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IR42-21C/TR8 1.8mm गोल अल्ट्रा-मिनिएचर इन्फ्रारेड LED डेटाशीट - व्यास 1.8mm - वोल्टेज 1.2V - पावर 130mW - ट्रांसपेरेंट लेंस - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

IR42-21C/TR8 1.8mm गोल अल्ट्रा-मिनिएचर इन्फ्रारेड LED (940nm पीक वेवलेंथ, 30 डिग्री व्यूइंग एंगल, SMD पैकेज) की पूर्ण तकनीकी विशिष्टता पुस्तिका, जिसमें पैरामीटर, विशेषताएँ और अनुप्रयोग मार्गदर्शिका शामिल है।
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PDF दस्तावेज़ कवर - IR42-21C/TR8 1.8mm गोल अल्ट्रा-मिनिएचर इन्फ्रारेड LED विशिष्टता पत्रक - व्यास 1.8mm - वोल्टेज 1.2V - शक्ति 130mW - पारदर्शी लेंस - चीनी तकनीकी दस्तावेज़

विषय-सूची

1. उत्पाद अवलोकन

IR42-21C/TR8 एक अल्ट्रा-मिनिएचर सरफेस माउंट इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है जो कॉम्पैक्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी 1.8 मिमी व्यास वाली गोल पैकेजिंग ट्रांसपेरेंट प्लास्टिक से मोल्डेड है, जिसके शीर्ष पर एक गोलाकार लेंस है जो प्रकाश उत्पादन को अनुकूलित करता है। यह उपकरण गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) चिप सामग्री का उपयोग करता है, जिसका स्पेक्ट्रम सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर से मेल खाता है, जिससे सेंसर सिस्टम में कुशल पता लगाना सुनिश्चित होता है। इसका मुख्य डिज़ाइन लक्ष्य लघुकरण, स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता, और विभिन्न उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विश्वसनीय प्रदर्शन प्रदान करना है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

这款LED为设计人员提供了多项关键优势。其低正向电压(典型值1.2V)有助于实现节能运行。该元件完全符合无铅(Pb-free)、RoHS、欧盟REACH及无卤素法规(溴<900ppm,氯<900ppm,溴+氯<1500ppm),适用于环保标准严格的全球市场。它兼容红外和汽相回流焊接工艺,便于大批量、自动化的PCB组装。主要目标市场包括:紧凑型红外传感器制造商、自动化微型光栅、软盘驱动器(用于传统或专用系统)、通用光电开关,以及需要不可见红外光源的烟雾探测系统。

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

IR42-21C/TR8 का प्रदर्शन पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और मानक परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर मापी गई विद्युत-प्रकाशीय विशेषताओं के एक सेट द्वारा परिभाषित किया गया है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और यह सुनिश्चित करने के लिए कि एलईडी अपने सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) के भीतर कार्य करती है, इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं, इन्हें किसी भी स्थिति में, यहाँ तक कि क्षणिक रूप से भी पार नहीं किया जाना चाहिए। निरंतर अग्र धारा (IF) रेटिंग 65 mA है। अधिकतम अनुमेय विपरीत वोल्टेज (VR) 5 V है। डिवाइस -25°C से +85°C के परिवेश तापमान सीमा (Topr) में कार्य कर सकता है और -40°C से +85°C के तापमान सीमा (Tstg) में संग्रहित किया जा सकता है। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, सोल्डरिंग तापमान (Tsol) 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए और अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए। जब मुक्त वायु तापमान 25°C या उससे कम हो, तो कुल शक्ति अपव्यय (Pd) 130 mW है। किसी भी सीमा को पार करने से विनाशकारी विफलता या प्रदर्शन ह्रास में तेजी आ सकती है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये पैरामीटर आमतौर पर 20 mA की फॉरवर्ड करंट (IF) पर मापे जाते हैं, जो डिवाइस के कार्यात्मक प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं। रेडिएंट इंटेंसिटी (Ie) प्रति यूनिट सॉलिड एंगल उत्सर्जित ऑप्टिकल पावर का माप है, जिसका न्यूनतम मान 1.0 mW/sr और विशिष्ट मान 3.0 mW/sr है। पीक वेवलेंथ (λp) का विशिष्ट मान 940 nm है, जो इसे नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में पूरी तरह से रखता है और सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टर्स के लिए आदर्श बनाता है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) का विशिष्ट मान 45 nm है, जो उत्सर्जन की तरंगदैर्ध्य रेंज को परिभाषित करता है। 20 mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) का विशिष्ट मान 1.2 V और अधिकतम मान 1.5 V है। 5 V रिवर्स बायस लगाने पर, रिवर्स करंट (IR) अधिकतम 10 µA होता है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2) को वह पूर्ण कोण परिभाषित किया गया है जिस पर रेडिएंट इंटेंसिटी अपने शिखर मान से आधी हो जाती है, इसका विशिष्ट मान 30 डिग्री है, जो मध्यम रूप से फोकस्ड बीम प्रदान करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो यह दर्शाते हैं कि मुख्य पैरामीटर कैसे कार्य स्थितियों के साथ बदलते हैं। 25°C के एकल-बिंदु विनिर्देश से परे वास्तविक व्यवहार को समझने के लिए ये आरेख महत्वपूर्ण हैं।

