LTST-C170KRKT लाल SMD एलईडी डेटाशीट - अल्ट्रा ब्राइट AlInGaP - 20mA - 2.4V - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप तकनीक का उपयोग करने वाले एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट एलईडी के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में है जिन्हें एक विश्वसनीय, चमकीले लाल संकेतक प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है। इसके मुख्य लाभों में पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन, उच्च चमकदार तीव्रता और आधुनिक स्वचालित असेंबली तथा सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता शामिल है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए डिवाइस को सख्त पर्यावरणीय और विद्युत सीमाओं के भीतर काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर 30 mA रेटेड है। 50°C से अधिक तापमान पर, अनुमेय डीसी करंट को तापमान में प्रति डिग्री सेल्सियस वृद्धि पर 0.4 mA की दर से रैखिक रूप से कम करना होगा। अधिकतम शक्ति अपव्यय 75 mW है। डिवाइस 5 V तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -55°C से +85°C तक निर्दिष्ट है, जो इसे विभिन्न प्रकार के वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

मुख्य प्रदर्शन मापदंड Ta=25°C और 20 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) के एक मानक परीक्षण स्थिति पर मापे जाते हैं। चमकदार तीव्रता (Iv) का विशिष्ट मान 54.0 मिलिकैंडेला (mcd) है, जिसका निर्दिष्ट न्यूनतम मान 18.0 mcd है। देखने का कोण (2θ1/2), जिसे वह पूर्ण कोण परिभाषित किया गया है जिस पर तीव्रता अपने ऑन-एक्सिस मान से आधी हो जाती है, 130 डिग्री है, जो प्रकाश का एक विस्तृत क्षेत्र प्रदान करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd), जो अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है, 631 nm है, जो इसे लाल स्पेक्ट्रम में रखता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) आमतौर पर 20 mA पर अधिकतम 2.4 V के साथ 2.4 V मापता है। रिवर्स करंट (Ir) पूर्ण 5 V रिवर्स बायस पर अधिकतम 10 μA तक सीमित है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

अनुप्रयोगों में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, इन एलईडी के चमकदार आउटपुट को विशिष्ट तीव्रता बिन में वर्गीकृत किया जाता है। बिनिंग 20 mA पर मापी गई चमकदार तीव्रता पर आधारित है। उपलब्ध बिन कोड हैं: M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), और R (112.0-180.0 mcd)। प्रत्येक तीव्रता बिन पर +/-15% का सहनशीलता लागू होती है। यह प्रणाली डिजाइनरों को उन घटकों का चयन करने की अनुमति देती है जो उनके अनुप्रयोग के लिए सटीक चमक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जिससे कई एलईडी का उपयोग करने वाले उत्पादों में दृश्य एकरूपता सुनिश्चित होती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा का संदर्भ दिया गया है (जैसे, स्पेक्ट्रल उत्सर्जन के लिए चित्र.1, देखने के कोण के लिए चित्र.6), प्रदान किया गया सारणीबद्ध डेटा महत्वपूर्ण विश्लेषण की अनुमति देता है। फॉरवर्ड करंट और चमकदार तीव्रता के बीच संबंध आमतौर पर AlInGaP एलईडी के लिए सुपर-लीनियर होता है, जिसका अर्थ है कि एक सीमा तक करंट के साथ चमक आनुपातिक रूप से अधिक बढ़ती है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ लघुगणकीय संबंध दिखाता है। 20 nm की स्पेक्ट्रल हाफ-विड्थ अपेक्षाकृत शुद्ध, संतृप्त लाल रंग को इंगित करती है। प्रदर्शन परिवेश तापमान के साथ बदलेगा; चमकदार तीव्रता आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटती है, जबकि फॉरवर्ड वोल्टेज थोड़ा कम हो जाता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

एलईडी एक मानक EIA-संगत सतह-माउंट पैकेज में रखी गई है। विस्तृत आयामी चित्र सटीक लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और लीड स्थितियों को निर्दिष्ट करते हैं। लेंस पानी की तरह साफ है, जो आंतरिक अवशोषण को कम करके प्रकाश आउटपुट को अधिकतम करता है। घटक को 8mm चौड़ी टेप पर आपूर्ति की जाती है, जो 7-इंच व्यास के रीलों पर लपेटी जाती है, जो स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के लिए मानक है। टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 का अनुपालन करते हैं, जो उद्योग-मानक फीडरों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग

डिवाइस इन्फ्रारेड (IR) और वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं दोनों के साथ संगत है, जो उच्च-मात्रा पीसीबी असेंबली के लिए आवश्यक हैं। लीड-फ्री (Pb-मुक्त) सोल्डर के लिए एक सुझाई गई रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर में 150-200°C तक का प्री-हीट ज़ोन, 260°C से अधिक नहीं का पीक बॉडी तापमान और 260°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित शामिल हैं। एलईडी इस रीफ्लो चक्र को अधिकतम दो बार सहन कर सकती है।

6.2 मैनुअल सोल्डरिंग और भंडारण

यदि आयरन के साथ मैनुअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और संपर्क समय प्रति पैड 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए, केवल एक बार के लिए। भंडारण के लिए, एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं के वातावरण में रखा जाना चाहिए। अपनी मूल नमी-अवरोधक पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को 672 घंटे (28 दिन) के भीतर रीफ्लो किया जाना चाहिए। यदि भंडारण इस अवधि से अधिक हो जाता है, तो असेंबली से पहले लगभग 60°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग प्रक्रिया की सिफारिश की जाती है ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि पोस्ट-सोल्डर सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग किया जाना चाहिए। एलईडी को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर का उपयोग प्लास्टिक पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

मानक पैकेजिंग 3000 टुकड़ों वाला एक 7-इंच रील है। एक पूर्ण रील से कम मात्रा के लिए, शेष मात्रा के लिए 500 टुकड़ों का न्यूनतम पैक उपलब्ध है। टेप सिस्टम सुनिश्चित करता है कि घटक सही ढंग से उन्मुख और अलग हों। पैकेजिंग विनिर्देश नोट करते हैं कि कैरियर टेप में खाली पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है, और अधिकतम दो लगातार लापता घटकों की अनुमति है, जो स्वचालित हैंडलिंग के लिए मानक गुणवत्ता आश्वासन हैं।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 ड्राइव सर्किट डिजाइन

एलईडी करंट-संचालित डिवाइस हैं। समानांतर में कई एलईडी चलाते समय एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। बिना अलग रेसिस्टर के एलईडी को सीधे समानांतर में चलाना (सर्किट मॉडल B) अनुशंसित नहीं है, क्योंकि एक एलईडी से दूसरे में फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) विशेषता में मामूली भिन्नता करंट शेयरिंग में महत्वपूर्ण अंतर पैदा कर सकती है और परिणामस्वरूप, चमक में अंतर आ सकता है।

8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

यह घटक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय लागू किए जाने चाहिए। इनमें ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप और कार्य सतहों, एंटी-स्टेटिक दस्ताने और आयनाइज़र का उपयोग शामिल है ताकि प्लास्टिक लेंस पर जमा होने वाले स्थैतिक आवेश को बेअसर किया जा सके। ESD क्षति उच्च रिवर्स लीकेज करंट, असामान्य रूप से कम फॉरवर्ड वोल्टेज या कम करंट पर प्रकाशित न होने के रूप में प्रकट हो सकती है। ESD क्षति के लिए एक सरल परीक्षण 0.1mA के बहुत कम परीक्षण करंट पर प्रकाश और 1.4V से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज की जांच करना है।

8.3 अनुप्रयोग दायरा और सावधानियाँ

यह एलईडी सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों में उपयोग के लिए है। यह सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन या योग्य नहीं है जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (जैसे, विमानन, चिकित्सा जीवन-समर्थन, परिवहन सुरक्षा प्रणाली)। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, उचित विश्वसनीयता योग्यताओं वाले घटकों को प्राप्त किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और भेदभाव

AlInGaP अर्धचालक सामग्री का उपयोग एक प्रमुख भेदभावक है। मानक GaP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP एलईडी काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट के लिए बहुत अधिक चमकदार आउटपुट मिलता है। 130-डिग्री चौड़ा देखने का कोण उन अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है जिन्हें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है। उच्च-तापमान, लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल के साथ संगतता इसे एक आधुनिक घटक बनाती है जो RoHS-अनुपालन विनिर्माण लाइनों के लिए उपयुक्त है। परिभाषित बिनिंग संरचना चमक स्थिरता का एक स्तर प्रदान करती है जो मल्टी-एलईडी डिस्प्ले और संकेतक पैनलों के लिए महत्वपूर्ण है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?

