सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 प्रमुख विशेषताएं और लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions and Polarity
- 5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
- 6.2 भंडारण एवं प्रसंस्करण संबंधी सावधानियाँ
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 थर्मल प्रबंधन
- 8.3 ESD सुरक्षा
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 12. तकनीकी सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. उद्योग की प्रवृत्तियाँ और विकास
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ LTST-C193KRKT-2A की पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है, जो अत्यंत कम घटक ऊंचाई और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता वाले आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक उच्च-प्रदर्शन सरफेस माउंट चिप LED है। यह उपकरण उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है, जो चमकीली लाल रोशनी उत्सर्जित करने वाला एक अल्ट्रा-थिन LED है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य ऑप्टिकल प्रदर्शन या विनिर्माण क्षमता से समझौता किए बिना, सीमित स्थान वाले असेंबली में इसके एकीकरण को सक्षम करना है।
इस घटक का मुख्य लाभ इसकी 0.35mm की अत्यंत कम प्रोफ़ाइल ऊंचाई है, जो पतले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, डिस्प्ले और संकेतक लैंप अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह मानक स्वचालित सतह-माउंट असेंबली लाइनों और उच्च-मात्रा रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं (इन्फ्रारेड (IR) और वाष्प चरण सोल्डरिंग सहित) के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है। उत्पाद को हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है, RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देश का अनुपालन करता है, और पर्यावरण-अनुकूल डिज़ाइन तथा वैश्विक बाज़ार के लिए उपयुक्त है।
1.1 प्रमुख विशेषताएं और लक्षित बाजार
LTST-C193KRKT-2A में कई प्रमुख विशेषताएं हैं जो इसके अनुप्रयोग क्षेत्र को परिभाषित करती हैं। AlInGaP चिप का उपयोग इसके प्रदर्शन का मूल है, जो पारंपरिक लाल एलईडी सामग्री की तुलना में उच्च दीप्त प्रभावकारिता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। इसका पैकेजिंग EIA (Electronic Industries Alliance) मानक का पालन करता है, जो उद्योग डिज़ाइन लाइब्रेरी और असेंबली उपकरणों के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है।
इस एलईडी का लक्षित बाजार विस्तृत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को शामिल करता है। इसके मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण (प्रिंटर, स्कैनर, कॉपियर), संचार उपकरण (राउटर, मॉडेम, स्विच) और घरेलू उपकरण शामिल हैं जिन्हें स्थिति संकेत, की-बैकलाइट या कार्यात्मक प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। इसकी अल्ट्रा-थिन प्रकृति इसे पोर्टेबल उपकरणों, डिस्प्ले और टीवी के अल्ट्रा-नैरो बेज़ल, और किसी भी ऐसे अनुप्रयोग में विशेष रूप से आकर्षक बनाती है जहां Z-अक्ष ऊंचाई एक महत्वपूर्ण डिजाइन बाधा है। स्वचालित प्लेसमेंट और रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ इस उपकरण की संगतता इसे उच्च मात्रा, लागत-प्रभावी विनिर्माण के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों की गहन समझ विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और सिस्टम एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी विनिर्देश परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर परिभाषित किए गए हैं।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। ये संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।
- शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED पैकेज ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर अर्धचालक जंक्शन और एपॉक्सी लेंस को तापीय क्षति हो सकती है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA. लागू की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर अग्र धारा। स्पंद संचालन के लिए, विशिष्ट परिस्थितियों में (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) 80 mA तक की शिखर अग्र धारा की अनुमति है।