3.1 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान संबंध

यह वक्र अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान के बीच संबंध दर्शाता है। जैसे-जैसे परिवेश तापमान बढ़ता है, अधिकतम अनुमत फॉरवर्ड करंट रैखिक रूप से घटता है। जंक्शन तापमान को उसकी सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए यह डीरेटिंग आवश्यक है, जो बिजली अपव्यय रेटिंग से संबंधित है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग में अपेक्षित उच्चतम परिवेश तापमान के आधार पर उपयुक्त संचालन करंट चुनने के लिए इस आरेख का उपयोग करना चाहिए।

3.2 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रल वितरण वक्र सापेक्ष विकिरण तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध को आरेखित करता है। यह 940 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य और लगभग 45 nm के स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ की पुष्टि स्पष्ट रूप से करता है। यह वक्र असममित है, जो LED उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की एक विशिष्ट विशेषता है। यह जानकारी उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें फोटोडिटेक्टर की रिस्पॉन्सिविटी वक्र के साथ विशिष्ट स्पेक्ट्रल मिलान की आवश्यकता होती है।

3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध

यह IV (करंट-वोल्टेज) विशेषता वक्र सभी डायोड की तरह अरेखीय है। यह दर्शाता है कि फॉरवर्ड वोल्टेज "नॉक-ऑन" वोल्टेज से अधिक होने पर, उसमें मामूली वृद्धि से फॉरवर्ड करंट में चरघातांकी रूप से भारी वृद्धि होती है। यह LED को अतिधारा के कारण होने वाली थर्मल रनवे और क्षति से बचाने के लिए श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला या स्थिर-धारा चालक के उपयोग की अत्यधिक महत्ता को रेखांकित करता है।

3.4 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement Relationship

यह ध्रुवीय आरेख एलईडी के स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को प्रदर्शित करता है। तीव्रता को 0 डिग्री (अक्ष पर) पर अधिकतम मान के रूप में सामान्यीकृत किया गया है। वक्र दर्शाता है कि कैसे तीव्रता देखने के कोण में वृद्धि के साथ घटती है, जो 30 डिग्री के दृश्य कोण को परिभाषित करता है जहां तीव्रता शिखर मान का 50% है। इस गुंबद आकार के पैकेज के लिए, इसका पैटर्न लगभग लैम्बर्टियन (कोसाइन) है, जो डिटेक्टर पर विकिरणता की गणना के लिए उपयोगी है।

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Package Dimensions

यह डिवाइस 1.8 मिमी व्यास वाले कॉम्पैक्ट गोलाकार SMD पैकेज में निर्मित है। डेटाशीट में विस्तृत यांत्रिक चित्र सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करते हैं, जिनमें बॉडी ऊंचाई, लीड पिच और लेंस ज्यामिति शामिल हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। पीसीबी डिजाइन संदर्भ के लिए एक अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है, लेकिन यह स्पष्ट रूप से केवल संदर्भ के लिए है और विशिष्ट प्रसंस्करण आवश्यकताओं और थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं के अनुसार संशोधित किया जाना चाहिए।

4.2 ध्रुवीयता पहचान और कैरियर टेप पैकेजिंग

असेंबली प्रक्रिया में सही दिशा के लिए, पैकेज पर कैथोड (नकारात्मक) पिन को इंगित करने के लिए एक फ्लैट या समान चिह्न होता है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए, घटक कैरियर टेप रील के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं। डेटाशीट में कैरियर टेप आयाम शामिल होते हैं, जो पॉकेट आकार, पिच और रील व्यास को विस्तार से बताते हैं। मानक रील में 1000 घटक होते हैं, जो स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के लिए एक विशिष्ट विन्यास है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

सही हैंडलिंग और सोल्डरिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह एलईडी नमी के प्रति संवेदनशील है और इसे डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है।

5.1 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

सील बैग खोलने से पहले, एलईडी को 30°C या उससे कम तापमान और 90% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता (RH) वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। बैग खोलने के बाद, घटकों को 30°C/60% RH या उससे कम वातावरण में रखा जाना चाहिए और उन्हें 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि भंडारण समय निर्दिष्ट सीमा से अधिक हो जाता है या डिसिकेंट नमी के प्रवेश को दर्शाता है, तो उपयोग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए 60 ± 5°C पर 24 घंटे तक बेकिंग (प्री-बेक) की आवश्यकता होती है।

5.2 रिफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

यह डिवाइस लीड-फ्री (Pb-free) रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल के साथ संगत है। एक विशिष्ट तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जिसमें आमतौर पर प्रीहीट चरण, सोक ज़ोन, पीक तापमान क्षेत्र (260°C से अधिक नहीं, अधिकतम 5 सेकंड) और नियंत्रित कूलिंग चरण शामिल होते हैं। रिफ्लो सोल्डरिंग चक्र दो बार से अधिक नहीं होने चाहिए। गर्म करने की प्रक्रिया के दौरान, LED बॉडी या लीड पर कोई यांत्रिक तनाव नहीं लगाया जाना चाहिए, और सोल्डरिंग के बाद PCB में वार्पेज (तिरछापन) नहीं होना चाहिए।

5.3 मैन्युअल सोल्डरिंग एवं रिपेयर

यदि मैन्युअल सोल्डरिंग करना अनिवार्य है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए और प्रत्येक टर्मिनल के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड या उससे कम सीमित होना चाहिए। कम पावर वाले सोल्डरिंग आयरन (25W या उससे कम) के उपयोग की सलाह दी जाती है। प्रत्येक पिन को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल होना चाहिए। प्रारंभिक सोल्डरिंग के बाद रिपेयर की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि यह बिल्कुल आवश्यक है, तो पैकेज पर तनाव से बचने के लिए घटक को हटाने के लिए दोनों पिनों को एक साथ गर्म करने हेतु एक समर्पित ड्यूल-टिप सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। रिपेयर प्रक्रिया के दौरान क्षति का जोखिम अधिक है।

6. एप्लिकेशन सुझाव और डिज़ाइन विचार

6.1 टाइपिकल एप्लिकेशन सर्किट

सबसे बुनियादी अनुप्रयोग सर्किट LED, करंट-सीमित रोकनेवाला और वोल्टेज स्रोत का एक साधारण श्रृंखला संयोजन है। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / फॉरवर्ड करंट। उदाहरण के लिए, 5V सप्लाई, 1.2V VF, और 20mA IF की इच्छा के साथ, R = (5 - 1.2) / 0.02 = 190 ओम होगा। 200 ओम का एक रोकनेवाला एक उपयुक्त मानक मान होगा। अधिक स्थिर संचालन के लिए, विशेष रूप से परिवर्तनशील सप्लाई वोल्टेज की स्थिति में, कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव सर्किट को प्राथमिकता दी जाती है।

6.2 इन्फ्रारेड प्रणाली डिजाइन विचार

इन्फ्रारेड सेंसिंग सिस्टम डिज़ाइन करते समय कई कारकों पर विचार करना आवश्यक है। इन्फ्रारेड LED और फोटोडिटेक्टर के बीच ऑप्टिकल संरेखण महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से 30-डिग्री बीम के लिए। परिवेशी प्रकाश को दबाने की आमतौर पर आवश्यकता होती है; इसे LED ड्राइव करंट को मॉड्युलेट करके और डीसी परिवेशी प्रकाश को फ़िल्टर करने के लिए सिंक्रोनस डिटेक्टर सर्किट का उपयोग करके हासिल किया जा सकता है। विकिरण तीव्रता और डिटेक्टर संवेदनशीलता को आवश्यक संवेदन दूरी से मेल खाना चाहिए। यदि अधिकतम रेटेड मूल्यों के करीब संचालित किया जा रहा है, तो थर्मल प्रबंधन पर विचार किया जाना चाहिए, क्योंकि जंक्शन तापमान में वृद्धि प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल को कम कर देती है।

7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

बड़े थ्रू-होल इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में, IR42-21C/TR8 का मुख्य लाभ इसका मिनिएचर एसएमडी पैकेज आकार है, जो छोटे, हल्के और अधिक स्वचालित पीसीबी डिजाइन को सक्षम बनाता है। अन्य एसएमडी इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में, इसकी मुख्य विभेदक विशेषताएं इसका विशिष्ट 1.8mm गोलाकार पैकेज आकार, सिलिकॉन डिटेक्टर के लिए अनुकूलित 940nm पीक वेवलेंथ, और नवीनतम पर्यावरणीय नियमों (हेलोजन-मुक्त, REACH) के अनुपालन में हैं। रंगीन या विसरित लेंस के विपरीत, पारदर्शी लेंस अवरक्त प्रकाश का अधिकतम संचरण करता है, जिससे दिए गए विद्युत इनपुट पर उच्च विकिरण तीव्रता उत्पन्न होती है।

8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: करंट लिमिटिंग रेसिस्टर पूर्णतया आवश्यक क्यों है?
उत्तर: IV कर्व LED वोल्टेज और करंट के बीच एक घातांकीय संबंध दिखाता है। पावर सप्लाई वोल्टेज में मामूली वृद्धि या LED फॉरवर्ड वोल्टेज में कमी (तापमान के कारण) भी करंट में भारी, अनियंत्रित वृद्धि का कारण बन सकती है, जिससे तत्काल जलने की घटना हो सकती है। रेसिस्टर एक रैखिक, स्थिर प्रतिबाधा प्रदान करता है।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: संभवतः हाँ, लेकिन यह इष्टतम तरीका नहीं है। VF 1.2V होने के कारण, एक श्रृंखला अवरोधक की आवश्यकता होती है। GPIO पिन आमतौर पर सीमित धारा प्रदान कर सकते हैं (उदाहरण के लिए 20-25mA)। आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि कुल धारा खपत, जिसमें अवरोधक गणना (R = (3.3V - 1.2V) / वांछित धारा) से प्राप्त मान शामिल है, GPIO की धारा आउटपुट क्षमता से अधिक न हो। उच्च धारा या एकाधिक LED के लिए, एक ट्रांजिस्टर ड्राइवर का उपयोग करना आवश्यक है।

प्रश्न: "स्पेक्ट्रम सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर से मेल खाता है" का क्या अर्थ है?
उत्तर: सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर निकट-अवरक्त क्षेत्र (लगभग 800-900nm) में चरम संवेदनशीलता रखते हैं। इस LED का 940nm चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य इस उच्च प्रतिक्रियाशीलता क्षेत्र के ठीक अंदर आता है, जो प्रकाश स्रोत से डिटेक्टर तक अधिकतम सिग्नल हस्तांतरण सुनिश्चित करता है, जिससे बेहतर सिस्टम सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात और पहचान सीमा प्राप्त होती है।

प्रश्न: नमी संवेदनशीलता और बेकिंग निर्देश कितने महत्वपूर्ण हैं?
उत्तर: SMD घटकों के लिए यह अत्यंत महत्वपूर्ण है। अवशोषित नमी उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक परतों का अलग होना, दरार पड़ना या "पॉपकॉर्न" प्रभाव हो सकता है, जिससे डिवाइस क्षतिग्रस्त हो जाता है। उत्पादन उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए MSL (मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल) हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना महत्वपूर्ण है।

9. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सेंसर डिजाइन करना।एक डिजाइनर को एक छोटे स्वचालित उपकरण के लिए एक नॉन-कॉन्टैक्ट ऑब्जेक्ट डिटेक्शन सेंसर बनाने की आवश्यकता है। स्थान सीमित है, इसलिए SMD घटकों का उपयोग करना होगा। उन्होंने IR42-21C/TR8 को इसके छोटे आकार के कारण चुना। उन्होंने इसे एक फोटोट्रांजिस्टर के साथ रिफ्लेक्टिव कॉन्फ़िगरेशन में जोड़ा: दोनों घटक एक ही PCB पर एक ही दिशा में मुख करके साथ-साथ लगे हैं। जब कोई वस्तु सामने से गुजरती है, तो वह इन्फ्रारेड बीम को फोटोट्रांजिस्टर पर वापस परावर्तित करती है। डिजाइनर ने 10 सेमी की वांछित डिटेक्शन रेंज प्राप्त करने के लिए आवश्यक धारा की गणना करने के लिए विशिष्ट विकिरण तीव्रता (3.0 mW/sr) और फोटोट्रांजिस्टर की संवेदनशीलता का उपयोग किया। उन्होंने LED को 1kHz पर पल्स करने के लिए एक साधारण 555 टाइमर सर्किट लागू किया, और डिटेक्टर सर्किट में 1kHz पर ट्यून किया गया एक बैंडपास फ़िल्टर शामिल है, ताकि परिवेशी 50/60Hz प्रकाश फ्लिकर और डीसी सनलाइट को दबाया जा सके। चुने गए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर 15mA ड्राइव करंट प्रदान करता है, जो LED की रेटिंग के भीतर है, जिससे सेवा जीवन सुनिश्चित होता है। कॉम्पैक्ट SMD पैकेजिंग के कारण संपूर्ण सेंसर असेंबली को 15 मिमी से कम चौड़ाई के आवरण के अंदर फिट किया जा सकता है।

10. कार्य सिद्धांत एवं तकनीकी रुझान

10.1 कार्य सिद्धांत

इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक सक्रिय क्षेत्र (इस मामले में GaAlAs चिप) में पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। GaAlAs सेमीकंडक्टर सामग्री का विशिष्ट बैंडगैप उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करता है, जो इस उपकरण के लिए इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम (940nm) में स्थित है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो उत्सर्जित प्रकाश को निर्दिष्ट व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

10.2 उद्योग रुझान

सभी इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों की तरह, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी का विकास आगे लघुकरण, उच्च दक्षता और उच्च एकीकरण की ओर प्रवृत्त है। हालांकि अवरक्त एलईडी का मूल सिद्धांत स्थिर बना हुआ है, पैकेजिंग प्रौद्योगिकी (छोटे आकार, जैसे 0402 या चिप-स्केल पैकेज), विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता बढ़ाने के लिए बेहतर एपिटैक्सियल सामग्री (प्रति वाट विद्युत इनपुट अधिक प्रकाश उत्पादन), और "स्मार्ट" एलईडी मॉड्यूल में ड्राइवर और नियंत्रण तर्क के एकीकरण में प्रगति हुई है। साथ ही, उद्योग डेटा संचार अनुप्रयोगों (जैसे IRDA) के लिए उच्च मॉड्यूलेशन गति पर काम करने में सक्षम उपकरणों के साथ-साथ व्यापक वर्णक्रमीय विकल्पों को भी लगातार आगे बढ़ा रहा है। पर्यावरण अनुपालन (हैलोजन मुक्त, कम कार्बन फुटप्रिंट विनिर्माण) अभी भी पूरे उद्योग के लिए एक मजबूत चालक बना हुआ है।

LED विनिर्देश 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
दीप्ति दक्षता (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 साधन 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।
प्रकाशन कोण (Viewing Angle) ° (डिग्री), जैसे 120° वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है।
Color Temperature (CCT) K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता 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 न हो, यह सुनिश्चित करना।
प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी LED के रंग का स्वरूप निर्धारित करता है।
Spectral Distribution Wavelength vs. Intensity Curve 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 करंट (Pulse Current) Ifp डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प अवधि 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 डैमेज 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 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 सहनशीलता (ESD Immunity) V (HBM), जैसे 1000V एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ 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) एलईडी 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।
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 की 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।

चतुर्थ, पैकेजिंग एवं सामग्री

शब्दावली सामान्य प्रकार सामान्य व्याख्या विशेषताएँ एवं 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 उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु।
चिप संरचना फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। फ्लिप-चिप तकनीक से बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता प्राप्त होती 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग को प्रभावित करते हैं।
लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल 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
ल्यूमिनस 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 अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें।
Color Temperature Binning 2700K, 3000K, आदि। रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह की अपनी 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 स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। 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 सुनिश्चित करें। अंतर्राष्ट्रीय 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।