सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Polarity Identification and Pad Design
- 6. Soldering and Assembly Guide
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
- 8.3 अनुप्रयोग दायरा और विश्वसनीयता
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. Industry Trends and Development
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C191KRKT एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है, जो आधुनिक सीमित-स्थान वाले इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह अल्ट्रा-थिन चिप LED श्रेणी में आता है और उन अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है जहाँ ऊर्ध्वाधर ऊँचाई एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन कारक है।
मुख्य लाभ:इस घटक का प्राथमिक लाभ इसकी अत्यंत कम 0.55 मिमी की ऊंचाई है, जो इसे अल्ट्रा-थिन उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, वियरेबल डिवाइस और पतली पैनलों के पीछे इंडिकेटर लाइट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। यह AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जो उच्च दक्षता, उच्च चमक और उच्च रंग शुद्धता वाला लाल प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। यह उपकरण RoHS (प्रतिबंधित पदार्थ) निर्देश का पूर्ण अनुपालन करता है, जिससे यह वैश्विक बाजार के लिए एक हरित उत्पाद बन जाता है।
लक्षित बाजार:यह LED मुख्य रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है जिन्हें अत्यंत छोटे स्थान में विश्वसनीय, चमकीले संकेत प्रदान करने की आवश्यकता होती है। विशिष्ट उपयोग के मामलों में स्मार्टफोन, टैबलेट, लैपटॉप, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड, औद्योगिक नियंत्रण पैनल और उपभोक्ता उपकरणों में स्थिति संकेतक शामिल हैं। स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों और अवरक्त रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता इसे बड़े पैमाने पर स्वचालित उत्पादन लाइनों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
यह खंड स्पेसिफिकेशन शीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय पैरामीटरों की विस्तृत और वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं, और सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।
- शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW। यह वह अधिकतम ऊष्मा है जिसे एलईडी पैकेज परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर अपव्ययित कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर अत्यधिक गर्म होने का जोखिम होता है, जिससे सेमीकंडक्टर जंक्शन का त्वरित क्षरण या विनाशकारी विफलता हो सकती है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA। लागू किया जा सकने वाला अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट। दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, मानक प्रथा एलईडी को इस अधिकतम मान से कम पर चलाना है, आमतौर पर 20mA की विशिष्ट परीक्षण स्थितियों पर कार्य करना।
- पीक फॉरवर्ड करंट:80 mA (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1ms)। यह रेटिंग अल्पकालिक, उच्च-धारा स्पंदों की अनुमति देती है, जिसका उपयोग मल्टीप्लेक्सिंग योजनाओं या तात्कालिक उच्च चमक प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन औसत धारा अभी भी DC रेटिंग का पालन करनी चाहिए।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V। इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लागू करने से LED के PN जंक्शन का तत्काल ब्रेकडाउन और क्षति हो सकती है।
- कार्य और भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +85°C। यह व्यापक सीमा औद्योगिक हिमीकरण वातावरण से लेकर उच्च तापमान वाले ऑटोमोटिव इंटीरियर जैसी विभिन्न कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में घटक की कार्यक्षमता और भंडारण अखंडता सुनिश्चित करती है।
