विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 प्रमुख विशेषताएँ और लाभ
- 1.2 डिवाइस पहचान
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electrical & Optical Characteristics
- 3. Mechanical & Package Information
- 3.1 Package Dimensions and Tolerances
- 3.2 Pinout and Internal Circuit
- 4. प्रदर्शन वक्र और विशेषताएँ
- 5. विश्वसनीयता परीक्षण
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 Automated Soldering
- 6.2 Manual Soldering
- 7. महत्वपूर्ण अनुप्रयोग सावधानियाँ और डिज़ाइन विचार
- 8. व्यावहारिक अनुप्रयोग परिदृश्य और डिज़ाइन नोट्स
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग
- 8.2 डिज़ाइन कार्यान्वयन केस स्टडी
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10.1 क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
- 10.2 तापमान के साथ अधिकतम निरंतर धारा (current) का रेटिंग कम क्यों हो जाता है?
- 10.3 "categorized for luminous intensity" का क्या अर्थ है?
- 11. Operating Principle and Technology Trends
- 11.1 मूल संचालन सिद्धांत
- 11.2 उद्देश्य प्रौद्योगिकी संदर्भ
1. उत्पाद अवलोकन
LTC-2721JD एक कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन वाला ट्रिपल-डिजिट सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले है जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट संख्यात्मक रीडआउट्स के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें 0.28-इंच (7.0 मिमी) की डिजिट ऊंचाई है, जो आकार और पठनीयता के बीच उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करती है। यह डिवाइस उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) LED चिप तकनीक का उपयोग करता है, विशेष रूप से एक गैर-पारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर निर्मित हाई-एफिशिएंसी रेड वेरिएंट। यह तकनीकी विकल्प इसके प्रदर्शन की कुंजी है, जो पुरानी LED सामग्रियों की तुलना में श्रेष्ठ चमक और दक्षता प्रदान करता है। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट के साथ एक विशिष्ट ग्रे फेस है, जो कंट्रास्ट और कैरेक्टर की उपस्थिति को बढ़ाता है, जिससे विभिन्न प्रकाश स्थितियों में अंकों को पढ़ना आसान हो जाता है। इसके प्राथमिक लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, इंस्ट्रुमेंटेशन, टेस्ट उपकरण और ऑफिस उपकरण शामिल हैं जहां विश्वसनीय, कम-बिजली संख्यात्मक संकेतन की आवश्यकता होती है।
1.1 प्रमुख विशेषताएँ और लाभ
- इष्टतम आकार: 0.28-इंच अंक ऊंचाई अत्यधिक पैनल स्थान घेरे बिना एक स्पष्ट प्रदर्शन प्रदान करती है।
- उत्कृष्ट प्रकाशीय प्रदर्शन: निरंतर समान खंड समान रोशनी सुनिश्चित करते हैं। उच्च चमक, उच्च कंट्रास्ट और एक विस्तृत देखने के कोण का संयोजन कई दृष्टिकोणों से पठनीयता की गारंटी देता है।
- ऊर्जा दक्षता: कम बिजली की आवश्यकता, कुशल AlInGaP प्रौद्योगिकी द्वारा संचालित।
- बढ़ी हुई विश्वसनीयता: सॉलिड-स्टेट निर्माण लंबे परिचालन जीवन और झटके एवं कंपन के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है।
- गुणवत्ता आश्वासन: उपकरणों को चमकदार तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जिससे उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित होते हैं।
- पर्यावरण अनुपालन: यह उत्पाद एक लीड-मुक्त पैकेज में पेश किया जाता है जो RoHS (खतरनाक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन करता है।
1.2 डिवाइस पहचान
पार्ट नंबर LTC-2721JD विशेष रूप से AlInGaP हाई-एफिशिएंसी रेड एलईडी का उपयोग करने वाले मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड डिस्प्ले को दर्शाता है, जिसमें दाईं ओर दशमलव बिंदु होता है। यह कॉन्फ़िगरेशन माइक्रोकंट्रोलर I/O पिनों की कम संख्या के साथ कई अंकों को ड्राइव करने के लिए मानक है।
2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या
यह खंड डिस्प्ले के प्रदर्शन और संचालन सीमाओं को परिभाषित करने वाले महत्वपूर्ण पैरामीटर्स का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये तनाव सीमाएँ हैं जिन्हें किसी भी परिस्थिति में, यहाँ तक कि क्षणिक रूप से भी, पार नहीं किया जाना चाहिए। इन सीमाओं पर या उससे आगे संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है।
