टी-1 5mm थ्रू होल एलईडी लैंप डेटाशीट - लाल 639nm - 2.4V 30mA - 72mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक मानक टी-1 (5mm) व्यास वाले थ्रू-होल एलईडी लैंप के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है। यह घटक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्थिति संकेतन और प्रकाशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके प्राथमिक लाभों में कम बिजली की खपत, उच्च दीप्त दक्षता और लीड-मुक्त, RoHS-अनुपालन निर्माण शामिल है। डिवाइस में AlInGaP प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए लाल रंग का विसरित लेंस है, जो प्रोटोटाइपिंग और बड़े पैमाने पर उत्पादन दोनों के लिए उपयुक्त एक लोकप्रिय फॉर्म फैक्टर प्रदान करता है।

इस एलईडी के लक्षित बाजार विविध हैं, जिनमें संचार उपकरण, कंप्यूटर परिधीय, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, घरेलू उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ शामिल हैं। इसकी डिज़ाइन लचीलापन विभिन्न दीप्त तीव्रता बिन और एक मानक दृश्य कोण की उपलब्धता द्वारा समर्थित है, जो इंजीनियरों को अपनी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त चमक स्तर का चयन करने की अनुमति देता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

स्थायी क्षति को रोकने के लिए डिवाइस को इन सीमाओं से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए। प्रमुख रेटिंग में 25°C के परिवेश तापमान (TA) पर 72mW की अधिकतम शक्ति अपव्यय शामिल है। डीसी फॉरवर्ड करंट 30mA तक सीमित है, जबकि 90mA का उच्चतर पीक फॉरवर्ड करंट पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमेय है। संचालन तापमान सीमा -30°C से +85°C तक निर्दिष्ट है। एक महत्वपूर्ण पैरामीटर फॉरवर्ड करंट के लिए डीरेटिंग फैक्टर है, जो 50°C से ऊपर रैखिक रूप से 0.57 mA/°C है। इसका अर्थ है कि जंक्शन तापमान को प्रबंधित करने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए 50°C से ऊपर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अनुमेय निरंतर करंट कम हो जाता है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

TA=25°C और 20mA के एक मानक परीक्षण करंट (IF) पर मापा गया, एलईडी का मुख्य प्रदर्शन परिभाषित है। दीप्त तीव्रता (Iv) का एक विशिष्ट मान 180 मिलिकैंडेला (mcd) है, जिसका न्यूनतम 110 mcd और अधिकतम 400 mcd तक बिन कोड के आधार पर होता है। दृश्य कोण (2θ1/2), जहाँ तीव्रता ऑन-एक्सिस मान की आधी है, 50 डिग्री है, जो मध्यम रूप से चौड़ी बीम प्रदान करता है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) 639 nm है, और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 621 nm से 642 nm तक होता है, जो मानव आँख द्वारा देखे जाने वाले लाल रंग को परिभाषित करता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) आमतौर पर 2.4V होता है जिसका अधिकतम 20mA पर 2.4V होता है। रिवर्स करंट (IR) 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) पर 100 μA तक सीमित है, हालाँकि डिवाइस रिवर्स बायस संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।

3. बिनिंग प्रणाली विशिष्टता

उत्पादन में रंग और चमक की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन में वर्गीकृत किया जाता है। दो प्राथमिक बिनिंग आयामों का उपयोग किया जाता है:

3.1 दीप्त तीव्रता बिनिंग

एलईडी को 20mA पर उनकी मापी गई दीप्त तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। बिन कोड F (110-140 mcd) से K (310-400 mcd) तक होते हैं। प्रत्येक बिन सीमा पर ±15% का सहनशीलता लागू होती है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

रंग स्थिरता के लिए, एलईडी को उनके प्रमुख तरंगदैर्ध्य द्वारा बिन किया जाता है। कोड H29 से H33 लगभग 4nm के चरणों में 621.0 nm से 642.0 nm तक की सीमा को कवर करते हैं। प्रत्येक बिन सीमा के लिए सहनशीलता ±1 nm है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि विशिष्ट ग्राफिकल डेटा डेटाशीट (चित्र 1-6) में संदर्भित है, इस वर्ग के डिवाइस के लिए विशिष्ट वक्र प्रमुख संबंधों को दर्शाते हैं। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) वक्र एक डायोड की विशेषता घातीय संबंध दिखाता है। सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र प्रदर्शित करता है कि संचालन सीमा के भीतर प्रकाश उत्पादन करंट के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है। सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान वक्र आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ उत्पादन में कमी दिखाता है, जो थर्मल प्रबंधन के महत्व को उजागर करता है। स्पेक्ट्रल वितरण वक्र लगभग 20 nm के स्पेक्ट्रल आधी-चौड़ाई के साथ 639 nm शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित होता है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना

5.1 आउटलाइन आयाम

एलईडी मानक टी-1 (5mm) रेडियल लीडेड पैकेज के अनुरूप है। प्रमुख आयामों में लेंस व्यास, समग्र ऊँचाई और लीड स्पेसिंग शामिल हैं। लीड्स एक निर्दिष्ट स्पेसिंग के साथ पैकेज से निकलते हैं, और अधिकांश आयामों पर ±0.25mm की सहनशीलता लागू होती है। फ्लैंज के नीचे अधिकतम रेजिन प्रोट्रूज़न 1.0mm के रूप में परिभाषित है। एनोड (धनात्मक) लीड आमतौर पर लंबे लीड के रूप में पहचाना जाता है।

5.2 पैकिंग विशिष्टता

एलईडी को बल्क हैंडलिंग और शिपिंग के लिए पैक किया जाता है। मानक पैकिंग प्रवाह है: 1,000 टुकड़े प्रति एंटी-स्टैटिक पैकिंग बैग; 10 बैग (10,000 पीसी) प्रति आंतरिक कार्टन; 8 आंतरिक कार्टन (80,000 पीसी) प्रति मास्टर बाहरी कार्टन। गैर-पूर्ण पैक केवल शिपिंग लॉट में अंतिम पैक के लिए अनुमेय हैं।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली दिशानिर्देश

6.1 भंडारण एवं हैंडलिंग

एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं के वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि मूल पैकेजिंग से निकाला जाता है, तो उन्हें तीन महीने के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। लंबे समय तक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर का उपयोग करें। ईएसडी सावधानियों के साथ हैंडल करें: प्लास्टिक लेंस पर स्थैतिक बिजली को बेअसर करने के लिए ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स, वर्कस्टेशन और आयनाइज़र का उपयोग करें।

6.2 लीड फॉर्मिंग

लीड्स को मोड़ना एलईडी लेंस के आधार से कम से कम 3mm दूर एक बिंदु पर, कमरे के तापमान पर, और सोल्डरिंग प्रक्रिया से पहले किया जाना चाहिए। लीड फ्रेम के आधार का उपयोग फुलक्रम के रूप में नहीं किया जाना चाहिए। पीसीबी सम्मिलन के दौरान, न्यूनतम क्लिंच बल का उपयोग करें।

6.3 सोल्डरिंग प्रक्रिया

सोल्डर पॉइंट और लेंस के आधार के बीच कम से कम 3mm का क्लीयरेंस बनाए रखा जाना चाहिए। लेंस को सोल्डर में डुबोया नहीं जाना चाहिए। अनुशंसित स्थितियाँ हैं:
सोल्डरिंग आयरन:अधिकतम 350°C अधिकतम 3 सेकंड के लिए, टिप लेंस आधार से 2mm से अधिक निकट नहीं।
वेव सोल्डरिंग:प्री-हीट अधिकतम 100°C अधिकतम 60s के लिए, सोल्डर वेव अधिकतम 260°C अधिकतम 5s के लिए, सोल्डर स्तर लेंस आधार से 2mm से अधिक ऊँचा नहीं।
इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग इस थ्रू-होल पैकेज के लिए उपयुक्त नहीं है। अत्यधिक गर्मी या समय लेंस को विकृत कर सकता है या विफलता का कारण बन सकता है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

एलईडी करंट-संचालित डिवाइस हैं। सुसंगत चमक के लिए, विशेष रूप से जब कई एलईडी को समानांतर में जोड़ा जाता है, तो यहदृढ़ता से अनुशंसित हैकि प्रत्येक एलईडी के लिए एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला (सर्किट ए) का उपयोग किया जाए। वोल्टेज स्रोत से सीधे समानांतर में कई एलईडी को संचालित करना (सर्किट बी) हतोत्साहित है क्योंकि व्यक्तिगत एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में भिन्नताएँ होती हैं, जिससे असमान करंट वितरण और इस प्रकार असमान चमक होगी।

7.2 डिज़ाइन विचार

फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप और वांछित करंट पर विचार करें ताकि ओम के नियम का उपयोग करके उपयुक्त श्रृंखला रोकनेवाले मूल्य की गणना की जा सके: R = (Vcc - VF) / IF। यदि संचालन वातावरण गर्म है तो परिवेश तापमान के साथ फॉरवर्ड करंट के डीरेटिंग को ध्यान में रखें। सुनिश्चित करें कि पीसीबी लेआउट सोल्डर जॉइंट और एलईडी बॉडी के बीच न्यूनतम अनुशंसित क्लीयरेंस की अनुमति देता है। यह एलईडी इनडोर और आउटडोर साइनेज, साथ ही सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है, लेकिन यदि बाहरी उपयोग किया जाता है तो डिज़ाइन को पर्यावरणीय सीलिंग को ध्यान में रखना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, यह AlInGaP-आधारित लाल एलईडी उच्च दीप्त दक्षता और तापमान पर बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है। मानक टी-1 पैकेज मौजूदा पीसीबी फुटप्रिंट और सॉकेट के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है। कई तीव्रता बिन की उपलब्धता लागत अनुकूलन की अनुमति देती है—गैर-महत्वपूर्ण संकेतकों के लिए निचले बिन का चयन और अधिक दृश्यता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उच्च बिन का चयन। RoHS अनुपालन उन उत्पादों के लिए एक प्रमुख विभेदक है जो सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों को लक्षित करते हैं।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

प्र: क्या मैं इस एलईडी को बिना श्रृंखला रोकनेवाले के संचालित कर सकता हूँ?
उ: नहीं। वोल्टेज स्रोत से सीधे एलईडी को संचालित करने से इसकी अधिकतम करंट रेटिंग से अधिक होने की अत्यधिक संभावना है, जिससे तत्काल या तेजी से विफलता हो सकती है। करंट विनियमन के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला अनिवार्य है।

प्र: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
उ: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति अधिकतम होती है (639 nm)। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) रंग निर्देशांक से प्राप्त होता है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो मानव आँख को समान रंग प्रतीत होगा (621-642 nm)। प्रमुख तरंगदैर्ध्य रंग धारणा के लिए अधिक प्रासंगिक है।

प्र: क्या मैं इस एलईडी का उपयोग रिवर्स वोल्टेज संकेतन के लिए कर सकता हूँ?
उ: नहीं। डिवाइस में केवल लीकेज करंट परीक्षण के लिए 5V की अधिकतम रिवर्स वोल्टेज रेटिंग है। यह रिवर्स बायस में संचालित होने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। सर्किट में रिवर्स वोल्टेज लगाने से इसे क्षति पहुँच सकती है।

प्र: बैग पर बिन कोड की व्याख्या कैसे करूँ?
उ: बैग लेबल में दीप्त तीव्रता (जैसे, G, H) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (जैसे, H31) के लिए कोड शामिल होते हैं। इन्हें अनुभाग 3 में बिन टेबल के साथ क्रॉस-रेफरेंस करें ताकि उस बैग में एलईडी के लिए गारंटीकृत न्यूनतम और अधिकतम मान जान सकें।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस

परिदृश्य:12V डीसी एडाप्टर के लिए पावर संकेतक डिज़ाइन करना।
डिज़ाइन चरण:
1. एक लक्ष्य फॉरवर्ड करंट (IF) चुनें। 20mA के विशिष्ट मान का उपयोग करना मानक है।
2. गणना के लिए 2.4V के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) का उपयोग करें।
3. श्रृंखला रोकनेवाले की गणना करें: R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 ओम। निकटतम मानक E24 मान 470 ओम है।
4. वास्तविक करंट की पुनर्गणना करें: I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (सुरक्षित)।
5. रोकनेवाले शक्ति की गणना करें: P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W। एक मानक 1/4W (0.25W) रोकनेवाला मार्जिन के साथ पर्याप्त है।
6. एक उपयुक्त दीप्त तीव्रता बिन का चयन करें। एक साधारण पावर संकेतक के लिए, एक निचला बिन (जैसे, F या G) अक्सर पर्याप्त और लागत-प्रभावी होता है।
7. सुनिश्चित करें कि पीसीबी होल स्पेसिंग एलईडी की लीड स्पेसिंग से मेल खाती है और सोल्डरिंग पैड एलईडी बॉडी से आवश्यक 3mm क्लीयरेंस बनाए रखता है।

11. संचालन सिद्धांत

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल जंक्शन के पार इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश का विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग किए गए अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है—इस मामले में, लाल प्रकाश उत्सर्जन के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP)। विसरित लेंस अर्धचालक चिप को समाहित करता है और इसे सुरक्षित रखने, बीम को आकार देने (दृश्य कोण), और अधिक समान उपस्थिति के लिए प्रकाश को फैलाने का कार्य करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

जबकि थ्रू-होल एलईडी प्रोटोटाइपिंग, मरम्मत और कुछ अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण बनी हुई हैं जिन्हें मजबूत यांत्रिक कनेक्शन की आवश्यकता होती है, उद्योग का रुझान बड़े पैमाने पर स्वचालित असेंबली के लिए सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी की ओर मजबूती से स्थानांतरित हो गया है। एसएमडी पैकेज छोटे फुटप्रिंट, कम प्रोफाइल और रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए बेहतर उपयुक्तता प्रदान करते हैं। हालाँकि, इस टी-1 एलईडी जैसे थ्रू-होल घटक शैक्षिक सेटिंग्स, शौकिया परियोजनाओं और उन अनुप्रयोगों में प्रासंगिक बने हुए हैं जहाँ मैनुअल असेंबली या प्रतिस्थापन की अपेक्षा की जाती है। AlInGaP जैसी सामग्रियों में प्रगति ने GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में लाल एलईडी की दक्षता और चमक में काफी सुधार किया है, जिससे कम करंट संचालन या उच्च प्रकाश उत्पादन संभव हुआ है। इस फॉर्म फैक्टर में भविष्य के विकास समान यांत्रिक पैकेज के भीतर आगे दक्षता लाभ और विस्तारित रंग प्रस्तावों पर केंद्रित हो सकते हैं।