- अग्र धारा डीरेटिंग:25°C से, रैखिक डीरेटिंग 0.4 mA/°C। यह तापीय प्रबंधन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमत निरंतर धारा कम करनी चाहिए। उदाहरण के लिए, 50°C पर, अधिकतम धारा 30 mA - [0.4 mA/°C * (50-25)°C] = 20 mA होगी।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- ऑपरेटिंग एवं स्टोरेज तापमान सीमा:-55°C से +85°C। यह विस्तृत सीमा प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
- वेल्डिंग तापमान सहनशीलता:यह उपकरण 260°C वेव सोल्डरिंग के 5 सेकंड, 260°C इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के 5 सेकंड और 215°C वेपर फेज़ रीफ्लो सोल्डरिंग के 3 मिनट तक का सामना कर सकता है। ये मापदंड असेंबली प्रक्रिया विंडो को परिभाषित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये पैरामीटर LED की सामान्य कार्य स्थितियों में विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- दीप्त तीव्रता (Iv):परीक्षण धारा (IF) 2 mA पर, सीमा न्यूनतम 1.80 mcd से अधिकतम 11.2 mcd तक होती है। विशिष्ट यूनिट की तीव्रता उसके बिनिंग कोड (खंड 3 देखें) द्वारा निर्धारित की जाती है। माप एक ऐसे सेंसर का उपयोग करके किया जाता है जिसे CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने के लिए फिल्टर-सुधारित किया गया है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर चमकदार तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0 डिग्री) मान से आधी हो जाती है। इतना चौड़ा देखने का कोण उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें केंद्रित बीम के बजाय व्यापक, विसरित प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λP):639 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जब स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अपने अधिकतम मान पर पहुँचता है। यह लाल प्रकाश के अनुभूत रंग-संस्कार (ह्यू) को परिभाषित करता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):629 nm. CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम के अनुसार प्राप्त, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है। लाल AlInGaP LED के लिए, यह आमतौर पर शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ी छोटी होती है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm. यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रमी शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है। संख्या जितनी छोटी होगी, प्रकाश स्रोत की एकवर्णीयता उतनी ही बेहतर होगी।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):IF = 2 mA पर, यह 1.60 V से 2.20 V तक होता है। यह LED के कार्य करते समय इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए यह महत्वपूर्ण है। यह भिन्नता सामान्य सेमीकंडक्टर निर्माण सहनशीलता से उत्पन्न होती है।
- रिवर्स करंट (IR):VR = 5 V पर, अधिकतम 10 µA। यह डिवाइस के अपने अधिकतम रेटेड मान के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर प्रवाहित होने वाली अल्प लीकेज करंट है।
- कैपेसिटेंस (C):VF = 0V, f = 1 MHz पर, टाइपिकल वैल्यू 40 pF है। यह परजीवी कैपेसिटेंस उच्च-आवृत्ति स्विचिंग अनुप्रयोगों में प्रासंगिक हो सकती है।
- ESD थ्रेशोल्ड (HBM):1000 V। यह ह्यूमन बॉडी मॉडल रेटिंग LED की इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशीलता को दर्शाती है। इसे मध्यम संवेदनशील के रूप में वर्गीकृत किया गया है; उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना आवश्यक है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
अर्धचालक निर्माण में स्वाभाविक विविधताओं के प्रबंधन के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। LTST-C193KRKT-2A मुख्य रूप से ल्यूमिनस तीव्रता के लिए एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
तीव्रता को मानक परीक्षण स्थितियों IF = 2 mA के तहत मापा जाता है। यूनिटों को निम्नलिखित बिन में वर्गीकृत किया गया है:
- G ग्रेड:1.80 mcd (न्यूनतम) से 2.80 mcd (अधिकतम)
- H ग्रेड:2.80 mcd से 4.50 mcd
- J ग्रेड:4.50 mcd से 7.10 mcd
- K बिन:7.10 mcd से 11.20 mcd