- Power Dissipation per Segment: 70 mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे एकल सेगमेंट सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA. यह केवल पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में मल्टीप्लेक्सिंग के लिए अनुमत है।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA. परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर यह करंट 0.33 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम निरंतर करंट लगभग होगा: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
- तापमान सीमा: संचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C तक है।
- सोल्डरिंग की शर्तें: वेव या हैंड सोल्डरिंग सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (≈1.59 मिमी) नीचे की जानी चाहिए। अनुशंसित अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 5 सेकंड के लिए 260°C या 5 सेकंड के भीतर मैन्युअल सोल्डरिंग के लिए 350°C ±30°C है।
2.2 Electrical & Optical Characteristics
ये Ta=25°C और निर्दिष्ट अग्र धारा (IF) पर मापे गए सामान्य प्रदर्शन मापदंड हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV): IF=1mA पर 200 से 600 μcd (माइक्रोकैंडेला) तक होता है। प्रदर्शन को तीव्रता के लिए बिन किया गया है, जिसका अर्थ है कि भागों को सुनिश्चित स्थिरता के लिए मापित आउटपुट के आधार पर समूहों में वर्गीकृत किया जाता है।
- प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): आमतौर पर 2.6V, IF=20mA पर अधिकतम 2.6V के साथ। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइविंग सर्किट पर्याप्त वोल्टेज प्रदान कर सकता है।
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λp): 656 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर ऑप्टिकल आउटपुट पावर सबसे अधिक होती है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 640 nm. यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली एकल तरंगदैर्ध्य है, जो रंग (लाल) को परिभाषित करती है।
- स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ): 22 nm. यह उत्सर्जित लाल प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है।
- Reverse Current per Segment (IR): Maximum 100 μA at VR=5V. Critical Note: यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है। डिवाइस को निरंतर रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, और ऐसी स्थिति को ड्राइविंग सर्किट द्वारा रोका जाना चाहिए।
- Luminous Intensity Matching Ratio: समान प्रकाश क्षेत्र के भीतर खंडों के लिए अधिकतम 2:1। यह सुनिश्चित करता है कि एक अंक के सभी खंडों में चमक एक समान रहे।
- Cross Talk: ≤2.5% के रूप में निर्दिष्ट। यह एक आसन्न सेगमेंट के चालित होने पर किसी सेगमेंट के अनपेक्षित प्रकाशन को संदर्भित करता है, जो न्यूनतम होना चाहिए।
3. Mechanical & Package Information
3.1 Package Dimensions and Tolerances
डिस्प्ले एक मानक ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) फुटप्रिंट का अनुपालन करता है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर (mm) में हैं।
- सामान्य सहनशीलता ±0.20 मिमी है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न किया गया हो।
- पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता ±0.4 मिमी है।
- गुणवत्ता नियंत्रण सीमाएं foreign material (≤10 mils), ink contamination (≤20 mils), bending (≤1% of reflector length), और segment में bubbles (≤10 mils) के लिए परिभाषित की गई हैं।
- पिनों के लिए अनुशंसित पीसीबी छिद्र व्यास 1.30 मिमी है।
3.2 Pinout and Internal Circuit
LTC-2721JD एक मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड डिस्प्ले है। इसमें तीन कॉमन कैथोड पिन (प्रत्येक अंक के लिए एक: पिन 2, 5, 8) और प्रत्येक सेगमेंट (A-G, DP) तथा कोलन सेगमेंट (L1, L2, L3) के लिए अलग-अलग एनोड पिन हैं। पिन 13 तीन कोलन एलईडी के लिए एक कॉमन कैथोड है। यह आर्किटेक्चर एक माइक्रोकंट्रोलर को किसी विशिष्ट अंक को प्रकाशित करने की अनुमति देता है, उसके कॉमन कैथोड को ग्राउंड करते हुए वांछित सेगमेंट एनोड को फॉरवर्ड वोल्टेज लगाकर। अंकों के माध्यम से तेजी से चक्रण (मल्टीप्लेक्सिंग) करके, सभी तीन अंक लगातार जलते हुए प्रतीत होते हैं। पिन कनेक्शन इस प्रकार हैं: 1(D), 2(CC1), 3(DP), 4(E), 5(CC2), 6(C/L3), 7(G), 8(CC3), 9(NC), 10-11(NP), 12(B/L2), 13(CC L1/L2/L3), 14(NP), 15(A/L1), 16(F).