उत्तर: पीक वेवलेंथ (λP) वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट सबसे अधिक होता है (विशिष्ट 639 nm)। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) CIE रंग चार्ट से प्राप्त होता है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो प्रकाश के अनुभव किए गए रंग से सबसे अच्छा मेल खाता है (631 nm)। रंग विनिर्देश के लिए डोमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को इसके अधिकतम डीसी करंट 30mA पर लगातार चला सकता हूँ?

उत्तर: हाँ, लेकिन केवल तभी जब परिवेश तापमान 25°C या उससे कम हो। उच्च परिवेश तापमान पर, करंट को 50°C से ऊपर 0.4 mA/°C के डीरेटिंग फैक्टर के अनुसार कम करना होगा ताकि अधिकतम जंक्शन तापमान को पार करने और विश्वसनीयता से समझौता करने से बचा जा सके।

प्रश्न: समानांतर में प्रत्येक एलईडी के लिए एक अलग श्रृंखला रेसिस्टर की सिफारिश क्यों की जाती है?

उत्तर: एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में उत्पादन सहनशीलता होती है। अलग रेसिस्टर के बिना, थोड़ा कम Vf वाली एलईडी अनुपातहीन रूप से अधिक करंट खींचेगी, जिससे वे अधिक चमकदार हो जाएंगी और संभावित रूप से ओवरहीट हो सकती हैं, जबकि अधिक Vf वाली एलईडी मंद हो जाएंगी। रेसिस्टर प्रत्येक एलईडी के लिए एक सरल करंट रेगुलेटर के रूप में कार्य करता है।

11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग उदाहरण

उदाहरण 1: स्टेटस इंडिकेटर पैनल:एक कंट्रोल पैनल को दस समान रूप से चमकदार लाल स्टेटस इंडिकेटर की आवश्यकता है। डिजाइनर दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए एक ही तीव्रता बिन (जैसे, बिन P) से एलईडी का चयन करता है। प्रत्येक एलईडी एक श्रृंखला रेसिस्टर के माध्यम से 5V आपूर्ति द्वारा संचालित होती है। रेसिस्टर मान की गणना R = (Vsupply - Vf_LED) / I_LED के रूप में की जाती है। 2.4V के विशिष्ट Vf और 20mA के लक्ष्य करंट का उपयोग करते हुए, R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 ओम। प्रत्येक एलईडी के लिए स्वतंत्र रूप से एक मानक 130Ω या 150Ω रेसिस्टर का उपयोग किया जाएगा।

उदाहरण 2: उच्च-तापमान वातावरण:एक एलईडी एक एन्क्लोजर के अंदर आवश्यक है जहां पीसीबी के पास स्थानीय परिवेश तापमान 70°C मापा गया है। अधिकतम अनुमेय डीसी करंट को कम करना होगा। डीरेटिंग 50°C से शुरू होती है। 50°C से ऊपर तापमान वृद्धि 70°C - 50°C = 20°C है। करंट कमी = 20°C * 0.4 mA/°C = 8 mA। इसलिए, 70°C परिवेश तापमान पर अधिकतम सुरक्षित निरंतर करंट 30 mA - 8 mA = 22 mA है। ड्राइव सर्किट को इस करंट से अधिक न होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

इस एलईडी में प्रकाश उत्सर्जन AlInGaP सामग्री से बने एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर आधारित है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। इस पुनर्संयोजन के दौरान जारी ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। क्रिस्टल जालक में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है—इस मामले में, लाल। पानी की तरह साफ एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ

AlInGaP प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी और पीले एलईडी के लिए एक परिपक्व और अत्यधिक कुशल समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। इसका विकास पहले की तकनीकों से एक महत्वपूर्ण कदम आगे था, जो काफी बेहतर चमक और दक्षता प्रदान करता था। इंडिकेटर एलईडी में वर्तमान रुझान दक्षता (लुमेन प्रति वाट) को और बढ़ाने पर केंद्रित है, जिससे कम बिजली की खपत और कम गर्मी उत्पादन संभव होता है। प्रकाश आउटपुट को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए पैकेजों के लघुकरण की ओर भी एक प्रवृत्ति है। इसके अलावा, उद्योग कठोर असेंबली प्रक्रियाओं (जैसे उच्च-तापमान लीड-फ्री रीफ्लो) के साथ संगतता और ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सख्त विश्वसनीयता आवश्यकताओं पर जोर देता रहता है, जहां इस तरह के घटक आमतौर पर तैनात किए जाते हैं।