प्रत्येक बिन की सीमाओं पर +/-15% सहनशीलता लागू की गई है। यह बिनिंग डिजाइनर को उनके अनुप्रयोग के लिए गारंटीकृत न्यूनतम चमक वाले LED का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे अंतिम उत्पाद की उपस्थिति में एकरूपता सुनिश्चित होती है, खासकर जब कई LED एक साथ उपयोग किए जाते हैं। महत्वपूर्ण रंग मिलान अनुप्रयोगों के लिए, विशिष्ट क्रोमैटिसिटी बिनिंग जानकारी के लिए निर्माता से परामर्श करने की सलाह दी जाती है, क्योंकि यह डेटाशीट मुख्य रूप से तीव्रता बिनिंग पर विस्तार से चर्चा करती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट सारणीबद्ध डेटा प्रदान करती है, लेकिन मजबूत डिजाइन के लिए विशेषता वक्रों के माध्यम से पैरामीटरों के बीच संबंधों को समझना महत्वपूर्ण है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच का संबंध गैर-रैखिक और घातांकीय होता है, जो डायोड की एक विशिष्ट विशेषता है। डेटाशीट में 2mA पर निर्दिष्ट VF रेंज 1.6V-2.2V एक महत्वपूर्ण कार्य बिंदु प्रदान करती है। डिजाइनरों को ध्यान देना चाहिए कि किसी दिए गए करंट के लिए, VF तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जिसका सरल रेसिस्टर करंट-लिमिटिंग सर्किट में खींचे गए करंट पर प्रभाव पड़ सकता है यदि इस पर उचित विचार न किया जाए।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
विशिष्ट कार्य सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन (चमकदार तीव्रता) लगभग आगे की धारा के समानुपाती होता है। हालांकि, दक्षता (प्रति वाट लुमेन) एक निश्चित धारा मान पर चरम पर पहुंच सकती है, और फिर तापीय और विद्युत प्रभावों के कारण गिरावट आ सकती है। अनुशंसित डीसी धारा या उससे कम धारा पर संचालन इष्टतम दक्षता और जीवनकाल सुनिश्चित करता है।
4.3 तापमान निर्भरता
LED का प्रदर्शन तापमान से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है। मुख्य प्रभावों में शामिल हैं:
- प्रकाश तीव्रता:आउटपुट जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग सीधे इस थर्मल प्रभाव का प्रबंधन करने से संबंधित है ताकि चमक और विश्वसनीयता बनी रहे।
- फॉरवर्ड वोल्टेज:VF आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है (नकारात्मक तापमान गुणांक)।
- तरंगदैर्ध्य:शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य तापमान बढ़ने के साथ हल्के से विस्थापित हो सकते हैं (आमतौर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर), जो सटीक अनुप्रयोगों में रंग धारणा को प्रभावित कर सकता है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions and Polarity
यह LED एक अत्यंत कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट पैकेज में संलग्न है। इसकी परिभाषित यांत्रिक विशेषता इसकी मात्र 0.35 mm की ऊंचाई है। डेटाशीट में लंबाई, चौड़ाई और ऑप्टिकल लेंस की स्थिति सहित विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किए गए हैं। यह पैकेज मानक चिप LED आकृति का अनुसरण करता है। ध्रुवीयता पैकेज पर अंकन या कटे हुए कोने द्वारा इंगित की जाती है। असेंबली के दौरान सही दिशा महत्वपूर्ण है, क्योंकि रिवर्स बायस लगाने से डिवाइस क्षतिग्रस्त हो सकता है।
5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए, एक विशिष्ट पैड लेआउट (पैड पैटर्न) का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। डेटाशीट में इन आयामों का उल्लेख किया गया है। इस लेआउट का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग (घटक का एक सिरा पैड से उठना) या मिसएलाइनमेंट जैसी समस्याओं को रोकने में मदद मिलती है। जमा किए गए सोल्डर पेस्ट की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए अधिकतम 0.10 मिमी की अनुशंसित स्टेंसिल मोटाई निर्दिष्ट की गई है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
डेटाशीट दो अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल प्रदान करती है: एक सामान्य (टिन-लीड) वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए और दूसरी लीड-फ्री वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए। लीड-फ्री प्रोफाइल में आमतौर पर उच्च चरम तापमान (जैसे 260°C) होता है, ताकि SAC (टिन-सिल्वर-कॉपर) जैसी लीड-फ्री मिश्र धातुओं के उच्च गलनांक को समायोजित किया जा सके। दोनों प्रोफाइल में महत्वपूर्ण पैरामीटर शामिल हैं:
- प्रीहीट/रैंप-अप:एक नियंत्रित हीटिंग चरण जो बोर्ड और घटकों को धीरे-धीरे गर्म करता है, तापीय आघात को कम करता है और सोल्डर पेस्ट के छींटों को रोकता है।
