SMD LED 91-21SYGC/S530-XX/XXX डेटाशीट - 2.0x1.25x1.1mm - 2.0V - 40mW - चमकीला पीला हरा - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

91-21 श्रृंखला एक सतह-माउंट डिवाइस (SMD) LED है जिसे आधुनिक, कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह घटक एक ब्रिलिएंट येलो ग्रीन प्रकाश उत्पादन के लिए AlGaInP अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है, जो वाटर-क्लियर रेजिन में एनकैप्सुलेटेड है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य विश्वसनीय प्रदर्शन बनाए रखते हुए लघुकरण और उच्च-घनत्व बोर्ड लेआउट को सक्षम करना है।

1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति

91-21 LED का मुख्य लाभ पारंपरिक लीड वाले घटकों की तुलना में इसका काफी कम फुटप्रिंट है। इससे छोटे मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) डिज़ाइन, घटकों की उच्च पैकिंग घनत्व, भंडारण स्थान की कम आवश्यकताएं संभव होती हैं, और अंततः छोटे अंतिम-उपयोगकर्ता उपकरणों के विकास में योगदान होता है। इसका हल्का वजन इसे विशेष रूप से लघु और पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। इसके अलावा, यह घटक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उच्च प्लेसमेंट सटीकता और विनिर्माण दक्षता सुनिश्चित करता है।

1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग

यह LED उपभोक्ता, औद्योगिक और कार्यालय इलेक्ट्रॉनिक्स की एक विस्तृत श्रृंखला को लक्षित करता है जिन्हें कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय संकेतक या बैकलाइटिंग समाधान की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों में शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं:

• इनडोर उपकरणों के लिए स्थिति संकेतक।
• LCD पैनल, मेम्ब्रेन स्विच और नियंत्रण पैनल प्रतीकों के लिए बैकलाइटिंग।
• कार्यालय स्वचालन उपकरणों में संकेतक और बैकलाइट कार्य (जैसे, प्रिंटर, स्कैनर)।
• पोर्टेबल, बैटरी-चालित उपकरणों में बैटरी स्थिति संकेतक और कीपैड बैकलाइटिंग।
• ऑडियो/वीडियो उपकरणों में संकेतक लाइटें और डिस्प्ले बैकलाइटिंग।
• ऑटोमोटिव या नियंत्रण पैनल संदर्भों में डैशबोर्ड और स्विच बैकलाइटिंग।
• दूरसंचार उपकरणों जैसे टेलीफोन और फैक्स मशीनों में संकेतक और बैकलाइटिंग कार्य।

2. तकनीकी विशिष्टताएं और गहन व्याख्या

यह खंड विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों का विस्तृत विवरण प्रदान करता है जो एलईडी की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट लंबे समय तक संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• Reverse Voltage (V_R): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• Continuous Forward Current (I_F): 20 mA. यह अनुशंसित अधिकतम डीसी परिचालन धारा है।
• Peak Forward Current (I_FP): 60 mA. केवल स्पंदित स्थितियों में अनुमेय (कार्य चक्र 1/10 @ 1 kHz)।
• Power Dissipation (P_d): 60 mW. पैकेज द्वारा व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति, V_F * I_F.
• Operating Temperature (T_opr): -40°C से +85°C। विश्वसनीय संचालन के लिए परिवेशी तापमान सीमा।
• Storage Temperature (T_stg): -40°C से +100°C.
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD): 2000 V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) सहन करता है। उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाएं आवश्यक हैं।
• सोल्डरिंग तापमान: रीफ्लो: अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C पीक। हैंड सोल्डरिंग: प्रति टर्मिनल अधिकतम 3 सेकंड के लिए 350°C।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (T_a = 25°C)

ये पैरामीटर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत LED के विशिष्ट प्रदर्शन का वर्णन करते हैं।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_v): I पर मापा गया_F = 20 mA. कई रैंकों (E1 से E4) में उपलब्ध, जिनके विशिष्ट मान 198 mcd से 630 mcd तक होते हैं। ±11% सहनशीलता लागू होती है।
• दृश्य कोण (2θ_1/2): 25 डिग्री। यह कोणीय विस्तार को परिभाषित करता है जहां दीप्त तीव्रता शिखर तीव्रता की कम से कम आधी होती है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p): 575 nm (विशिष्ट)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है।
• प्रभावी तरंगदैर्ध्य (λ_d): 573 nm (विशिष्ट) ±1 nm की सहनशीलता के साथ। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख प्रकाश के रंग के रूप में अनुभव करती है।
• वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ): 20 nm (typical). अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई।
• Forward Voltage (V_F): 2.0 V (typical), I_F = 20 mA पर 1.7 V से 2.4 V की सीमा में, typical value पर ±0.1V tolerance के साथ।
• Reverse Current (I_R): V_R = 5 V पर 10 μA (maximum)।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

एप्लिकेशन डिज़ाइन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उत्पाद को विभिन्न प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया गया है। चयन मार्गदर्शिका प्राथमिक बिनिंग पैरामीटर्स को दर्शाती है।

3.1 चमकदार तीव्रता बिनिंग (CAT)

प्रकाश उत्पादन को E1 से E4 तक लेबल किए गए रैंकों में वर्गीकृत किया गया है, जैसा कि इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताओं की तालिका में विस्तृत है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक चमक के आधार पर, निर्दिष्ट न्यूनतम और विशिष्ट मूल्यों को ध्यान में रखते हुए, उपयुक्त रैंक का चयन करना चाहिए।

3.2 तरंगदैर्ध्य बिनिंग (HUE)

प्रमुख तरंगदैर्ध्य को 573 nm के विशिष्ट मूल्य के आसपास ±1 nm की सख्त सहनशीलता के भीतर नियंत्रित किया जाता है। यह विभिन्न उत्पादन लॉट और इकाइयों में बहुत सुसंगत रंग धारणा सुनिश्चित करता है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (REF)

फॉरवर्ड वोल्टेज को भी वर्गीकृत किया जाता है, जिसका विशिष्ट मूल्य 2.0V और सहनशीलता ±0.1V है। यह जानकारी करंट-लिमिटिंग सर्किटरी को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर बैटरी-संचालित अनुप्रयोगों में जहां वोल्टेज हेडरूम सीमित होता है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है, लेकिन निम्नलिखित विश्लेषण मानक LED व्यवहार और प्रदान किए गए मापदंडों पर आधारित है।

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

LED 20mA पर 2.0V का एक विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज प्रदर्शित करता है। सभी डायोड की तरह, V_F का एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने पर थोड़ा कम हो जाता है। निर्दिष्ट V_F सीमा (1.7V-2.4V) को उचित करंट विनियमन सुनिश्चित करने के लिए ड्राइवर डिजाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

ऑपरेटिंग रेंज के भीतर ल्यूमिनस इंटेंसिटी लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। पूर्ण अधिकतम करंट (20mA DC) से ऊपर कार्य करने से प्रकाश उत्पादन बढ़ेगा, लेकिन अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होगी, जिससे त्वरित ल्यूमेन ह्रास या विनाशकारी विफलता हो सकती है।

4.3 तापमान विशेषताएँ

जंक्शन तापमान बढ़ने पर एलईडी का प्रकाश उत्पादन आमतौर पर कम हो जाता है। व्यापक कार्यशील तापमान सीमा (-40°C से +85°C) मजबूत प्रदर्शन को दर्शाती है, लेकिन डिजाइनरों को सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए उच्च परिवेशी तापमान या उच्च ड्राइव धाराओं पर काम करते समय तापीय प्रबंधन पर विचार करना चाहिए।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आउटलाइन आयाम (91-21)

घटक का एक कॉम्पैक्ट एसएमडी फुटप्रिंट है। मुख्य आयाम (मिमी में) एक विशिष्ट पैकेज आकार शामिल करते हैं। कैथोड को आमतौर पर एक चिह्न या एक विशिष्ट पैड ज्यामिति (जैसे, लेबल स्पष्टीकरण में दर्शाए गए अनुसार एक खांचा या हरा चिह्न) द्वारा पहचाना जाता है। पीसीबी लैंड पैटर्न डिजाइन के लिए डेटाशीट में सटीक आयामी चित्र प्रदान किए गए हैं।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

सही ध्रुवता महत्वपूर्ण है। डेटाशीट पैकेज पर ध्रुवता पहचान चिह्नों को इंगित करती है। कैथोड आमतौर पर चिह्नित होता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि पीसीबी फुटप्रिंट इस अभिविन्यास से मेल खाता हो।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

विश्वसनीयता के लिए और असेंबली प्रक्रिया के दौरान क्षति को रोकने के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन आवश्यक है।

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल (Pb-free)

एक अनुशंसित तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है:

• प्री-हीटिंग: 150-200°C for 60-120 seconds.
• Time Above Liquidus (217°C): 60-150 seconds.
• Peak Temperature: 260°C maximum, held for 10 seconds maximum.
• Time Above 255°C: 30 seconds maximum.
• Heating/Cooling Rate: Maximum 3°C/sec (heating), 6°C/sec (cooling).

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग अपरिहार्य है, तो 350°C से कम टिप तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, प्रत्येक टर्मिनल पर 3 सेकंड से अधिक समय तक गर्मी न लगाएं। कम शक्ति वाले आयरन (≤25W) का उपयोग करें और थर्मल शॉक को रोकने के लिए प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल दें।

6.3 नमी संवेदनशीलता और भंडारण

एलईडी को नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है।

• खोलने से पहले: ≤30°C और ≤90% RH पर संग्रहित करें।
• खोलने के बाद: "फ्लोर लाइफ" ≤30°C और ≤60% RH पर 72 घंटे है। अनुपयोगी भागों को डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी पैकेज में पुनः सील कर देना चाहिए।
• बेकिंग: यदि भंडारण समय सीमा पार हो जाए या डिसिकेंट नमी का संकेत दे, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे के लिए बेक करें।

7. पैकेजिंग और आर्डर संबंधी जानकारी

7.1 मानक पैकेजिंग

डिवाइस स्वचालित असेंबली उपकरण के साथ संगत, 7-इंच व्यास के रील पर 12mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है। प्रति बैग 1000 टुकड़ों की थोक पैकेजिंग भी उपलब्ध है।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

रील या पैकेज लेबल में कई प्रमुख पहचानकर्ता होते हैं:

• CPN: ग्राहक का उत्पाद संख्या।
• P/N: निर्माता का उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, 91-21SYGC/S530-XX/XXX)।
• LOT No.: ट्रेस करने योग्य निर्माण लॉट संख्या।
• QTY: पैकेज में टुकड़ों की मात्रा।
• CAT, HUE, REF: क्रमशः ल्यूमिनस इंटेंसिटी, डॉमिनेंट वेवलेंथ और फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक के कोड।

8. अनुप्रयोग डिजाइन संबंधी विचार

8.1 करंट लिमिटिंग अनिवार्य है

एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर नितांत आवश्यक है। LED की एक्सपोनेंशियल I-V विशेषता का मतलब है कि फॉरवर्ड वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है। रेसिस्टर वैल्यू (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (V_supply - V_F) / I_F. Always use the maximum V_F from the datasheet for a conservative design that ensures I_F does not exceed 20mA under worst-case conditions.

8.2 थर्मल प्रबंधन

Although power dissipation is low (max 60mW), ensuring adequate heat sinking through the PCB pads is good practice, especially in high ambient temperature environments or when driving at the maximum current. This helps maintain stable light output and long-term reliability.

8.3 ESD सुरक्षा

2000V की ESD सहनशीलता रेटिंग के साथ, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD सावधानियाँ आवश्यक हैं। कठोर वातावरण में एंड एप्लिकेशन में संवेदनशील लाइनों पर ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन को शामिल करने की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

91-21 LED स्वयं को बहुत छोटे 2.0x1.25mm फुटप्रिंट, अपने आकार के लिए अपेक्षाकृत उच्च चमकदार तीव्रता (630 mcd typ. तक), और AlGaInP चिप सामग्री द्वारा उत्पादित विशिष्ट ब्रिलियंट येलो ग्रीन रंग के संयोजन के माध्यम से अलग करती है। पुराने थ्रू-होल LED की तुलना में, यह भारी स्थान बचत प्रदान करती है। अन्य SMD LED की तुलना में, इसके मुख्य लाभ अधिकतम प्रकाश निष्कर्षण के लिए स्पष्ट रेजिन और सुस्पष्ट व्यूइंग एंगल हैं, जो इसे इंडिकेटर और बैकलाइटिंग दोनों भूमिकाओं के लिए उपयुक्त बनाते हैं जहाँ एक निर्देशित बीम लाभकारी होता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

10.1 5V आपूर्ति के साथ मुझे किस प्रतिरोधक मान का उपयोग करना चाहिए?

सूत्र R = (V का उपयोग करते हुए_supply - V_F) / I_F, और सबसे खराब स्थिति V मानते हुए_F 2.4V और लक्ष्य I का_F 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 ओम। निकटतम मानक उच्च मान (जैसे, 150 ओम) सुरक्षा का एक मार्जिन प्रदान करेगा, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 17.3mA की धारा होगी।

10.2 क्या मैं एक स्थिर वोल्टेज स्रोत का उपयोग करके बिना प्रतिरोधक के इस LED को चला सकता हूँ?

नहीं। यह लगभग निश्चित रूप से LED को नष्ट कर देगा। अग्र वोल्टेज एक निश्चित मान नहीं है बल्कि डायोड जंक्शन की एक विशेषता है। सामान्य V पर सेट एक स्थिर वोल्टेज स्रोत_F (2.0V) धारा को नियंत्रित नहीं करेगा, और मामूली भिन्नताएँ या तापमान परिवर्तन अनियंत्रित धारा प्रवाह का कारण बनेंगे।

10.3 मैं कैथोड की पहचान कैसे करूँ?

डेटाशीट में पैकेज आउटलाइन ड्राइंग देखें। कैथोड को आमतौर पर पैकेज के शीर्ष या किनारे पर हरे रंग के निशान से, या पैड लेआउट में एक विशिष्ट विशेषता (जैसे, कैथोड पैड वर्गाकार हो सकता है जबकि एनोड गोल होता है, या इसके विपरीत) से इंगित किया जाता है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

परिदृश्य: एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए कम बैटरी संकेतक डिजाइन करना। डिवाइस 3.3V रेगुलेटेड सप्लाई का उपयोग करता है। लक्ष्य यह है कि बैटरी कम होने पर एक एलईडी चमकीले रूप से जले। अच्छी दृश्यता के लिए E3 बिन (400-630 mcd) से 91-21 एलईडी का चयन किया गया है। गणना: R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 ओम। एक 47 ओम का मानक रेसिस्टर चुना गया है। माइक्रोकंट्रोलर का GPIO पिन, जिसे ओपन-ड्रेन आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, एलईडी को चालू करने के लिए करंट को ग्राउंड में सिंक करता है। 91-21 का कॉम्पैक्ट आकार इसे पोर्टेबल डिवाइस के भीड़-भाड़ वाले PCB पर बहुत छोटे क्षेत्र में फिट होने की अनुमति देता है।

12. संचालन सिद्धांत

एलईडी एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करती है। चिप सामग्री एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है, इस मामले में, ब्रिलियंट येलो ग्रीन (~573 nm)। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेंट चिप की रक्षा करता है और एक लेंस के रूप में कार्य करता है, प्रकाश उत्पादन को निर्दिष्ट 25-डिग्री व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

91-21 एलईडी इलेक्ट्रॉनिक्स मिनिएचराइजेशन के व्यापक रुझान के भीतर एक परिपक्व और विश्वसनीय तकनीक का प्रतिनिधित्व करती है। SMD एलईडी में चल रहे विकास कई प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं: चमकदार प्रभावकारिता बढ़ाना (विद्युत इनपुट के प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए रंग स्थिरता और कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) में सुधार, कभी छोटे पैकेज आकार विकसित करना (जैसे, 01005, माइक्रो-एलईडी), और उच्च तापमान और आर्द्रता स्थितियों में विश्वसनीयता बढ़ाना। इसके अलावा, स्मार्ट लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए एलईडी डाई के साथ सीधे कंट्रोल इलेक्ट्रॉनिक्स का एकीकरण (जैसे, IC-चालित एलईडी) एक बढ़ता हुआ रुझान है। 91-21, एक विशिष्ट रंग और कॉम्पैक्ट संकेतक/बैकलाइट भूमिका पर अपने फोकस के साथ, इस विकसित हो रहे परिदृश्य के भीतर एक मौलिक और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला घटक बना हुआ है।