4. प्रदर्शन वक्र और विशेषताएँ
डेटाशीट में विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का संदर्भ दिया गया है (हालाँकि प्रदान किए गए पाठ में प्रदर्शित नहीं)। मानक LED व्यवहार और दिए गए मापदंडों के आधार पर, ये वक्र आम तौर पर दर्शाते हैं:
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र): घातीय संबंध दर्शाता है, जिसमें 20mA पर विशिष्ट VF 2.6V का मान होता है।
- Luminous Intensity vs. Forward Current: दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन अधिकतम रेटिंग तक, धारा के साथ बढ़ता है।
- Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: Shows the derating of light output as temperature increases, a critical factor for design.
- Spectral Distribution: 656 nm (शिखर) और 640 nm (प्रमुख) के आसपास केंद्रित तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को दर्शाने वाला एक ग्राफ।
5. विश्वसनीयता परीक्षण
यह उपकरण मजबूती और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए सैन्य (MIL-STD), जापानी (JIS), और आंतरिक मानकों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है।
- ऑपरेशन लाइफ (आरटीओएल): कमरे के तापमान पर अधिकतम रेटेड करंट पर 1000 घंटे।
- पर्यावरणीय तनाव: इसमें उच्च तापमान/आर्द्रता भंडारण (65°C/90-95% RH पर 500 घंटे), उच्च तापमान भंडारण (105°C पर 1000 घंटे), और निम्न तापमान भंडारण (-35°C पर 1000 घंटे) शामिल हैं।
- Thermal Cycling & Shock: तापमान चक्रण (-35°C और 105°C के बीच 30 चक्र) और थर्मल शॉक (-35°C और 105°C के बीच 30 चक्र) परीक्षण तेजी से तापमान परिवर्तन के प्रति लचीलापन जांचते हैं।
- सोल्डरबिलिटी: सोल्डर रेजिस्टेंस (260°C पर 10 सेकंड) और सोल्डरबिलिटी (245°C पर 5 सेकंड) परीक्षण असेंबली प्रक्रियाओं को सहन करने की पैकेज की क्षमता को मान्य करते हैं।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 Automated Soldering
वेव सोल्डरिंग के लिए, अनुशंसित शर्त यह है कि लीड्स को सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (1.59 मिमी) की गहराई तक 260°C पर अधिकतम 5 सेकंड के लिए डुबोया जाए। इस प्रक्रिया के दौरान डिस्प्ले का बॉडी तापमान अधिकतम भंडारण तापमान से अधिक नहीं होना चाहिए।
6.2 Manual Soldering
सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करते समय, टिप को लीड (फिर से, सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच नीचे) से 350°C ±30°C के तापमान पर 5 सेकंड से अधिक समय तक संपर्क नहीं करना चाहिए। जॉइंट और पैकेज बॉडी के बीच लीड पर हीटसिंक का उपयोग करना एक अच्छा अभ्यास है।
7. महत्वपूर्ण अनुप्रयोग सावधानियाँ और डिज़ाइन विचार
महत्वपूर्ण: विश्वसनीय संचालन और समय से पहले विफलता को रोकने के लिए इन सावधानियों का पालन आवश्यक है।
- इच्छित उपयोग: सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (विमानन, चिकित्सा, आदि) के लिए परामर्श आवश्यक है।
- रेटिंग अनुपालन: The driving circuit must सुनिश्चित करें कि पूर्ण अधिकतम रेटिंग (धारा, वोल्टेज, शक्ति, तापमान) कभी भी पार नहीं की जाती है। अनुपालन न करने के परिणामस्वरूप होने वाली क्षति के लिए निर्माता जिम्मेदार नहीं है।
- धारा और तापीय प्रबंधन: अनुशंसित अग्र धारा या कार्यशील तापमान को पार करने से प्रकाश उत्पादन में गंभीर, अपरिवर्तनीय गिरावट आएगी और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
- सर्किट सुरक्षा: ड्राइविंग सर्किट में रिवर्स वोल्टेज और वोल्टेज ट्रांसिएंट्स के खिलाफ सुरक्षा शामिल होनी चाहिए जो पावर-अप या शटडाउन के दौरान हो सकते हैं। करंट को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर अनिवार्य है।
- ड्राइविंग विधि: कॉन्स्टेंट करंट ड्राइविंग की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है over constant voltage driving. This ensures consistent luminous intensity regardless of minor variations in forward voltage (VF) between segments or units and provides inherent protection against current spikes. For multiplexed operation, the peak current must be calculated based on duty cycle to ensure the average current per segment remains within limits.
8. व्यावहारिक अनुप्रयोग परिदृश्य और डिज़ाइन नोट्स
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग
- Digital Multimeters (DMMs) & Test Equipment: Providing clear numeric readouts for voltage, current, and resistance.
- Industrial Timers & Counters: बीता हुआ समय, उत्पादन गणना, या सेटपॉइंट प्रदर्शित करना।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: घड़ियाँ, ऑडियो उपकरण डिस्प्ले, रसोई उपकरण रीडआउट्स।
- इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल: तापमान, दबाव या गति जैसे सेंसर डेटा को एक संक्षिप्त प्रारूप में प्रदर्शित करने के लिए।
8.2 डिज़ाइन कार्यान्वयन केस स्टडी
परिदृश्य: माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके 3-अंकीय वोल्टमीटर डिस्प्ले डिजाइन करना।
- मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर: माइक्रोकंट्रोलर सेगमेंट एनोड (A-G, DP) के लिए 7-8 I/O पिन और डिजिट कैथोड (CC1, CC2, CC3) के लिए 3 I/O पिन (ओपन-ड्रेन/लो-आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर) का उपयोग करेगा।
- करंट लिमिटिंग: प्रत्येक सेगमेंट एनोड लाइन के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाएं। रेसिस्टर मान (R) की गणना इस प्रकार की जाती है: R = (Vआपूर्ति - VF) / IF. 5V आपूर्ति के लिए, VF=2.6V, और एक वांछित IF 10 mA का: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω। निकटतम मानक मान का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, 220 Ω या 270 Ω)।
- मल्टीप्लेक्स टाइमिंग: माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम करें ताकि वह एक समय में एक अंक के कैथोड को सक्रिय करे, उस अंक के लिए आवश्यक सेगमेंट को प्रकाशित करे, थोड़ी देर प्रतीक्षा करे (उदाहरण के लिए, 2-5 ms), और फिर अगले अंक पर आगे बढ़े। 50-200 Hz की रिफ्रेश दर दृश्यमान फ्लिकर को रोकती है।
- पीक करंट चेक: यदि 10% ड्यूटी साइकिल (3 अंक) का उपयोग किया जा रहा है, तो सक्रिय समय के दौरान पीक करंट अधिक हो सकता है। एक औसत IF 10 mA के, शिखर 1/3 ड्यूटी साइकिल के दौरान करंट 30 mA होगा। इसे पीक फॉरवर्ड करंट (90 mA) के लिए अब्सोल्यूट मैक्सिमम रेटिंग और ऑपरेटिंग तापमान पर कंटीन्यूअस करंट डेरेटिंग के विरुद्ध जांचना चाहिए।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
LTC-2721JD के प्राथमिक लाभ इसकी AlInGaP तकनीक से उत्पन्न होते हैं:
- vs. पारंपरिक GaAsP/GaP रेड एलईडी: AlInGaP प्रकाश उत्पादन दक्षता में काफी अधिक प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर अधिक चमक या समान चमक पर कम बिजली खपत होती है। यह बेहतर तापमान स्थिरता और रंग शुद्धता भी प्रदान करता है।
- बनाम बड़े डिस्प्ले: 0.28-इंच का आकार बहुत छोटे (0.2-इंच) डिस्प्ले, जिन्हें पढ़ना मुश्किल हो सकता है, और बड़े (0.5-इंच या अधिक) डिस्प्ले, जो अधिक बिजली और बोर्ड क्षेत्र की खपत करते हैं, के बीच एक आदर्श संतुलन प्रदान करता है।
- कॉमन कैथोड बनाम कॉमन एनोड: माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संचालित प्रणालियों में कॉमन कैथोड विन्यास अक्सर पसंद किया जाता है, क्योंकि वे आम तौर पर करंट सोर्स करने (पिन को हाई ड्राइव करने) की तुलना में करंट सिंक करने (पिन को लो ड्राइव करने) में अधिक प्रभावी होते हैं।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
10.1 क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
उत्तर: संभवतः, लेकिन सावधानी के साथ। सामान्य फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.6V है। 3.3V सप्लाई के साथ, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के लिए केवल 0.7V का हेडरूम बचता है। VF और आपूर्ति वोल्टेज। स्थिर चमक सुनिश्चित करने के लिए 3.3V संचालन के लिए एक निरंतर-धारा ड्राइवर सर्किट अत्यधिक अनुशंसित है। ड्राइवर के बिना सीधे 3.3V GPIO पिन से कनेक्शन करने पर यदि VF अपनी सीमा के निचले छोर पर है तो अधिक धारा का जोखिम है।
10.2 तापमान के साथ अधिकतम निरंतर धारा (current) का रेटिंग कम क्यों हो जाता है?