2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर Ta=25°C और IF=20mA (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो) पर मापे गए हैं, जो सामान्य कार्यशील परिस्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv):54.0 mcd (टाइपिकल), 18.0 mcd (मिनिमम) से 180.0 mcd (मैक्सिमम) तक की रेंज। इस विस्तृत रेंज को बिनिंग सिस्टम (सेक्शन 3 देखें) के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी का मापन एक फिल्टर्ड सेंसर का उपयोग करके किया जाता है जो मानव आँख के फोटोपिक रिस्पॉन्स (CIE कर्व) से मेल खाता है।
- दृश्य कोण (2θ1/2):130 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता अक्षीय (0°) माप के आधे तक गिर जाती है। 130° का दृश्य कोण एक बहुत ही चौड़े उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है, जो ऑफ-एक्सिस स्थितियों से देखे जाने वाले संकेतक प्रकाशों के लिए उपयुक्त है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λP):639 nm (typical value). यह वह तरंगदैर्ध्य है जब स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अपने अधिकतम मान पर पहुँचता है, जो लाल प्रकाश के अनुभव किए जाने वाले रंग-स्वर (ह्यू) को निर्धारित करता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):631 nm (IF=20mA पर typical value). यह CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त एक क्रोमैटिक मात्रा है। यह उस मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो LED के रंग से मेल खाता है। रंग विनिर्देश के लिए, यह आमतौर पर पीक वेवलेंथ की तुलना में अधिक प्रासंगिक पैरामीटर होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (टिपिकल)। यह अधिकतम तीव्रता के आधे पर मापी गई स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (हाफ मैक्सिमम पर फुल विड्थ - FWHM) है। 20nm का मान इंगित करता है कि स्पेक्ट्रल उत्सर्जन अपेक्षाकृत संकीर्ण है, जो AlInGaP तकनीक की विशेषता है, जिसके परिणामस्वरूप संतृप्त लाल रंग उत्पन्न होता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.4 V (टिपिकल), 20mA पर अधिकतम 2.4V, न्यूनतम 2.0V। यह LED के संचालन के दौरान इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है, जो करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। डेटाशीट निर्दिष्ट करती है कि 50°C से ऊपर, फॉरवर्ड करंट को 0.4 mA/°C की दर से डेरेट किया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि अधिकतम अनुमत DC करंट तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है ताकि अत्यधिक गर्म होने से बचा जा सके।
- रिवर्स करंट (IR):10 μA (अधिकतम), VR=5V पर। यह डिवाइस द्वारा अपनी अधिकतम रेटिंग के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर बहने वाली नगण्य लीकेज करंट है।
- कैपेसिटेंस (C):40 pF (typical), at VF=0V, f=1MHz. This parasitic capacitance may be relevant in high-speed switching or multiplexing applications.
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
To manage natural variations in the semiconductor manufacturing process, LEDs are graded based on performance. The LTST-C191KRKT primarily uses a grading system for luminous intensity.