- सोक/प्री-रिफ्लो:एक तापमान पठार चरण जो सोल्डर पेस्ट में फ्लक्स को सक्रिय करता है, वाष्पशील पदार्थों को निकालता है, और संपूर्ण असेंबली के तापमान को संतुलित करता है।
- रिफ्लो/पीक:तापमान सोल्डर के लिक्विडस से अधिक होता है, जिससे वह पिघलता है, पैड और घटक टर्मिनलों को गीला करता है, और उचित धातुकर्मीय जोड़ बनाता है। लिक्विडस के ऊपर का समय (TAL) और पीक तापमान को LED की सहनशीलता सीमा (अधिकतम 260°C पर 5 सेकंड) के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- कूलिंग:नियंत्रित शीतलन प्रक्रिया, जो सोल्डर जोड़ों को जमने देती है और तापीय प्रतिबल को न्यूनतम करती है।
6.2 भंडारण एवं प्रसंस्करण संबंधी सावधानियाँ
सही भंडारण सोल्डर करने की क्षमता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। मूल नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकाले गए एलईडी हाइग्रोस्कोपिक होते हैं और नमी अवशोषित करते हैं। यदि उन्हें शुष्क पैकेजिंग के बाहर लंबे समय (672 घंटे या 28 दिन से अधिक) तक संग्रहीत किया जाता है, तो रिफ्लो से पहले उन्हें बेक करना (उदाहरण के लिए, 60°C पर 24 घंटे) आवश्यक है ताकि नमी दूर हो सके और उच्च तापमान सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव या पैकेज क्रैकिंग को रोका जा सके। दीर्घकालिक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें।
6.3 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का ही उपयोग करें। डेटाशीट सुझाव देती है कि इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में कमरे के तापमान पर एक मिनट से अधिक न डुबोएं। अपघर्षक या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग एपॉक्सी लेंस सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे धुंधलापन, दरारें या रंग परिवर्तन हो सकता है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
LTST-C193KRKT-2A स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्त उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति किया जाता है।
- टेप और रील:घटकों को एम्बॉस्ड कैरियर टेप में रखा जाता है और फिर कवर टेप से सील किया जाता है। कैरियर टेप की चौड़ाई 8 मिमी है।
- रील का आकार:व्यास 7 इंच।
- प्रति रील मात्रा:5000 पीस।
- न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (MOQ):शेष मात्रा 500 पीस है।
- पैकेजिंग मानक:ANSI/EIA-481-1-A विनिर्देश के अनुरूप, यह सुनिश्चित करता है कि यह सतह माउंट मशीन पर मानक फीडर के साथ संगत है।
पार्ट नंबर LTST-C193KRKT-2A स्वयं विशिष्ट उत्पाद विशेषताओं को कोडित करता है, हालांकि नामकरण समझौते के पूर्ण विवरण आमतौर पर एक अलग उत्पाद चयन मार्गदर्शिका में पाए जा सकते हैं।
8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
LED एक करंट-चालित उपकरण है। ड्राइवर सर्किट का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा करंट नियंत्रण है। श्रृंखला प्रतिरोध सबसे आम तरीका है, लेकिन इसके डिज़ाइन में सावधानी की आवश्यकता होती है।
श्रृंखला प्रतिरोध (RS) की गणना:
RS= (Vपावर सप्लाई- VF) / IF
जहाँ:
Vपावर सप्लाई= बिजली आपूर्ति वोल्टेज
VF= LED फॉरवर्ड वोल्टेज (रूढ़िवादी डिजाइन के लिए, डेटाशीट में अधिकतम मान 2.2V का उपयोग करें)
IF= आवश्यक फॉरवर्ड करंट (30 mA DC से कम या बराबर होना चाहिए)
उदाहरण:5V पावर सप्लाई और 20 mA लक्ष्य करंट के लिए:
RS= (5V - 2.2V) / 0.020 A = 140 Ω। निकटतम मानक मान (जैसे 150 Ω) चुना जाएगा, जिससे धारा थोड़ी कम होगी।
महत्वपूर्ण विचार - समानांतर कनेक्शन:एक ही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (डेटाशीट में सर्किट B) का उपयोग करके कई एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ने की अनुशंसा नहीं की जाती है। व्यक्तिगत एलईडी के I-V अभिलक्षणों में प्राकृतिक भिन्नताओं (एक ही बिन से भी) के कारण, एक एलईडी दूसरों की तुलना में काफी अधिक करंट ले सकती है, जिससे असमान चमक और व्यक्तिगत डिवाइस के अधिभार का जोखिम होता है। अनुशंसित अभ्यास प्रत्येक एलईडी के लिए एक अलग श्रृंखला रोकनेवाला (सर्किट A) का उपयोग करना है। कई एलईडी को कुशलतापूर्वक चलाने के लिए, कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव IC या समर्पित एलईडी ड्राइवर सर्किट बेहतर होते हैं।
8.2 थर्मल प्रबंधन
कम शक्ति के बावजूद, लंबी आयु और स्थिर प्रदर्शन के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। ऐसे डिज़ाइन में जहां LED के आसपास के परिवेश के तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि की उम्मीद है (उदाहरण के लिए, एक सील आवरण के अंदर, अन्य गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों के पास), 0.4 mA/°C के डिरेटिंग फैक्टर को लागू करना आवश्यक है। PCB लेआउट में पर्याप्त वायु प्रवाह या हीट सिंक डिज़ाइन सुनिश्चित करने से तापमान वृद्धि को कम करने में मदद मिलती है।
8.3 ESD सुरक्षा
ESD सीमा 1000V (HBM) होने के कारण, यह LED सामान्य स्थैतिक विद्युत निर्वहन से क्षतिग्रस्त हो सकता है। ESD सुरक्षा उपायों को लागू करना आवश्यक है:
- ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, संवाहक फ्लोर मैट और कलाई पट्टियों का उपयोग करें।
- घटकों को एंटी-स्टैटिक पैकेजिंग में संग्रहित और परिवहनित करें।
- यदि एलईडी किसी बाहरी इंटरफ़ेस से जुड़ी है जो ईएसडी घटनाओं के संपर्क में आ सकती है, तो पीसीबी पर ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन (टीवीएस) डायोड या अन्य सुरक्षा सर्किट शामिल करने पर विचार करें।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTST-C193KRKT-2A मुख्य रूप से अपने 0.35mm अल्ट्रा-थिन प्रोफ़ाइल के कारण बाज़ार में अलग दिखता है। यह आमतौर पर 0.6mm या 1.0mm ऊंचाई वाले मानक चिप एलईडी की तुलना में 40-65% कम है, जो नए औद्योगिक डिज़ाइनों को सक्षम बनाता है। AlInGaP तकनीक का उपयोग पुरानी GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) लाल एलईडी पर लाभ प्रदान करता है, जो उच्च दक्षता (प्रति mA अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर तापमान स्थिरता और अधिक संतृप्त, "शुद्ध" लाल रंग प्रदान करता है। लीड-मुक्त उच्च तापमान रिफ्लो प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे विनियामक आवश्यकताओं और आधुनिक उत्पादन लाइनों के अनुरूप, अग्रदूत बनाती है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
Q1: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
A: संभव है, लेकिन गणना की आवश्यकता है। आमतौर पर VF लगभग 1.9V होने पर, करंट को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला की आवश्यकता होती है। हालांकि, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि MCU पिन आवश्यक करंट (जैसे 20mA) प्रदान कर सके, और अपनी स्वयं की विशिष्टताओं से अधिक न हो। स्विच के रूप में ट्रांजिस्टर का उपयोग आमतौर पर एक सुरक्षित और अधिक लचीला तरीका है।
Q2: ल्यूमिनस तीव्रता इतने कम करंट (2mA) पर क्यों निर्दिष्ट की गई है?
A: 2mA कम करंट संकेतक LED के लिए मानक परीक्षण स्थिति है। यह विभिन्न उत्पादों के बीच तुलना की सुविधा प्रदान करता है और एक बेंचमार्क प्रदान करता है। उच्च करंट पर तीव्रता अधिक होगी, लेकिन संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं है, और दक्षता कम हो सकती है।
Q3: डेटाशीट एक बहुत चौड़ा देखने का कोण (130°) दिखाती है। अगर मुझे अधिक केंद्रित प्रकाश किरण की आवश्यकता है तो क्या करूं?
A: यह विशिष्ट पैकेजिंग चौड़े कोण वाले उत्सर्जन के लिए डिज़ाइन की गई है। संकीर्ण पुंज के लिए, आपको अलग पैकेजिंग वाला LED चुनना होगा (जैसे, छोटे लेंस या अंतर्निर्मित परावर्तक वाला पैकेज), या बाह्य द्वितीयक प्रकाशिकी (जैसे, समांतरक लेंस) का उपयोग करना होगा।
Q4: ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
A: अपने एप्लिकेशन के लिए आवश्यक न्यूनतम चमक के आधार पर, वांछित तीव्रता बिन (G, H, J या K) निर्दिष्ट करें। उदाहरण के लिए, यदि आपके डिज़ाइन को कम से कम 5.0 mcd की आवश्यकता है, तो आपको J बिन (4.50-7.10 mcd) या K बिन (7.10-11.20 mcd) ऑर्डर करना होगा। "स्टैंडर्ड ब्राइटनेस" ऑर्डर करने से कोई भी बिन प्राप्त हो सकता है, जिसके कारण आपके उत्पाद में चमक का मेल नहीं हो सकता।
11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
उदाहरण 1: पोर्टेबल उपकरण पर स्थिति संकेतक
पतले स्मार्टफोन या टैबलेट में, कांच या प्लास्टिक पैनल के पीछे स्थान अत्यंत सीमित होता है। LED की 0.35mm ऊंचाई इसे मुख्य PCB पर सीधे पतले लाइट गाइड प्लेट या डिफ्यूज़र फिल्म के नीचे रखने की अनुमति देती है, जिससे चार्जिंग स्थिति, नोटिफिकेशन अलर्ट या कैपेसिटिव बटन बैकलाइट के लिए उपकरण की मोटाई बढ़ाए बिना संकेत दिया जा सकता है।
उदाहरण 2: फिल्म स्विच बैकलाइट
फिल्म कीबोर्ड वाले औद्योगिक नियंत्रण पैनल या चिकित्सा उपकरणों के लिए, प्रत्येक कुंजी के नीचे समान प्रकाश व्यवस्था महत्वपूर्ण है। कई LTST-C193KRKT-2A एलईडी को स्विच पैनल के किनारों के चारों ओर रखा जा सकता है। इसका चौड़ा देखने का कोण पूरे कुंजी क्षेत्र में एक समान बैकलाइट बनाने में मदद करता है। प्रत्येक एलईडी के लिए अलग-अलग प्रतिरोधक के साथ ड्राइव विधि सुनिश्चित करती है कि सभी कुंजियों में VF अंतर की परवाह किए बिना एक समान चमक हो।
उदाहरण 3: अल्ट्रा-नैरो बेज़ल डिस्प्ले में एकीकरण
आधुनिक मॉनिटर और टीवी कुछ मिलीमीटर चौड़े बेज़ल की ओर प्रयासरत हैं। यह एलईडी डिस्प्ले पैनल के किनारे के साथ लगे फ्लेक्सिबल प्रिंटेड सर्किट (एफपीसी) पर स्थापित की जा सकती है, ताकि परिवेशी वातावरण प्रकाश व्यवस्था या सूक्ष्म पावर संकेतक प्रदान किया जा सके। यह स्टाइलिश और आकर्षक उपस्थिति प्राप्त करने में सहायता करता है, साथ ही पतले सिल्हूट को भी बनाए रखता है।
12. तकनीकी सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
LTST-C193KRKT-2A AlInGaP अर्धचालक तकनीक पर आधारित है। यह सामग्री प्रणाली एक सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल रूप से विकसित की जाती है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं, जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP में, यह पुनर्संयोजन मुख्य रूप से दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल से पीले-नारंगी भाग में फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। जालक में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस का विशिष्ट अनुपात बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करता है, जो उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य तय करता है। "वाटर क्लियर" लेंस आमतौर पर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के लिए पारदर्शी एपॉक्सी या सिलिकॉन से बना होता है और एक विशिष्ट प्रकाश आउटपुट पैटर्न (इस मामले में, चौड़े देखने के कोण) में ढाला जाता है।
13. उद्योग की प्रवृत्तियाँ और विकास
संकेतक और कार्यात्मक प्रकाश एलईडी के रुझान लघुकरण, उच्च दक्षता और अधिक एकीकरण की दिशा में विकसित होना जारी है। घटक की 0.35 मिमी ऊंचाई पतले पैकेजिंग के लिए निरंतर प्रयासों का प्रतिनिधित्व करती है। भविष्य के विकास में पतले चिप-स्केल पैकेज (CSP) शामिल हो सकते हैं, जहां एलईडी चिप को पारंपरिक प्लास्टिक पैकेजिंग के बिना सीधे स्थापित किया जाता है। ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों द्वारा प्रेरित, उच्च तापमान परिचालन स्थितियों में उच्च विश्वसनीयता और लंबी जीवन प्राप्त करना भी एक मजबूत प्रवृत्ति है। इसके अलावा, उन अनुप्रयोगों के लिए जहां रंग मिलान महत्वपूर्ण है, जैसे डिस्प्ले बैकलाइटिंग और वास्तुकला प्रकाश व्यवस्था, सटीक रंग स्थिरता और सख्त बिनिंग सहनशीलता की मांग बढ़ रही है। अंतर्निहित AlInGaP प्रौद्योगिकी में दक्षता बढ़ाने के लिए निरंतर सुधार किए जा रहे हैं, जो भविष्य की पीढ़ियों में दिए गए प्रकाश उत्पादन पर बिजली की खपत को कम करने की उम्मीद करता है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीले हैं या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य को निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक माप, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे कम समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता होती है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में ESD सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED 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। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (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। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की सीमा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता 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। |
चार। पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत होती है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | यह प्रकाशिकी, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |