SMD LED 19-217/R6C-P1Q2/3T डेटाशीट - चमकदार लाल - 20mA - 2.0V - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

19-217 एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी है जिसे सामान्य-उद्देश्य संकेतक और बैकलाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक शानदार लाल प्रकाश उत्पादन के लिए एक AlGaInP चिप का उपयोग करता है। इसके कॉम्पैक्ट SMD पैकेज से आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन में महत्वपूर्ण लाभ मिलते हैं, जिसमें कम बोर्ड स्थान, उच्च घटक पैकिंग घनत्व और अंतिम उपकरण का समग्र लघुरूपण शामिल है। यह डिवाइस प्रमुख पर्यावरणीय और सुरक्षा मानकों, जिनमें RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताएं शामिल हैं, का अनुपालन करता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी के प्राथमिक लाभ इसके लघु एसएमडी रूप कारक से उत्पन्न होते हैं। पारंपरिक लीड-फ्रेम एलईडी की तुलना में, यह छोटे मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिजाइन, कम भंडारण स्थान आवश्यकताएं और हल्के अंतिम उत्पादों की अनुमति देता है। यह इसे विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां स्थान और वजन महत्वपूर्ण बाधाएं हैं। यह उपकरण उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, दूरसंचार उपकरण (जैसे, फोन, फैक्स मशीन), ऑटोमोटिव डैशबोर्ड और स्विच बैकलाइटिंग, और सामान्य संकेतक अनुप्रयोगों सहित बाजारों की एक विस्तृत श्रृंखला को लक्षित करता है, जहां एक विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट लाल प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन के लिए इन सीमाओं और विशिष्ट मूल्यों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।

• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5V - 5V से अधिक का रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• फॉरवर्ड करंट (IF): 25mA - LED के माध्यम से प्रवाहित की जा सकने वाली अधिकतम सतत DC धारा।
• Peak Forward Current (IFP): 60mA - संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले फ्लैश के लिए एक स्पंदित धारा सीमा (1/10 ड्यूटी साइकिल, 1kHz)। उचित स्पंदन के बिना सतत धारा रेटिंग से अधिक होने पर अत्यधिक गर्म होने का कारण बनेगी।
• Power Dissipation (Pd): 60mW - The maximum power the package can dissipate as heat, calculated as Forward Voltage (VF) * Forward Current (IF).
• ESD (HBM): 2000V - इस एलईडी की ह्यूमन बॉडी मॉडल इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज रेटिंग 2kV है। असेंबली के दौरान उचित ईएसडी हैंडलिंग सावधानियां आवश्यक हैं।
• Operating & Storage Temperature: -40°C to +85°C / -40°C to +90°C - उपयोग और नॉन-ऑपरेटिंग स्टोरेज के लिए पूर्ण पर्यावरणीय रेंज निर्दिष्ट करता है।
• Soldering Temperature: यह उपकरण 260°C के शिखर तापमान पर 10 सेकंड तक रिफ्लो सोल्डरिंग, या प्रति टर्मिनल 350°C पर 3 सेकंड तक हैंड सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ये पैरामीटर Ta=25°C और IF=20mA की मानक परीक्षण स्थिति पर मापे जाते हैं। ये LED की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• दीप्त तीव्रता (Iv): 45.0 - 112 mcd (विशिष्ट. निर्दिष्ट नहीं) - उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा। विस्तृत सीमा इंगित करती है कि एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग किया जाता है (धारा 3 देखें)। परीक्षण धारा 20mA है।
• दर्शन कोण (2θ1/2): 120° (विशिष्ट) - वह कोण जिस पर चमकदार तीव्रता, 0° (अक्ष पर) की तीव्रता की आधी होती है। यह एक बहुत ही चौड़ा देखने का कोण है, जो व्यापक दृश्यता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λp): 632 nm (Typical) - वह तरंगदैर्ध्य जिस पर प्रकाशीय आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है। AlGaInP लाल एलईडी के लिए, यह आमतौर पर नारंगी-लाल से लाल क्षेत्र में पड़ता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 624 nm (सामान्य) - मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला वह एकल तरंगदैर्ध्य जो LED प्रकाश के रंग से मेल खाता है। यह अक्सर लाल LEDs के शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ा छोटा होता है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): 20 nm (सामान्य) - अधिकतम शक्ति के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई (FWHM)। 20nm का मान अपेक्षाकृत शुद्ध रंग को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 1.7V - 2.4V (Typ. 2.0V) - 20mA पर चलाए जाने पर LED के पार वोल्टेज ड्रॉप। डिज़ाइनरों को आवश्यक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान की गणना के लिए इसका उपयोग करना चाहिए। 2.0V का विशिष्ट मान एक प्रमुख डिज़ाइन पैरामीटर है।
• रिवर्स करंट (IR): 10 μA Max. - निर्दिष्ट रिवर्स वोल्टेज (5V) लगाने पर बहने वाली छोटी लीकेज करंट।

3. Binning System Explanation

डेटाशीट उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए एक ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग सिस्टम की रूपरेखा प्रस्तुत करती है। पार्ट नंबर में विशिष्ट डिवाइस कोड "P1Q2" इसके बिन को संदर्भित करता है।

• बिन कोड P1: दीप्त तीव्रता 45.0 mcd से 57.0 mcd तक।
• बिन कोड P2: Luminous Intensity 57.0 mcd से 72.0 mcd तक।
• Bin Code Q1: Luminous Intensity 72.0 mcd से 90.0 mcd तक।
• Bin Code Q2: Luminous Intensity from 90.0 mcd to 112 mcd.

The part number suffix "P1Q2/3T" indicates this specific device falls into the Q2 bin for luminous intensity. Designers can select the appropriate bin based on the required brightness level for their application. The datasheet also notes a general tolerance of ±11% on luminous intensity within a bin.

4. Performance Curve Analysis

हालांकि PDF "Typical Electro-Optical Characteristics Curves" का उल्लेख करता है, लेकिन पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं। मानक LED व्यवहार के आधार पर, इन वक्रों में आम तौर पर शामिल होंगे:

• IV Curve (Current vs. Voltage): अग्र वोल्टेज और अग्र धारा के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। "घुटने" का वोल्टेज सामान्य VF 2.0V के आसपास होता है। ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए यह वक्र आवश्यक है।
• दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा: दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर संचालन सीमा के भीतर लगभग रैखिक संबंध में, इससे पहले कि अत्यधिक उच्च धारा पर ताप के कारण दक्षता गिर जाती है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है। अधिकांश एलईडी के लिए, तापमान बढ़ने पर उत्पादन कम हो जाता है।
• Spectral Distribution: सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आलेख, जो ~632nm पर शिखर और ~20nm बैंडविड्थ दर्शाता है।

डिज़ाइनरों को तापमान और ड्राइव स्थितियों पर प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए इन विस्तृत वक्रों के लिए निर्माता से पूर्ण ग्राफिकल डेटाशीट से परामर्श लेना चाहिए।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

LED एक मानक SMD पैकेज में रखा गया है। डेटाशीट में दिया गया चित्र महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है, जिसमें बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और कैथोड/एनोड टर्मिनलों का स्थान शामिल है। कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर एक दृश्य चिह्न जैसे कि खांचा, हरा बिंदु या कटा हुआ कोने द्वारा पहचाना जाता है। जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, आयामी सहनशीलता आमतौर पर ±0.1mm होती है। स्वचालित पिक-एंड-प्लेस और सोल्डरिंग की सफलता के लिए सटीक फुटप्रिंट लेआउट आवश्यक है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

LED के संचालन के लिए सही ध्रुवता आवश्यक है। डेटाशीट का पैकेज आरेख कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल को स्पष्ट रूप से इंगित करेगा। LED को रिवर्स बायस में लगाने से यह प्रकाशित नहीं होगा और, यदि रिवर्स वोल्टेज रेटिंग से अधिक हो जाती है, तो डिवाइस को क्षति पहुंचा सकता है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है। डेटाशीट विस्तृत निर्देश प्रदान करती है।

6.1 Storage and Moisture Sensitivity

एलईडी को नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ पैक किया जाता है। घटकों के उपयोग के लिए तैयार होने तक बैग नहीं खोलना चाहिए। यदि बैग खोला जाता है और घटक तुरंत उपयोग नहीं किए जाते हैं, तो नियंत्रित स्थितियों (≤30°C, ≤60% RH) में उनकी "फ्लोर लाइफ" 1 वर्ष होती है। इस सीमा से अधिक होने या डिसिकेंट इंडिकेटर के रंग बदलने पर, नमी के वाष्पीकरण से "पॉपकॉर्निंग" क्षति को रोकने के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग उपचार (60±5°C पर 24 घंटे) की आवश्यकता होती है।

6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट है:

• प्री-हीटिंग: 150-200°C for 60-120 seconds.
• Time Above Liquidus (217°C): 60-150 seconds.
• शिखर तापमान: 260°C अधिकतम, 10 सेकंड से अधिक नहीं रखा जाना चाहिए।
• तापन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड।
• रैंप-डाउन दर: अधिकतम 3°C/सेकंड।

6.3 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए, प्रति टर्मिनल 3 सेकंड से अधिक नहीं लगाया जाना चाहिए। कम शक्ति वाले आयरन (≤25W) की सिफारिश की जाती है। प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का शीतलन अंतराल रखा जाना चाहिए। रीवर्क की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है, लेकिन यदि अपरिहार्य है, तो दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने और सोल्डर जोड़ों पर यांत्रिक तनाव से बचने के लिए एक विशेष डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

एलईडी को उद्योग-मानक 8mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है, जिसे 7-इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। रील, टेप और कवर टेप के आयाम स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

रील लेबल में कई महत्वपूर्ण फ़ील्ड शामिल हैं:

• P/N: Product Number (e.g., 19-217/R6C-P1Q2/3T).
• QTY: Packing Quantity (3000 pcs).
• CAT: Luminous Intensity Rank (e.g., Q2).
• HUE: Chromaticity Coordinates & प्रमुख तरंगदैर्ध्य Rank.
• संदर्भ: फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक.
• LOT No: ट्रेसबिलिटी के लिए निर्माण लॉट नंबर।

8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सबसे आम ड्राइव विधि एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला है। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vsupply - VF) / IF। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति, 2.0V के एक विशिष्ट VF, और 20mA के वांछित IF के साथ: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω। रोकनेवाला की पावर रेटिंग कम से कम (Vsupply - VF) * IF = 0.06W होनी चाहिए; एक 1/8W या 1/10W रोकनेवाला पर्याप्त है। यह रोकनेवाला अनिवार्य अधिक धारा को रोकने के लिए है, क्योंकि LED की घातीय IV विशेषता का अर्थ है कि वोल्टेज में एक छोटी सी वृद्धि एक बड़ी धारा वृद्धि का कारण बनती है जो तुरंत उपकरण को नष्ट कर सकती है।

8.2 Design Considerations

• करंट ड्राइव: हमेशा एक स्थिर करंट या श्रृंखला रोकनेवाला के साथ वोल्टेज स्रोत से ड्राइव करें। सीधे वोल्टेज स्रोत से कभी न जोड़ें।
• थर्मल प्रबंधन: हालांकि पैकेज छोटा है, थर्मल पैड (यदि कोई हो) के आसपास पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या सामान्य बोर्ड वेंटिलेशन सुनिश्चित करने से जंक्शन तापमान कम रखने में मदद मिलती है, जिससे प्रकाश उत्पादन और दीर्घायु बनी रहती है।
• ईएसडी सुरक्षा: यदि एलईडी उपयोगकर्ता-सुलभ स्थान पर है तो इनपुट लाइनों पर ईएसडी सुरक्षा लागू करें, और असेंबली के दौरान ईएसडी-सुरक्षित हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करें।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

19-217 की प्राथमिक विशिष्टता AlGaInP सामग्री प्रणाली से प्राप्त बहुत चौड़े 120-डिग्री व्यूइंग एंगल और इसके विशिष्ट चमकीले लाल रंग बिंदु (λd ~624nm) के संयोजन में निहित है। पुरानी तकनीकों या संकरे कोण वाले एलईडी की तुलना में, यह अधिक समान ऑफ-एक्सिस दृश्यता प्रदान करता है, जो पैनल संकेतकों और बैकलाइटिंग के लिए फायदेमंद है जहां दर्शक सीधे डिवाइस के सामने नहीं हो सकता है। आधुनिक पर्यावरणीय मानकों (RoHS, Halogen-Free) के साथ इसकी अनुपालन भी अधिकांश समकालीन इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए एक प्रमुख आवश्यकता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: क्या मैं अधिक चमक के लिए इस LED को 30mA पर चला सकता हूँ?
उ: नहीं। निरंतर फॉरवर्ड करंट के लिए Absolute Maximum Rating 25mA है। इस रेटिंग से अधिक करने पर अत्यधिक गर्म होने और समय से पहले खराब होने का जोखिम है। अधिक चमक के लिए, उच्च ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन (जैसे, Q2) से एक LED चुनें या उच्च करंट के लिए रेटेड कोई अन्य उत्पाद चुनें।

प्र: डेटाशीट में VF का सामान्य मान 2.0V दिखाया गया है, लेकिन मेरे सर्किट में यह 2.2V माप रहा है। क्या यह सामान्य है?
A: हाँ। फॉरवर्ड वोल्टेज की निर्दिष्ट सीमा 1.7V से 2.4V तक है। 2.2V का मान अधिकतम सीमा के भीतर है और निर्माण में भिन्नता के कारण सामान्य है। आपके करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना में सबसे खराब स्थितियों में भी करंट 25mA से अधिक न हो, इसकी गारंटी के लिए अधिकतम VF (2.4V) का उपयोग करना चाहिए।

Q: क्या मुझे एलईडी को बेक करने की आवश्यकता है यदि बैग एक सप्ताह के लिए खुला रहा है?
A: यह भंडारण वातावरण पर निर्भर करता है। यदि उन्हें फ्लोर लाइफ शर्तों (≤30°C, ≤60% RH) को पूरा करने वाले नियंत्रित वातावरण में संग्रहित किया गया था, तो बेकिंग आवश्यक नहीं हो सकती है। हालांकि, यदि भंडारण की स्थितियां अज्ञात हैं या आर्द्र हैं, तो सोल्डरिंग दोषों को रोकने के लिए अनुशंसित बेक (60°C पर 24 घंटे) करना एक सुरक्षित अभ्यास है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

परिदृश्य: कई लाल एलईडी के साथ एक स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।
एक डिजाइनर एक कंट्रोल पैनल बना रहा है जिसमें 10 एकसमान लाल स्थिति संकेतकों की आवश्यकता है। वे सुसंगत चमाके के लिए 19-217/Q2 बिन एलईडी का चयन करते हैं। पैनल 3.3V रेल द्वारा संचालित है। सभी परिस्थितियों में सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम VF 2.4V का उपयोग करते हुए, वे श्रृंखला रोकनेकर्ता की गणना करते हैं: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω। निकटतम मानक मान 47 Ω है। 2.0V के विशिष्ट VF के साथ वास्तविक धारा ~27.7mA होगी, जो पूर्ण अधिकतम से थोड़ी अधिक है। इसलिए, सभी परिस्थितियों में 25mA सीमा के भीतर रहने के लिए, उन्हें एक बड़े रोकनेकर्ता का उपयोग करना चाहिए। अधिकतम VF पर 20mA के लक्ष्य के साथ पुनर्गणना: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω। विशिष्ट VF (2.0V) पर, धारा (3.3V-2.0V)/47Ω = 27.7mA होगी, जो बहुत अधिक है। एक बेहतर दृष्टिकोण विशिष्ट मामले के लिए डिजाइन करना है लेकिन अधिकतम धारा सत्यापित करना है: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω चुनें (68 Ω का उपयोग करें)। VF_min (1.7V) पर अधिकतम धारा = (3.3V-1.7V)/68Ω = 23.5mA (सुरक्षित)। यह मामला रोकनेकर्ता गणना में पूर्ण VF रेंज पर विचार करने के महत्व को उजागर करता है।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LEDs) अर्धचालक उपकरण हैं जो विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करते हैं। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में प्रवेश करते हैं। जब ये आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। 19-217 जैसे AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) LED में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल भाग में फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (शिखर 632nm, प्रमुख 624nm) अर्धचालक सामग्री की सटीक बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होते हैं, जिसे क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान अभियांत्रिक किया जाता है। 120-डिग्री का विस्तृत दृश्य कोण अर्धचालक चिप को आवृत करने वाले एपॉक्सी लेंस के आकार और सामग्री के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

13. Technology Trends and Developments

एसएमडी संकेतक एलईडी में रुझान उच्च दक्षता, छोटे पैकेज आकार और बेहतर विश्वसनीयता की ओर बना हुआ है। जहां 19-217 लाल रंग के लिए सिद्ध AlGaInP प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, वहीं नई सामग्री और चिप डिज़ाइन उच्च दीप्त प्रभावकारिता (प्रति विद्युत वाट अधिक प्रकाश उत्पादन) प्रदान कर सकते हैं। उच्च एकरूपता वाले अनुप्रयोगों, जैसे पूर्ण-रंग डिस्प्ले और ऑटोमोटिव लाइटिंग क्लस्टर, की मांगों को पूरा करने के लिए रंग और तीव्रता दोनों के लिए सख्त बिनिंग सहनशीलता पर भी बढ़ता जोर दिया जा रहा है। इसके अलावा, लघुरूपण का प्रयास जारी है, जो पारंपरिक 2.0mm x 1.25mm फुटप्रिंट से छोटे पैकेजों को प्रेरित कर रहा है। इस डेटाशीट में उजागर पर्यावरण अनुपालन मानक (हैलोजन-मुक्त, REACH) अब वैश्विक स्तर पर बेचे जाने वाले लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए आधारभूत आवश्यकताएं हैं।