प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग:LED को 20mA पर मापी गई उनकी प्रकाश तीव्रता के आधार पर पाँच ग्रेड (M, N, P, Q, R) में वर्गीकृत किया गया है। प्रत्येक ग्रेड की परिभाषित न्यूनतम और अधिकतम सीमा होती है (उदाहरण के लिए, ग्रेड M: 18.0-28.0 mcd, ग्रेड R: 112.0-180.0 mcd)। डेटाशीट प्रत्येक तीव्रता ग्रेड के लिए +/-15% की सहनशीलता निर्दिष्ट करती है। यह प्रणाली डिजाइनर को उनके अनुप्रयोग के लिए समान चमक वाले LED का चयन करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, समान पैनल प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले उत्पाद एकल, सघन ग्रेड (जैसे ग्रेड P या Q) के LED निर्दिष्ट करेंगे, जबकि चमक मिलान की कम सख्त आवश्यकताओं वाले लागत-संवेदनशील अनुप्रयोग व्यापक मिश्रित ग्रेड का उपयोग कर सकते हैं।
प्रदान की गई सामग्री में, डेटाशीट मुख्य तरंगदैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए अलग ग्रेडिंग का संकेत नहीं देती है, यह दर्शाता है कि इन मापदंडों को प्रकाशित min/typ/max सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाता है, और इस विशिष्ट मॉडल के लिए आगे के ग्रेडिंग कोड की आवश्यकता नहीं है।
4. Performance Curve Analysis
Although specific charts are not presented in the text, the datasheet references typical characteristic curves. Based on standard LED behavior and given parameters, we can analyze the expected trends:
- I-V (Current-Voltage) Curve:20mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) का टाइपिकल मान 2.4V है। यह कर्व एक एक्सपोनेंशियल रिलेशनशिप दिखाएगा, "टर्न-ऑन" वोल्टेज (AlInGaP के लिए लगभग 1.8-2.0V) से नीचे लगभग कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा, उसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि के साथ करंट तेजी से बढ़ेगा। यह इस बात पर जोर देता है कि LED को करंट स्रोत या सीरीज करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर वाले वोल्टेज स्रोत द्वारा ही क्यों संचालित किया जाना चाहिए।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (Iv-IF):सामान्य ऑपरेटिंग रेंज में, ल्यूमिनस इंटेंसिटी लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। 20mA से कम करंट पर LED चलाने से चमक आनुपातिक रूप से कम हो जाएगी, जबकि अधिक करंट (अब्सोल्यूट मैक्सिमम तक) पर चलाने से चमक बढ़ेगी, लेकिन अधिक गर्मी भी उत्पन्न होगी और जीवनकाल कम हो सकता है।
- प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (Iv-Ta):AlInGaP LED का प्रकाश उत्पादन आमतौर पर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। यह उच्च तापमान पर आंतरिक क्वांटम दक्षता में कमी के कारण होता है। डेरेटिंग स्पेसिफिकेशन (50°C से ऊपर 0.4 mA/°C) प्रदर्शन और विश्वसनीयता पर इसके तापीय प्रभाव को काउंटर करने का एक प्रत्यक्ष उपाय है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:स्पेक्ट्रम 639 nm (λP) पर केंद्रित और 20 nm (Δλ) चौड़ाई वाला एक एकल शिखर दिखाएगा, जो शुद्ध लाल प्रकाश उत्सर्जन की पुष्टि करता है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
यह एलईडी ईआईए (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानकों के अनुरूप एक सरफेस माउंट पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है। इसकी प्रमुख यांत्रिक विशेषता 0.55 मिमी (एच) की ऊंचाई है, जो इसे "अल्ट्रा-थिन" मानक के अनुरूप बनाती है। अन्य मुख्य आयाम (लंबाई और चौड़ाई) इस प्रकार के चिप एलईडी के लिए विशिष्ट हैं, संभवतः लगभग 1.6 मिमी x 0.8 मिमी, लेकिन विशिष्ट ड्राइंग के लिए कृपया स्पेसिफिकेशन शीट देखें। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलता ±0.10 मिमी है।
5.2 Polarity Identification and Pad Design
स्पेसिफिकेशन शीट में सोल्डर पैड आयामों के लिए सिफारिशें शामिल हैं। विश्वसनीय सोल्डरिंग और टॉम्बस्टोनिंग को रोकने के लिए सही पैड लेआउट महत्वपूर्ण है। कैथोड (नकारात्मक पक्ष) को आमतौर पर चिह्नित किया जाता है, उदाहरण के लिए पैकेज बॉडी पर हरे रंग की टिंट या नॉच/चैम्फर द्वारा। अनुशंसित पैड डिज़ाइन में रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान समान हीटिंग और स्थिर यांत्रिक कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए एक थर्मल पैड पैटर्न शामिल होगा।