उत्तर: यह एलईडी के अग्र वोल्टेज के नकारात्मक तापमान गुणांक और पैकेज की भौतिक सीमाओं के कारण है। तापमान बढ़ने पर, आंतरिक दक्षता गिरती है, और अधिक विद्युत शक्ति प्रकाश के बजाय ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। यदि धारा कम नहीं की जाती है, तो जंक्शन तापमान अनियंत्रित रूप से बढ़ सकता है (थर्मल रनअवे), जिससे तेजी से अवक्रमण और विफलता हो सकती है। इसे रोकने के लिए डीरेटिंग वक्र (0.33 mA/°C) प्रदान किया गया है।
10.3 "categorized for luminous intensity" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका अर्थ है कि डिस्प्ले का उत्पादन के बाद परीक्षण किया जाता है और उन्हें विभिन्न चमक (ब्राइटनेस) श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक बैच की चमक IV 200-300 μcd से, दूसरे की 300-400 μcd से, आदि हो सकती है। इससे बड़ी मात्रा में खरीदारी करने वाले डिजाइनर अपने उत्पाद में सभी इकाइयों की एक समान चमक सुनिश्चित कर सकते हैं। विशिष्ट बिन कोड अक्सर पैकेज पर अंकित होता है (मॉड्यूल मार्किंग में "Z: BIN CODE" के रूप में संदर्भित)।
11. Operating Principle and Technology Trends
11.1 मूल संचालन सिद्धांत
A seven-segment LED display is an array of light-emitting diodes arranged in a figure-eight pattern. Each segment (A through G) is an individual LED. By applying a forward bias voltage (exceeding the diode's VF) और एक रोकनेवाला या स्थिर-धारा स्रोत के साथ धारा को सीमित करके, इलेक्ट्रॉन और होल AlInGaP अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे सामग्री की विशेषता वाली तरंगदैर्ध्य—इस मामले में, लाल (~640 nm)—पर फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। मल्टीप्लेक्सिंग मानव आँख के दृष्टि संबंधी दृढ़ता का लाभ उठाती है, जिसमें एक समय में केवल एक अंक को प्रकाशित किया जाता है लेकिन उनके बीच इतनी तेजी से चक्रण किया जाता है कि वे सभी एक साथ चालू प्रतीत होते हैं।
11.2 उद्देश्य प्रौद्योगिकी संदर्भ
AlInGaP लाल, नारंगी और पीले एलईडी के लिए एक परिपक्व और अत्यधिक अनुकूलित सामग्री प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है। यह उत्कृष्ट दक्षता और विश्वसनीयता प्रदान करता है। डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में प्रवृत्ति उच्च एकीकरण (जैसे, डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले, OLED, माइक्रो-एलईडी) और ड्राइवर आईसी के साथ सीधे एकीकरण की ओर है। हालांकि, LTC-2721JD जैसे असतत सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले अपनी सरलता, कम लागत, उच्च चमक, मजबूती और उन अनुप्रयोगों में उपयोग में आसानी के कारण अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जहां केवल संख्यात्मक डेटा दिखाने की आवश्यकता होती है। उनका डिजाइन अच्छी तरह से समझा जाता है, और वे कम लागत वाले माइक्रोकंट्रोलर के साथ आसानी से इंटरफेस करते हैं, जो निकट भविष्य के लिए औद्योगिक, उपभोक्ता और इंस्ट्रुमेंटेशन क्षेत्रों में उनके निरंतर उपयोग को सुनिश्चित करता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्व क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | यह सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक सफेदी/ठंडक। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | LED को चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े LED के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | Peak current tolerable for short periods, used for dimming or flashing. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे LED सहन कर सकता है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रति प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), उदाहरण के लिए, 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक चमक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग पर चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| प्रकाश प्रवाह बिन | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | कोड उदाहरणार्थ, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान की सुविधा प्रदान करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों द्वारा समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सख्त हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | एलईडी जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |