T-1 3mm मैट ब्लू एलईडी डेटाशीट - 468nm पीक वेवलेंथ - 3.0V फॉरवर्ड वोल्टेज - 102mW पावर कंजम्पशन

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ लोकप्रिय T-1 (3mm) थ्रू-होल पैकेज में उपलब्ध एक उच्च-दक्षता वाले नीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण फ्रॉस्टेड लेंस का उपयोग करता है, जो पारदर्शी लेंस की तुलना में व्यापक और अधिक समान प्रकाश वितरण प्रदान करता है, जो कोमल, गैर-चकाचौंध प्रकाश व्यवस्था वाले संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। इस LED के मुख्य लाभों में RoHS अनुपालन (जो दर्शाता है कि इसके निर्माण में सीसा जैसे हानिकारक पदार्थों का उपयोग नहीं किया गया है), कम बिजली की खपत और उच्च विश्वसनीयता शामिल है। यह मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) या पैनल पर लचीले स्थापना के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसकी कम धारा आवश्यकता के कारण, एकीकृत सर्किट (IC) ड्राइव स्तर के साथ संगत है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती है जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। ये रेटिंग परिवेश के तापमान (T_A) 25°C पर निर्दिष्ट हैं और किसी भी परिचालन स्थिति में पार नहीं की जानी चाहिए।

• शक्ति अपव्यय (P_D):102 mW। यह एलईडी द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
• शिखर अग्र धारा (I_FP):60 mA। यह स्पंदित स्थितियों में अनुमत अधिकतम धारा है, जिसे 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms स्पंद चौड़ाई के रूप में परिभाषित किया गया है। यह डीसी रेटिंग से काफी अधिक है, जो संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाली फ्लैश की अनुमति देता है।
• डीसी अग्र धारा (I_F):F): 30 mA। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
• करंट डेरेटिंग:30°C से शुरू करके, 0.5 mA/°C की रैखिक दर से डेरेट करें। परिवेश के तापमान के 30°C से अधिक होने पर, ओवरहीटिंग को रोकने के लिए अधिकतम अनुमत डीसी फॉरवर्ड करंट को कम करना होगा।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा:-30°C से +80°C। इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर डिवाइस के सामान्य संचालन की गारंटी।
• भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C। इस सीमा के भीतर भंडारित होने पर डिवाइस के प्रदर्शन में गिरावट नहीं आती।
• लीड सोल्डरिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड के लिए, माप बिंदु LED बॉडी से 2.0mm (0.8 इंच) की दूरी पर। यह हाथ या वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए स्वीकार्य थर्मल प्रोफाइल को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

ये मापदंड T_A=25°C और I_F=20mA की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे जाते हैं। ये डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• दीप्त तीव्रता (I_V):85 (न्यूनतम), 180 (विशिष्ट), 520 (अधिकतम) mcd। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली LED चमक का माप है, जिसे CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र से मेल खाने वाले फिल्टर से युक्त सेंसर द्वारा मापा जाता है। विस्तृत श्रेणी एक बिनिंग प्रणाली (खंड 3 देखें) के उपयोग को दर्शाती है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):45° (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) पर मान के आधे तक कम हो जाती है। फ्रॉस्टेड लेंस यह विस्तृत देखने का कोण बनाता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):468 nm (typical). यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ प्रकाश शक्ति आउटपुट अधिकतम होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):465 nm (minimum), 475 nm (maximum). यह मान CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से लिया गया है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो LED के माने गए रंग (नीला) को सबसे अच्छी तरह परिभाषित करता है। यह बिनिंग से भी प्रभावित होता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (typical). यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):3.0 V (typical), 3.4 V (maximum). 20mA ड्राइव करंट पर LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R=5V पर, अधिकतम 10 μA। LED रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं है; यह पैरामीटर केवल लीकेज करंट को चिह्नित करने के लिए है।
• कैपेसिटेंस (C):V_F=0V, f=1 MHz पर, टाइपिकल वैल्यू 40 pF। यह जंक्शन कैपेसिटेंस है, जो हाई-स्पीड स्विचिंग एप्लीकेशन से संबंधित है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विनिर्देश

उत्पादन अनुप्रयोगों में चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट न्यूनतम प्रदर्शन मानकों को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने में सक्षम बनाता है।

3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

यूनिट: mcd @ 20mA। प्रत्येक बिन सीमा के लिए सहनशीलता ±15% है।

• बिन E: 85 – 110 mcd
• ग्रेड F: 110 – 140 mcd
• ग्रेड G: 140 – 180 mcd
• ग्रेड H: 180 – 240 mcd
• ग्रेड J: 240 – 310 mcd
• ग्रेड K: 310 – 400 mcd
• ग्रेड L: 400 – 520 mcd

उत्पाद पैकेजिंग पर चमकदार तीव्रता के विशिष्ट ग्रेड कोड अंकित हैं।

3.2 डोमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग

इकाई: nm @ 20mA। प्रत्येक ग्रेड सीमा की सहनशीलता ±1 nm है।

• ग्रेड B08: 465 – 470 nm
• ग्रेड B09: 470 – 475 nm

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफ़ (चित्र 1, चित्र 6) का संदर्भ दिया गया है, लेकिन इस प्रकार के एलईडी की विशिष्ट वक्र रेखाएँ महत्वपूर्ण संबंधों को दर्शाती हैं:

• I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:यह फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। नीले एलईडी के लिए, इसका नेक-इन वोल्टेज लगभग 2.8V-3.0V होता है।
• सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट:एक सीमा तक, चमक करंट के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है, जिसके बाद गर्मी के कारण दक्षता कम हो सकती है।
• सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:प्रकाश उत्पादन आमतौर पर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। इस तापीय प्रभाव को प्रबंधित करने के लिए 0.5 mA/°C के डेरेटिंग फैक्टर का उपयोग किया जाता है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का ग्राफ, जो लगभग 468nm पर शिखर दिखाता है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 20nm है।
• दृश्य कोण वितरण ग्राफ:एक ध्रुवीय आरेख जो फ्रॉस्टेड लेंस के लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन वितरण गुण को दर्शाता है, जहाँ तीव्रता अक्ष से ±22.5° विचलन पर आधी हो जाती है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

LED एक मानक T-1 पैकेज में है, जिसमें 3mm व्यास का फ्रॉस्टेड लेंस लगा है। प्रमुख आयामी विवरण में शामिल हैं:

• सभी आयाम मिलीमीटर में हैं (कोष्ठक में इंच)।
• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.25mm (±0.010 इंच) है।
• फ्लैंज के नीचे राल का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.0mm (0.04 इंच) है।
• पिन पिच उस स्थान पर मापी जाती है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

थ्रू-होल LED के लिए, कैथोड आमतौर पर लेंस किनारे पर एक फ्लैट, छोटे पिन, या फ्लैंज पर एक नॉच द्वारा पहचाना जाता है। विशिष्ट पोलैरिटी अंकन के लिए इस डिवाइस की डेटाशीट आरेख का संदर्भ लें। सही ऑपरेशन के लिए सही पोलैरिटी आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 लीड फॉर्मिंग

• मोड़ LED लेंस बेस से कम से कम 3 mm की दूरी पर किया जाना चाहिए।
• मोड़ प्रक्रिया के दौरान लीड फ्रेम के बेस को पिवट पॉइंट के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
• लीड फॉर्मिंग कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए, और在वेल्डिंग प्रक्रिया से पहले पूरी की जानी चाहिए।
• PCB असेंबली प्रक्रिया के दौरान, LED पैकेज पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव डालने से बचने के लिए आवश्यक न्यूनतम दबाव बल का उपयोग करें।

6.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया

मुख्य बिंदु:लेंस बेस से सोल्डर जॉइंट तक न्यूनतम 3 मिमी की दूरी बनाए रखनी चाहिए। लेंस को सोल्डर में डुबोने से बचना चाहिए ताकि एपॉक्सी लीड फ्रेम पर चढ़कर सोल्डरिंग समस्याएं पैदा न करे।

अनुशंसित शर्तें:

• सोल्डरिंग आयरन:तापमान: अधिकतम 300°C। समय: अधिकतम 3 सेकंड। (केवल एक बार सोल्डरिंग के लिए)।
• वेव सोल्डरिंग:प्रीहीटिंग: अधिकतम 100°C, अधिकतम 60 सेकंड। सोल्डर वेव: अधिकतम 260°C, अधिकतम 5 सेकंड।

महत्वपूर्ण सूचना:अत्यधिक सोल्डरिंग तापमान और/या समय से LED लेंस विकृत या पूर्णतः खराब हो सकता है। इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग不इस प्रकार के थ्रू-होल LED के लिए उपयुक्त है।

6.3 सफाई

यदि सफाई आवश्यक हो, तो केवल अल्कोहल आधारित विलायक जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें।

6.4 भंडारण

• अनुशंसित भंडारण वातावरण 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होना चाहिए।
• मूल नमी-रोधी पैकेजिंग से निकाले गए LED का उपयोग तीन महीने के भीतर किया जाना चाहिए।
• यदि मूल पैकेजिंग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण आवश्यक हो, तो इसे डिसिकेंट युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन-पर्ज ड्रायर में संग्रहित किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

LED को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) क्षति से बचाने के लिए एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किया जाता है।

• पैकेजिंग बैग: प्रति बैग 1000, 500 या 250 टुकड़े।
• आंतरिक बॉक्स: प्रति बॉक्स 10 पैकेजिंग बैग (कुल 10,000 टुकड़े)।
• बाहरी कार्टन: प्रति कार्टन 8 आंतरिक बॉक्स (कुल 80,000 टुकड़े)।
• ध्यान दें: प्रत्येक शिपमेंट लॉट में, केवल अंतिम पैकेजिंग में गैर-पूर्ण मात्रा हो सकती है।

8. अनुप्रयोग डिजाइन सुझाव

8.1 ड्राइवर सर्किट डिजाइन

LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। एकाधिक LED को समानांतर में ड्राइव करते समय चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए,दृढ़तापूर्वक सुझाव दिया जाता हैप्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक स्वतंत्र करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) जोड़ने की सलाह दी जाती है। एकल वोल्टेज स्रोत और साझा रेसिस्टर का उपयोग करके कई LEDs को समानांतर में चलाने (सर्किट मॉडल B) की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि प्रत्येक LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में मामूली अंतर भी करंट और चमक में महत्वपूर्ण असमानता पैदा कर देगा।

8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

यह LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से क्षति के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान निम्नलिखित सावधानियों का पालन करना अनिवार्य है:

• ऑपरेटरों को कंडक्टिव रिस्ट स्ट्रैप या एंटी-स्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
• सभी उपकरण, कार्य स्टेशन और भंडारण रैक को उचित रूप से ग्राउंडेड किया जाना चाहिए।
• आयन जनरेटर का उपयोग करके कार्य क्षेत्र में स्थिर विद्युत आवेश को बेअसर करें।

8.3 अनुप्रयोग दायरा और सीमाएँ

यह LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों के लिए डिज़ाइन की गई है। यह उच्च विश्वसनीयता वाले, सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों जैसे विमानन, परिवहन, यातायात नियंत्रण, चिकित्सा/जीवन समर्थन प्रणालियों या सुरक्षा उपकरणों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन या प्रमाणित नहीं है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, उचित प्रमाणित घटक प्राप्त करने हेतु निर्माता से परामर्श करना आवश्यक है।

9. तकनीकी तुलना और डिज़ाइन विचार

पारदर्शी लेंस वाले T-1 LED की तुलना में, इस फ्रॉस्टेड संस्करण में एक व्यापक, नरम प्रकाश स्थान प्रदान किया गया है जो "हॉटस्पॉट" प्रभाव को समाप्त करता है। यह इसे पैनल संकेतक अनुप्रयोगों में अधिक प्रभावी बनाता है जहाँ कई कोणों से देखने की आवश्यकता होती है। 468nm नीली तरंगदैर्ध्य स्टेटस संकेतक, बैकलाइट और सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए एक सामान्य विकल्प है। डिज़ाइनरों को थर्मल प्रबंधन पर सावधानीपूर्वक विचार करना चाहिए, विशेष रूप से अधिकतम रेटेड धारा के निकट या उच्च परिवेश तापमान पर काम करते समय, प्रदान की गई डिरेटिंग कर्व का उपयोग करते हुए। लगभग 3.0V का फॉरवर्ड वोल्टेज मानक लाल या हरे LED की तुलना में अधिक ड्राइव वोल्टेज की मांग करता है, जिसे बिजली आपूर्ति डिज़ाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। 20mA पर, इसका विशिष्ट V_F3.0V है, इसलिए एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (रजिस्टर) की आवश्यकता होती है। ओम के नियम का उपयोग करें: R = (V_{सप्लाई}- V_F) / I_F। 5V सप्लाई और 20mA लक्ष्य धारा के लिए: R = (5V - 3.0V) / 0.02A = 100 Ω। 100Ω (या निकटतम मानक मान) के रोकनेवाला का उपयोग करना आवश्यक है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (λ_P) is the physical wavelength with the highest spectral power output. The dominant wavelength (λ_d) is a value calculated based on human color vision (CIE chart) and best represents the perceived color. For a monochromatic blue LED like this, the two are usually close but not identical.

Q: Why does each LED in parallel need its own separate resistor?
A: The forward voltage of an LED can have slight variations even within the same bin. Without individual resistors, the LED with a lower V_Fwill draw a disproportionately higher current, leading to uneven brightness and potentially causing the low V_F units.

Q: Is this LED suitable for automotive interior lighting?
A: While it may function, this standard datasheet does not indicate compliance with the extended temperature range, vibration, and reliability standards required for automotive applications. For such uses, components specifically certified to meet automotive-grade standards (e.g., AEC-Q102) should be used.

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

दृश्य:एक परीक्षण उपकरण के लिए एक बहु-संकेतक लाइट पैनल डिज़ाइन करें। विभिन्न ऑपरेटिंग मोड (स्टैंडबाय, परीक्षण, पास, फेल) प्रदर्शित करने के लिए चार नीली स्थिति एलईडी की आवश्यकता है। उपयोगकर्ता अनुभव के लिए चमक की एकरूपता महत्वपूर्ण है।

डिज़ाइन कार्यान्वयन:

1. सर्किट:प्रत्येक एलईडी को चलाने के लिए माइक्रोकंट्रोलर जीपीआईओ पिन का उपयोग करें। प्रत्येक पिन एक 100Ω करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर से जुड़ा है, फिर एलईडी के एनोड से जुड़ता है। एलईडी का कैथोड ग्राउंड से जुड़ा है।
2. घटक चयन:पैनल पर रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन (जैसे बिन G: 140-180 mcd) और समान डोमिनेंट वेवलेंथ बिन (जैसे B08: 465-470nm) से एलईडी निर्दिष्ट करें।
3. लेआउट:एलईडी को पीसीबी पर रखें, पिन को कम से कम अनुशंसित 3mm त्रिज्या पर मोड़ें। सुनिश्चित करें कि पीसीबी पर सोल्डर पॉइंट एलईडी बॉडी से कम से कम 3mm दूर हों।
4. सॉफ़्टवेयर:संबंधित एलईडी को चालू करने के लिए जीपीआईओ पिन को हाई (जैसे 3.3V या 5V) पर सेट करें। पावर वोल्टेज के आधार पर, 100Ω रेसिस्टर करंट को लगभग (3.3V-3.0V)/100Ω = 3mA या (5V-3.0V)/100Ω = 20mA पर सेट करेगा, जिससे सुरक्षित और नियंत्रित प्रकाश मिलता है।

12. कार्य सिद्धांत

एक लाइट एमिटिंग डायोड एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डिवाइस है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा मुक्त होती है। इस विशिष्ट एलईडी में, सेमीकंडक्टर सामग्री (आमतौर पर इंडियम गैलियम नाइट्राइड, InGaN पर आधारित) को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि यह ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में नीले स्पेक्ट्रम (लगभग 468 nm) की तरंगदैर्ध्य पर मुक्त होती है। सेमीकंडक्टर चिप को घेरने वाले फ्रॉस्टेड एपॉक्सी लेंस में स्कैटरिंग कण होते हैं जो उत्सर्जित फोटॉन की दिशा को यादृच्छिक कर देते हैं, जिससे एक संकीर्ण बीम के बजाय एक चौड़ा और समान देखने का कोण उत्पन्न होता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

कुशल नीले एलईडी का विकास (जिसके लिए 2014 में नोबेल पुरस्कार मिला) एक मौलिक सफलता थी, जिसने सफेद एलईडी प्रकाश (फॉस्फर रूपांतरण के माध्यम से) और पूर्ण-रंग प्रदर्शन को संभव बनाया। इस तरह के संकेतक एलईडी में वर्तमान रुझान दक्षता बढ़ाने (प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), सख्त बिनिंग के माध्यम से रंग एकरूपता में सुधार और विश्वसनीयता बढ़ाने पर केंद्रित हैं। साथ ही, लघुकरण (टी-1 से छोटे) और एलईडी को सतह माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेज में एकीकृत करने की निरंतर प्रवृत्ति है, जो आधुनिक स्वचालित उत्पादन लाइनों पर हावी है। हालांकि, थ्रू-होल एलईडी प्रोटोटाइप बनाने, शैक्षिक उपयोग, मरम्मत कार्य और ऐसे अनुप्रयोगों में प्रासंगिक बने हुए हैं जहां मजबूत यांत्रिक बढ़ावा की आवश्यकता होती है।