6. Soldering and Assembly Guide
डिवाइस की विश्वसनीयता बनाए रखने और असेंबली प्रक्रिया के दौरान क्षति को रोकने के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।
- रिफ्लो सोल्डरिंग:यह एलईडी इन्फ्रारेड रिफ्लो प्रक्रिया के साथ संगत है। निर्दिष्ट शर्तें हैं: 260°C शिखर तापमान, अधिकतम 5 सेकंड। थर्मल शॉक को कम करने के लिए 150-200°C पर, अधिकतम 120 सेकंड के प्रीहीट चरण की सिफारिश की जाती है। डिवाइस दो से अधिक रिफ्लो चक्रों के अधीन नहीं होना चाहिए।
- हैंड सोल्डरिंग:यदि आवश्यक हो, तो सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जा सकता है, जिसका टिप अधिकतम तापमान 300°C से अधिक न हो और प्रत्येक पिन का सोल्डरिंग समय 3 सेकंड से अधिक न हो। यह ऑपरेशन केवल एक बार किया जाना चाहिए।
- सफाई:केवल निर्दिष्ट क्लीनर का उपयोग किया जाना चाहिए। डेटाशीट के अनुसार, यदि सफाई आवश्यक है, तो इसे कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक समय तक नहीं डुबोना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन प्लास्टिक लेंस या एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
- भंडारण:एलईडी को 30°C से अधिक नहीं और 60% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। मूल नमी-रोधी पैकेजिंग से निकालने के बाद, इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग 672 घंटे (28 दिन, MSL 2a) के भीतर की जानी चाहिए। यदि मूल बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो इसे ड्रायर युक्त हर्मेटिक कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संरक्षित किया जाना चाहिए। यदि भंडारण 672 घंटे से अधिक हो, तो अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले कम से कम 20 घंटे के लिए 60°C पर बेक करना आवश्यक है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
LTST-C191KRKT स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्त उद्योग-मानक पैकेजिंग प्रारूप में उपलब्ध है।
- टेप और रील:डिवाइस 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर पैक किया गया है, रील का व्यास 13 इंच (330mm) है।
- पैकेज मात्रा:मानक रील में 5000 टुकड़े शामिल हैं। पूरी रील से कम मात्रा के लिए, शेष भाग की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है।
- पैकेजिंग मानक:पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है। खाली घटक जेबों को सील करने के लिए कैरियर टेप पर टॉप कवर का उपयोग किया जाता है। कैरियर टेप में लगातार गुम घटकों ("मिसिंग एलईडी") की अधिकतम अनुमेय संख्या दो है।
8. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
LED एक करंट-संचालित उपकरण है। इसकी चमक फॉरवर्ड करंट द्वारा नियंत्रित होती है, वोल्टेज द्वारा नहीं। कई LED (विशेष रूप से समानांतर कनेक्शन में) की चमक एकसमान सुनिश्चित करने के लिए,दृढ़तापूर्वक सुझाव दिया जाता हैप्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक समर्पित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) जोड़ें।
सर्किट मॉडल A (अनुशंसित):[Vcc] -- [Resistor] -- [LED] -- [GND]. यह कॉन्फ़िगरेशन व्यक्तिगत एलईडी के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के प्राकृतिक अंतर की क्षतिपूर्ति करती है। यहां तक कि समान वोल्टेज लागू करने पर, यदि VF थोड़ा कम वाले एलईडी को स्वतंत्र प्रतिरोधक के बिना समानांतर में जोड़ा जाता है, तो वह अधिक धारा खींचेगा और अधिक चमकीला दिखाई देगा।
सर्किट मॉडल B (समानांतर के लिए अनुशंसित नहीं):एक ही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर से कई एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ने की अनुशंसा नहीं की जाती है। I-V विशेषताओं में अंतर के कारण धारा असमान रूप से वितरित होगी, जिससे एक एलईडी अधिकांश धारा खींच लेगा, जिससे चमक असमान हो जाएगी और एक डिवाइस संभावित अत्यधिक तनाव के अधीन हो जाएगा।
8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
LED स्थैतिक विद्युत निर्वहन के प्रति संवेदनशील होते हैं। ESD क्षति तत्काल विफलता का कारण नहीं बन सकती है, लेकिन यह प्रदर्शन को कम कर सकती है, जिससे उच्च रिवर्स लीकेज करंट, कम फॉरवर्ड वोल्टेज या कम करंट पर प्रकाश उत्सर्जन में असमर्थता हो सकती है।
सावधानियां:
- एलईडी को संभालते समय कंडक्टिव रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने का उपयोग करें।
- सुनिश्चित करें कि सभी वर्कस्टेशन, उपकरण और भंडारण रैक ठीक से ग्राउंडेड हैं।
- प्रसंस्करण के दौरान प्लास्टिक लेंस पर जमा हो सकने वाले स्टैटिक चार्ज को निष्प्रभावी करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग करें।
8.3 अनुप्रयोग दायरा और विश्वसनीयता
डेटाशीट में निर्दिष्ट है कि यह एलईडी सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (कार्यालय उपकरण, संचार, घरेलू उपकरण) के लिए उपयुक्त है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (विमानन, चिकित्सा उपकरण, सुरक्षा प्रणाली), डिजाइन में शामिल करने से पहले निर्माता से परामर्श करने की आवश्यकता है। दस्तावेज़ उत्पाद की विशिष्ट कार्य स्थितियों में मजबूती सुनिश्चित करने के लिए उद्योग मानकों के अनुसार किए गए मानक विश्वसनीयता परीक्षणों (सहनशीलता परीक्षण) का हवाला देता है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTST-C191KRKT की प्रमुख विभेदक इसके गुणों के संयोजन में निहित है:
- मानक मोटाई वाले LED की तुलना में:इसकी 0.55mm ऊंचाई एक महत्वपूर्ण लाभ है, जो पारंपरिक 1.0mm+ ऊंचाई वाले LED द्वारा असंभव डिज़ाइनों को सक्षम बनाती है।
- अन्य लाल एलईडी प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना:पुरानी GaAsP या GaP प्रौद्योगिकी की तुलना में, AlInGaP का उपयोग उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति mA अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर रंग संतृप्ति (संकीर्ण स्पेक्ट्रम) और उच्च तापमान पर श्रेष्ठ प्रदर्शन प्रदान करता है।
- गैर-रील पैकेजिंग एलईडी के साथ तुलना:8mm टेप और रील पैकेजिंग उच्च-गति पिक एंड प्लेस मशीनों के साथ संगतता सुनिश्चित करती है, जो बल्क या स्टिक पैकेजिंग की तुलना में बड़े पैमाने पर उत्पादन दक्षता प्राप्त करने का एक महत्वपूर्ण कारक है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक पावर स्रोत से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (सीरीज करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर) का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 3.3V पावर सप्लाई का उपयोग करते हुए, लक्ष्य करंट 20mA (VF टाइपिकल = 2.4V) के लिए, रोकनेवाला मान R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 ओम होना चाहिए। एक मानक 47 ओम रोकनेवाला उपयुक्त है।
प्रश्न: ल्यूमिनस इंटेंसिटी की रेंज इतनी चौड़ी (18-180 mcd) क्यों है?
उत्तर: यह निर्माण प्रक्रिया में प्राकृतिक भिन्नता को दर्शाता है। बिनिंग सिस्टम (M से R) आपको एक विशिष्ट, संकीर्ण चमक सीमा के भीतर गारंटीकृत LED खरीदने की अनुमति देता है, ताकि एप्लिकेशन की स्थिरता आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।
प्रश्न: क्या 260°C रिफ्लो तापमान एक आवश्यकता है या अधिकतम मान है?
उत्तर: यह पैकेजिंग द्वारा 5 सेकंड में सहन किया जा सकने वाला अधिकतम पीक तापमान है। एक विशिष्ट रिफ्लो प्रोफाइल सुरक्षा मार्जिन प्रदान करने के लिए इस मान से थोड़ा कम (उदाहरण के लिए 245-250°C) पीक तक गर्म होती है।
प्रश्न: एकाधिक LED ऐरे में चमक एकरूपता कैसे सुनिश्चित करें?
उत्तर: सर्किट मॉडल A का उपयोग करें: प्रत्येक LED के लिए एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर प्रदान करें। साथ ही, आपूर्तिकर्ता को समान तीव्रता बिन से आने वाले LED निर्दिष्ट करने के लिए कहें।
11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग उदाहरण
उदाहरण 1: स्मार्टफोन अधिसूचना LED:अत्यंत पतली 0.55mm ऊंचाई इस LED को आधुनिक, पतले होते स्मार्टफोन के ग्लास और OLED डिस्प्ले के पीछे रखने की अनुमति देती है। इसका 130° का चौड़ा व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि फोन टेबल पर पड़ा होने पर भी अधिसूचना प्रकाश दिखाई दे। डिज़ाइनर वांछित चमक स्तर प्राप्त करने के लिए विशिष्ट तीव्रता स्तर (जैसे स्तर P या Q) चुनते हैं और इसे फोन के PMIC (पावर मैनेजमेंट IC) द्वारा संचालित उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ जोड़ते हैं।
उदाहरण 2: ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग कंट्रोल पैनल बैकलाइट:बटन या आइकन बैकलाइटिंग के लिए कई LTST-C191KRKT LED का उपयोग किया जा सकता है। इन्फ्रारेड रीफ्लो के साथ इनकी संगतता इन्हें अन्य घटकों के साथ एक ही PCB पर मिलाकर सोल्डर करने की अनुमति देती है। चौड़ा ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-55°C से +85°C) वाहन के आंतरिक सभी जलवायु परिस्थितियों में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है। डिजाइनरों को हीटर वेंट के निकट उच्च परिवेश तापमान पर फॉरवर्ड करंट के डीरेटिंग पर विचार करना चाहिए।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
LTST-C191KRKT AlInGaP अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित है। जब PN जंक्शन के सिरों पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। उनके पुनर्संयोजन से ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। अर्धचालक क्रिस्टल में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस परतों की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है - इस मामले में, लगभग 639 nm का लाल प्रकाश। "वाटर क्लियर" लेंस सामग्री आमतौर पर रंगहीन एपॉक्सी या सिलिकॉन होती है, जो चिप के आंतरिक रंग को नहीं बदलती, जिससे शुद्ध लाल प्रकाश कुशलतापूर्वक पारित हो सकता है। लो-प्रोफाइल पैकेजिंग उन्नत मोल्डिंग और चिप माउंटिंग तकनीकों के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जो प्रकाश उत्सर्जक चिप और लेंस के शीर्ष के बीच की दूरी को न्यूनतम करती हैं।
13. Industry Trends and Development
संकेतक और बैकलाइट LED के लिए रुझान उच्च दक्षता, छोटे आकार और कम ऊंचाई की ओर निरंतर विकसित हो रहे हैं। इस उपकरण की 0.55mm ऊंचाई उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा प्रेरित लघुरूपण (मिनिएचराइजेशन) रुझान में एक कदम का प्रतिनिधित्व करती है। छोटे सिग्नल LED के लिए भी, बैटरी-संचालित उपकरणों में बिजली की खपत कम करने के लिए उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) प्राप्त करने की निरंतर प्रेरणा है। इसके अलावा, एकीकरण भी एक रुझान है, कुछ अनुप्रयोग अंतर्निहित करंट विनियमन और नैदानिक कार्यों वाले LED ड्राइवरों की ओर बढ़ रहे हैं। हालांकि, LTST-C191KRKT जैसे अलग-अलग घटक डिजाइन लचीलेपन, बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों में लागत-प्रभावशीलता, और वैश्विक असेंबली अवसंरचना के साथ संगत मानकीकृत पैकेजिंग में उनकी सिद्ध विश्वसनीयता के लिए अभी भी महत्वपूर्ण बने हुए हैं।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke vishisht rang ka nirnay karna. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत पैरामीटर
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य चरम धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग की एक अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (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। एनकैप्सुलेशन 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 उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | Flip Chip बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikaran karein. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system efficiency badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग की असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का 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 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणीकरण | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय 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। |