40 mAरेंज F:
न्यूनतम 1.60 mA (प्रदान किए गए डेटा में अधिकतम सीमा निर्दिष्ट नहीं है)
यह प्रणाली डिजाइनर को उस रेंज का चयन करने की अनुमति देती है जो उनके सर्किट की आवश्यक संवेदनशीलता से मेल खाती है। उदाहरण के लिए, रिले या LED को सीधे संचालित करने के लिए उच्च आउटपुट करंट की आवश्यकता वाले सर्किट रेंज E या F निर्दिष्ट कर सकते हैं, जबकि कम बिजली खपत वाले सेंसिंग सर्किट बिजली की खपत को कम करने के लिए रेंज A या B का उपयोग कर सकते हैं।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं जो दर्शाते हैं कि मुख्य पैरामीटर परिचालन स्थितियों के साथ कैसे बदलते हैं। यह डिवाइस के व्यवहार को एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 संग्राहक अंधकार धारा और परिवेश तापमान संबंध (चित्र 1)CEOयह वक्र दर्शाता है कि संग्राहक अंधकार धारा (I
) परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घातांकीय रूप से बढ़ती है। -40°C पर, यह पिकोएम्पियर सीमा में होती है, लेकिन 120°C पर यह लगभग 100 μA तक बढ़ सकती है। यह विशेषता उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि बढ़ती अंधकार धारा एक पूर्वाग्रह या शोर स्रोत के रूप में कार्य कर सकती है, जो संवेदक की प्रभावी संवेदनशीलता और गतिशील सीमा को कम कर सकती है।
4.2 कलेक्टर पावर डिसिपेशन और परिवेश तापमान के बीच संबंध (चित्र 2)
यह ग्राफ अधिकतम अनुमत शक्ति अपव्यय का परिवेश तापमान बढ़ने के साथ डीरेटिंग होना दर्शाता है। हालांकि डिवाइस 25°C पर 100 mW अपव्यय कर सकता है, उच्च तापमान पर थर्मल रनवे को रोकने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इस रेटिंग को रैखिक रूप से कम करना होगा। यह वक्र अनुप्रयोग डिजाइन में थर्मल प्रबंधन के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करता है।
4.3 राइज/फॉल टाइम और लोड रेसिस्टेंस के बीच संबंध (चित्र 3)rयह ग्राफ स्विचिंग गति और लोड प्रतिरोध के बीच ट्रेड-ऑफ संबंध को दर्शाता है। राइज और फॉल टाइम (Tf, TL) लोड प्रतिरोध (RL) के मान में वृद्धि के साथ काफी बढ़ जाते हैं। 1kΩ लोड के लिए, समय लगभग 20μs है, लेकिन 10kΩ लोड के लिए यह 150μs से अधिक हो सकता है। डिजाइनर को तेज प्रतिक्रिया समय और वांछित आउटपुट वोल्टेज स्विंग या करंट स्तर के बीच संतुलन बनाने के लिए R
का चयन करना होगा।
4.4 रिलेटिव कलेक्टर करंट और इर्रडिएंस के बीच संबंध (चित्र 4)eयह एक मूलभूत स्थानांतरण विशेषता है। यह दर्शाता है कि जब VCE5V पर बनाए रखा जाता है, तो निचली सीमा (0-2 mW/cm²) के भीतर, कलेक्टर करंट आपतित प्रकाश विकिरण (E
) के सापेक्ष रैखिक होता है। यह रैखिक क्षेत्र वह स्थान है जहां डिवाइस का उपयोग एनालॉग प्रकाश माप के लिए किया जा सकता है। उच्च विकिरण स्तरों पर, प्रतिक्रिया संतृप्त होना शुरू हो सकती है।
4.5 संवेदनशीलता पैटर्न (चित्र 5)
यह ध्रुवीय आरेख फोटोट्रांजिस्टर की कोणीय संवेदनशीलता को दर्शाता है। सापेक्ष संवेदनशीलता को आपतित प्रकाश के कोण के सापेक्ष आलेखित किया गया है। यह दर्शाता है कि उपकरण की एक विशिष्ट देखने के कोण (आमतौर पर अक्षीय, 0°) पर अधिकतम संवेदनशीलता होती है। जैसे ही प्रकाश स्रोत अक्षीय दिशा से विचलित होता है, संवेदनशीलता कम हो जाती है। प्रकाश स्रोत और सेंसर के बीच इष्टतम युग्मन सुनिश्चित करने के लिए अंतिम अनुप्रयोग में यांत्रिक संरेखण के लिए यह आरेख महत्वपूर्ण है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
LTR-306 प्लास्टिक साइड-लुकिंग पैकेज में आता है। डेटाशीट में आयाम प्रदान किए गए हैं, सभी माप मिलीमीटर में हैं (इंच कोष्ठक में)। महत्वपूर्ण आयाम सहनशीलता आमतौर पर ±0.25mm होती है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। पिन पिच उस स्थान पर मापी जाती है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है, जो PCB पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। पैकेज में ऑप्टिकल संग्रह दक्षता बढ़ाने के लिए प्लास्टिक में ढला हुआ एक लेंस शामिल है। साइड-लुकिंग अभिविन्यास का अर्थ है कि सक्रिय संवेदन क्षेत्र घटक के शीर्ष के बजाय उसके किनारे पर स्थित है। पैकेज आरेख में स्पष्ट ध्रुवीयता पहचान (एमिटर और कलेक्टर पिन) प्रदान की गई है, जो सही सर्किट बोर्ड असेंबली के लिए महत्वपूर्ण है।
6. Soldering and Assembly Guide
यह डिवाइस मानक PCB असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी (0.063 इंच) की दूरी पर मापने पर, लीड 5 सेकंड के लिए 260°C के वेल्डिंग तापमान का सामना कर सकती है। यह रेटिंग विशिष्ट वेव सोल्डरिंग और रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल के साथ संगत है। यदि लागू हो, तो मानक JEDEC या IPC नमी संवेदनशीलता हैंडलिंग दिशानिर्देशों का पालन करने की सलाह दी जाती है, हालांकि प्लास्टिक पैकेज आमतौर पर मजबूत होते हैं। वेल्डिंग के दौरान, पैकेज पर अत्यधिक थर्मल स्ट्रेस लगाने से बचने का ध्यान रखना चाहिए। असेंबली के बाद, प्लास्टिक सामग्री के साथ संगत सॉल्वेंट का उपयोग करके सफाई की जानी चाहिए। भंडारण के लिए, -55°C से +100°C के निर्दिष्ट सीमा का पालन किया जाना चाहिए, और घटक आमतौर पर नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ प्रदान किए जाते हैं।
7. Application Recommendations
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यवस्तु का पता लगाना / अवरोध:
- इन्फ्रारेड एलईडी के साथ युग्मित होकर, यह पता लगाता है कि कोई वस्तु प्रकाश किरण को अवरुद्ध करती है या नहीं। यह प्रिंटर, कॉपियर, वेंडिंग मशीन और औद्योगिक काउंटर में आम है।निकटता संवेदन:
- पास की वस्तुओं से परावर्तित अवरक्त प्रकाश का पता लगाएं।ऑप्टिकल ग्रेटिंग/स्लॉट सेंसर:
- टेप, कागज या अन्य सामग्रियों के किनारे का पता लगाएं।एनकोडर:
- ऑप्टिकल रोटरी या लीनियर एनकोडर के लिए, कोड डिस्क या कोड स्ट्रिप पर पैटर्न पढ़ने हेतु।सरल रिमोट कंट्रोल रिसीवर:
बुनियादी इन्फ्रारेड कमांड डिटेक्शन के लिए (हालांकि जटिल प्रोटोकॉल के लिए समर्पित रिसीवर मॉड्यूल अधिक सामान्य हैं)।
- 7.2 डिज़ाइन विचारबायस:Lफोटोट्रांजिस्टर का उपयोग दो सामान्य कॉन्फ़िगरेशन में किया जा सकता है: स्विच मोड (एक पुल-अप रेसिस्टर के साथ) या एनालॉग मोड (कॉमन-एमिटर एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन)। लोड रेसिस्टर (R
- ) का मान आउटपुट वोल्टेज/करंट और प्रतिक्रिया गति दोनों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है (चित्र 3 देखें)।परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप का प्रतिरोध:
- परिवेशी प्रकाश में परिवर्तन (जैसे सूरज की रोशनी, इनडोर लाइटिंग) के वातावरण में विश्वसनीय रूप से कार्य करने के लिए, आमतौर पर इन्फ्रारेड स्रोत को मॉड्यूलेट करने और फोटोट्रांजिस्टर सिग्नल को संबंधित फ़िल्टरिंग या डिमॉड्यूलेशन की आवश्यकता होती है।लेंस और संरेखण:
- इसके साइड-फेसिंग ओरिएंटेशन और कोणीय संवेदनशीलता पैटर्न (चित्र 5) को ध्यान में रखते हुए, अधिकतम सिग्नल शक्ति और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इन्फ्रारेड एमिटर और फोटोट्रांजिस्टर के बीच सही यांत्रिक संरेखण महत्वपूर्ण है।तापमान प्रभाव:
- डिज़ाइन को डार्क करंट (चित्र 1) और तापमान के साथ संवेदनशीलता में परिवर्तन को ध्यान में रखना चाहिए, विशेष रूप से बाहरी या चुनौतीपूर्ण वातावरण में।विद्युत शोर:
संवेदनशील एनालॉग सर्किट में, उच्च-प्रतिबाधा फोटोट्रांजिस्टर नोड्स द्वारा शोर उठाए जाने से रोकने के लिए, शील्डिंग और उचित ग्राउंडिंग की आवश्यकता हो सकती है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरणमानक फोटोडायोड की तुलना में, LTR-306 जैसे फोटोट्रांजिस्टर आंतरिक लाभ प्रदान करते हैं, जिससे समान प्रकाश इनपुट पर उच्च आउटपुट धारा उत्पन्न होती है। यह कई सरल संसूचन सर्किटों में बाहरी ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जिससे घटकों की संख्या और लागत कम हो जाती है। अन्य फोटोट्रांजिस्टरों की तुलना में, LTR-306 का विशिष्ट लाभ इसकेसाइड-लुकिंग पैकेज, जो एक विशिष्ट प्रकाश पथ के लिए उपयुक्त एक अनूठी यांत्रिक आकृति है; इसकीविस्तृत कलेक्टर धारा ग्रेडिंगलचीलापन प्रदान करता है; और इसकेसंवेदनशीलता बढ़ाने के लिए एकीकृत लेंस
। इसके निर्दिष्ट राइज/फॉल टाइम और वोल्टेज रेटिंग इसे मध्यम गति वाले अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत सामान्य-उद्देश्य घटक बनाते हैं।
9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: ग्रेड कोड (A, B, C, आदि) का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
उत्तर: ग्रेड कोड मानक परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस द्वारा उत्पादित कलेक्टर धारा की गारंटीकृत सीमा को दर्शाता है। एक ऐसा ग्रेड चुनें जो आपके डाउनस्ट्रीम सर्किट (जैसे कि कम्पेरेटर, माइक्रोकंट्रोलर ADC) के लिए पर्याप्त सिग्नल धारा प्रदान करे, साथ ही बिजली की खपत पर भी विचार करे। उच्च ग्रेड (E, F) अधिक धारा प्रदान करते हैं, लेकिन डार्क करंट थोड़ा अधिक हो सकता है।
प्रश्न: क्या मैं इस सेंसर को सीधी धूप में उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: सीधी धूप में बड़ी मात्रा में अवरक्त विकिरण होता है, जो सेंसर को संतृप्त कर देगा और इसे किसी अलग अवरक्त स्रोत का पता लगाने के लिए अनुपयोगी बना देगा। बाहरी उपयोग के लिए, ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग (दृश्य प्रकाश को रोकने वाला अवरक्त पारदर्शी फ़िल्टर) और/या सिंक्रोनस डिटेक्शन के साथ मॉड्यूलेटेड लाइट स्रोत का उपयोग अनिवार्य है।
प्रश्न: राइज़/फ़ॉल टाइम लोड रेज़िस्टेंस पर क्यों निर्भर करता है?Lउत्तर: फोटोट्रांजिस्टर की गति इसकी जंक्शन कैपेसिटेंस और लोड रेज़िस्टेंस (RL) द्वारा निर्मित RC समय स्थिरांक सीमा। बड़ा RLबड़ा समय स्थिरांक उत्पन्न करेगा, कलेक्टर के वोल्टेज स्विंग को धीमा करेगा, जिससे राइज़ और फॉल टाइम बढ़ जाएगा। तेज़ प्रतिक्रिया के लिए, छोटे R का उपयोग करें
, लेकिन इससे आउटपुट वोल्टेज स्विंग भी कम हो जाएगा।
प्रश्न: संवेदनशीलता पैटर्न की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: यह ग्राफ सेंसर के प्रकाश के विभिन्न आपतन कोणों के प्रति सापेक्ष प्रतिक्रिया को दर्शाता है। मान 1.0 (या 100%) आमतौर पर 0° (लेंस के सामने सीधे) पर होता है। वक्र दर्शाता है कि यदि प्रकाश स्रोत संरेखित नहीं है तो सिग्नल कितना कम हो जाएगा। उत्पाद में यांत्रिक आवास और संरेखण संरचनाओं को डिजाइन करने के लिए इस ग्राफ का उपयोग करें।
10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरणपरिदृश्य: एक प्रिंटर के लिए पेपर प्रेजेंस सेंसर डिजाइन करना।
कागज के मार्ग के एक तरफ एक इन्फ्रारेड एलईडी रखा गया है, और LTR-306 सीधे विपरीत तरफ रखा गया है, जिससे एक प्रकाश किरण बनती है। जब कोई कागज नहीं होता है, तो इन्फ्रारेड प्रकाश फोटोट्रांजिस्टर पर पड़ता है, जिससे यह चालू हो जाता है और इसके कलेक्टर वोल्टेज को कम कर देता है। जब कागज गुजरता है, तो यह प्रकाश किरण को अवरुद्ध कर देता है, फोटोट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, और इसका कलेक्टर वोल्टेज उच्च हो जाता है (पुल-अप रेसिस्टर के माध्यम से)। माइक्रोकंट्रोलर इस वोल्टेज परिवर्तन का पता लगाता है।
डिज़ाइन चरण:
1. एक उपयुक्त रेंज (जैसे रेंज C) चुनें, ताकि अपेक्षित कार्य तापमान सीमा के भीतर पर्याप्त मजबूत धारा परिवर्तन सुनिश्चित हो, जो चुने गए पुल-अप रेसिस्टर वोल्टेज को विश्वसनीय रूप से संचालित कर सके।L2. लोड/पुल-अप रेसिस्टर (R
). 5V पावर सप्लाई और 4.7kΩ रेसिस्टर का उपयोग करने पर अच्छा वोल्टेज स्विंग प्राप्त होता है। चित्र 3 का संदर्भ लें, सुनिश्चित करें कि लगभग 100μs की परिणामी प्रतिक्रिया समय पेपर स्पीड के लिए पर्याप्त रूप से तेज़ है।
3. यांत्रिक डिजाइन ब्रैकेट, ताकि LED और LTR-306 संवेदनशीलता पैटर्न (चित्र 5) में 0° अक्ष के अनुरूप संरेखित हों। साइड-लुकिंग पैकेज इसे सरल बनाता है, क्योंकि दोनों घटकों को PCB पर एक-दूसरे के सामने समतल रखा जा सकता है।
4. इन्फ्रारेड LED ड्राइवर को मॉड्यूलेशन (उदाहरण के लिए 1kHz स्क्वायर वेव) का उपयोग करके लागू करें, ताकि सेंसर निरंतर परिवेशी इन्फ्रारेड प्रकाश से अप्रभावित रहे। फिर, माइक्रोकंट्रोलर इस मॉड्यूलेशन के साथ सिंक्रनाइज़ होकर सेंसर सिग्नल पढ़ेगा।
11. कार्य सिद्धांतFEएक फोटोट्रांजिस्टर एक बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर है जिसका बेस क्षेत्र प्रकाश के संपर्क में होता है। LTR-306 (NPN प्रकार) में, पर्याप्त ऊर्जा (लगभग 940nm का इन्फ्रारेड प्रकाश) वाले आपतित फोटॉन बेस-कलेक्टर जंक्शन पर अवशोषित होते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। ये फोटोजनरेटेड वाहक रिवर्स बायस्ड बेस-कलेक्टर जंक्शन में विद्युत क्षेत्र द्वारा अलग हो जाते हैं। उत्पन्न फोटोकरंट ट्रांजिस्टर के बेस करंट के रूप में कार्य करता है। ट्रांजिस्टर के करंट गेन (β/h
) के कारण, यह छोटा फोटोकरंट प्रवर्धित होकर बहुत अधिक कलेक्टर करंट उत्पन्न करता है। यह आंतरिक प्रवर्धन फोटोडायोड से मुख्य अंतर है। कलेक्टर करंट मुख्य रूप से आपतित प्रकाश की तीव्रता और डिवाइस के गेन के समानुपाती होता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
LED विनिर्देशन शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| 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। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज 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, अधिक मान सफेद/ठंडा प्रकाश देता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| 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। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| 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 LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स 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 उसके ब्रेकडाउन होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का 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 सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य का अर्थ है स्थैतिक बिजली से कम क्षति। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
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 पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य के रंग संगति 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। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप तकनीक बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करती 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 फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, 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 समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतरराष्ट्रीय 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। |