विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंड गहन उद्देश्य व्याख्या
- 2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत विशेषताएँ
- 2.3 Absolute Maximum Ratings and Thermal Characteristics
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Forward Voltage Binning
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग
- 3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 Temperature Dependence
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 पैड लेआउट और पोलैरिटी पहचान
- 5.3 टेप और रील पैकेजिंग
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 6.2 Hand Soldering
- 6.3 सफाई
- 6.4 भंडारण और हैंडलिंग
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 8. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 9.1 क्या मैं इस LED को बिना रोकनेवाला (रेसिस्टर) के 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
- 9.2 शिखर धारा रेटिंग (100mA) DC धारा रेटिंग (20mA) से अधिक क्यों है?
- 9.3 प्रकाश उत्पादन के लिए "वाटर क्लियर" लेंस का क्या अर्थ है?
- 9.4 ऑर्डर करते समय मैं बिन कोड्स की व्याख्या कैसे करूं?
- 10. प्रैक्टिकल डिज़ाइन और उपयोग केस
- 11. Principle Introduction
- 12. Development Trends
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C193TGKT एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) चिप LED है जो आधुनिक, स्थान-सीमित इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह अतिरिक्त-पतले एलईडी के परिवार से संबंधित है, जिसकी ऊंचाई केवल 0.4 मिमी है। यह इसे पतले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव इंटीरियर और पोर्टेबल उपकरणों में बैकलाइटिंग संकेतकों, स्थिति रोशनी और सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है, जहां ऊर्ध्वाधर निकासी सीमित है।
यह एलईडी InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करके हरी रोशनी उत्सर्जित करता है, जो अपनी उच्च दक्षता और चमक के लिए जाना जाता है। पैकेज में एक वाटर-क्लियर लेंस है, जो प्रकाश को फैलाता नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप चिप से ही अधिक केंद्रित और तीव्र दीप्तिमान आउटपुट प्राप्त होता है। यह RoHS (प्रतिबंधित हानिकारक पदार्थ) निर्देशों का अनुपालन करता है, जो इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत करता है।
2. तकनीकी मापदंड गहन उद्देश्य व्याख्या
2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएँ
मुख्य ऑप्टिकल पैरामीटर 25°C के मानक परिवेश तापमान (Ta) और 20mA की फॉरवर्ड करंट (IF) पर मापे जाते हैं, जो अनुशंसित निरंतर संचालन करंट है।
- Luminous Intensity (Iv): यह न्यूनतम 112.0 मिलिकैंडेला (mcd) से लेकर अधिकतम 450.0 mcd तक होती है। विशिष्ट मान इसी सीमा के भीतर आता है। तीव्रता को मानव आँख की फोटोपिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है।
- Viewing Angle (2θ1/2): इस एलईडी का देखने का कोण बहुत व्यापक 130 डिग्री है। कोण θ1/2 को उस ऑफ-एक्सिस कोण के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां चमकदार तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) पर मापे गए अपने मूल्य के आधे तक गिर जाती है।
- पीक वेवलेंथ (λP): वह तरंगदैर्ध्य जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम होती है, आमतौर पर इस उपकरण के लिए 525 nm होती है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): रंग का एक अधिक संवेदनशील रूप से प्रासंगिक माप, जो CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से लिया गया है। यह उस एकल तरंगदैर्ध्य को निर्दिष्ट करता है जो अनुभूत रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है। LTST-C193TGKT के लिए, यह 520.0 nm से 535.0 nm तक होती है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): प्रकाश स्रोत की वर्णक्रमीय शुद्धता को मापता है। यह अधिकतम शक्ति के आधे पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई है। इस हरे InGaN LED के लिए 35 nm का मान विशिष्ट है।
2.2 विद्युत विशेषताएँ
- Forward Voltage (VF): 20mA पर चलाए जाने पर, LED एनोड और कैथोड के बीच वोल्टेज ड्रॉप 2.80V (न्यूनतम) से 3.60V (अधिकतम) तक होती है। यह पैरामीटर ड्राइवर सर्किट डिजाइन और बिजली अपव्यय गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- Reverse Current (IR): 5V के रिवर्स बायस लगाने पर, लीकेज करंट अधिकतम 10 µA होता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह LED रिवर्स वोल्टेज के तहत संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह परीक्षण स्थिति केवल विशेषता निर्धारण के लिए है।
2.3 Absolute Maximum Ratings and Thermal Characteristics
ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके पार जाने पर डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- शक्ति अपव्यय (Pd): 25°C परिवेश तापमान पर पैकेज द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम अनुमेय शक्ति 76 mW है।
- अग्र धारा: अधिकतम निरंतर DC अग्र धारा 20 mA है। 100 mA की उच्चतम शिखर अग्र धारा केवल स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में अनुमेय है।
- तापमान सीमाएँ: यह उपकरण -20°C से +80°C के परिवेशी तापमान में कार्य कर सकता है। भंडारण के लिए, सीमा व्यापक है: -30°C से +100°C।
- सोल्डरिंग तापीय सीमा: LED 260°C के शिखर तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड के लिए इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग को सहन कर सकता है, जो सामान्य लीड-मुक्त (Pb-free) असेंबली प्रक्रियाओं के अनुरूप है।
3. Binning System Explanation
बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर प्रदर्शन श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। LTST-C193TGKT एक त्रि-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 Forward Voltage Binning
Units को उनके forward voltage (VF) at 20mA के आधार पर चार bins (D7 to D10) में वर्गीकृत किया जाता है, प्रत्येक 0.2V range और ±0.1V tolerance के साथ। यह designers को parallel configurations में uniform current sharing की आवश्यकता वाले applications के लिए tighter voltage matching वाले LEDs का चयन करने की अनुमति देता है।
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग
LEDs को चमक के आधार पर तीन श्रेणियों (R, S, T) में वर्गीकृत किया जाता है, जहाँ प्रत्येक श्रेणी की सीमा पर ±15% सहनशीलता होती है। बिन 'T' उच्चतम तीव्रता वाले समूह (280-450 mcd) का प्रतिनिधित्व करता है। यह वर्गीकरण उन अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है जहाँ कई संकेतकों में एक समान चमक स्तर की आवश्यकता होती है।
3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग
रंग (रंगत) को प्रमुख तरंगदैर्ध्य को तीन समूहों (AP, AQ, AR) में बिन करके नियंत्रित किया जाता है, प्रत्येक 5 nm के दायरे में और ±1 nm सहनशीलता के साथ। यह उत्पादन बैच के सभी यूनिटों में एक समान हरे रंग की उपस्थिति सुनिश्चित करता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है, उनके निहितार्थ LED प्रौद्योगिकी के लिए मानक हैं।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी कर्व)
यह संबंध घातांकीय है, जो एक डायोड की विशिष्ट विशेषता है। टर्न-ऑन सीमा से आगे वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि करंट में भारी वृद्धि का कारण बनती है। इसलिए, थर्मल रनअवे और विनाश को रोकने के लिए, एलईडी को एक स्थिर वोल्टेज स्रोत द्वारा नहीं, बल्कि एक करंट-लिमिटेड स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
रेटेड अधिकतम तक प्रकाश उत्पादन लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है। 20mA से ऊपर संचालन करने से चमक बढ़ सकती है, लेकिन बढ़े हुए जंक्शन तापमान के कारण जीवनकाल और विश्वसनीयता कम हो जाएगी।
4.3 Temperature Dependence
LED का प्रदर्शन तापमान के प्रति संवेदनशील है। जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है:
- Forward Voltage (VF): थोड़ा कम हो जाता है।
- Luminous Intensity (Iv): कम हो जाता है। तापमान बढ़ने पर दक्षता गिर जाती है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): थोड़ा सा खिसक सकता है, जिससे रंग में सूक्ष्म परिवर्तन हो सकता है।
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
यह एलईडी एक ईआईए मानक चिप एलईडी पैकेज फुटप्रिंट का अनुपालन करती है। मुख्य आयामों में लगभग 3.2 मिमी x 1.6 मिमी का बॉडी आकार शामिल है, जिसकी प्रमुख विशेषता 0.4 मिमी की अति-निम्न ऊंचाई है। पीसीबी लेआउट के लिए ±0.10 मिमी सहनशीलता वाले विस्तृत आयामी चित्र प्रदान किए गए हैं।
5.2 पैड लेआउट और पोलैरिटी पहचान
डेटाशीट में विश्वसनीय सोल्डरिंग और उचित संरेखण सुनिश्चित करने के लिए सुझाए गए सोल्डर पैड आयाम शामिल हैं। LED ध्रुवीकृत है। एनोड (+) और कैथोड (-) टर्मिनल आमतौर पर पैकेज पर चिह्नित या फुटप्रिंट आरेख में दर्शाए जाते हैं। सर्किट संचालन के लिए सही अभिविन्यास आवश्यक है।
5.3 टेप और रील पैकेजिंग
उत्पाद 7-इंच (178mm) व्यास की रीलों पर उद्योग-मानक 8mm वाहक टेप में आपूर्ति किया जाता है। प्रत्येक रील में 5000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विनिर्देशों का पालन करती है, जो स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करती है, जो बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
लीड-फ्री प्रक्रियाओं के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्री-हीट: 150°C से 200°C तक अधिकतम 120 सेकंड के लिए बोर्ड और घटकों को धीरे-धीरे गर्म करना, तापीय आघात को कम करना।
- पीक तापमान: अधिकतम 260°C.
- द्रवीय अवस्था से ऊपर का समय: टांका के पिघले रहने का समय नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- क्रिटिकल लिमिट: घटक का शरीर का तापमान 260°C से अधिक 10 सेकंड से अधिक समय तक नहीं होना चाहिए।
6.2 Hand Soldering
यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अधिकतम 300°C पर सेट किए गए तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग करें। प्रति लीड सोल्डरिंग समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए, और इसे प्लास्टिक पैकेज और सेमीकंडक्टर डाई को थर्मल क्षति से बचाने के लिए केवल एक बार किया जाना चाहिए।
6.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स 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 पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.4 भंडारण और हैंडलिंग
- ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) संवेदनशीलता: LED स्थैतिक बिजली से क्षति के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग के दौरान उचित ESD सावधानियाँ (कलाई पट्टियाँ, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, प्रवाहकीय फोम) अनिवार्य हैं।
- नमी संवेदनशीलता: एक सतह-माउंट डिवाइस के रूप में, इसकी एक नमी संवेदनशीलता स्तर (निहित) होता है। यदि मूल सीलित नमी-अवरोध बैग खोला जाता है, तो LED को 672 घंटे (28 दिन) के भीतर उपयोग कर लेना चाहिए या सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए रीफ्लो से पहले बेक किया जाना चाहिए।
- भंडारण की स्थितियाँ: खुले पैकेजिंग में दीर्घकालिक भंडारण के लिए, एक सीलबंद कंटेनर का उपयोग करें जिसमें नमी सोखने वाला पदार्थ या नाइट्रोजन वातावरण हो।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- Status Indicators: Power-on, battery charging, network activity lights in smartphones, tablets, laptops, and wearables.
- बैकलाइटिंग: पतली उपभोक्ता उत्पादों में मेम्ब्रेन स्विच, छोटे एलसीडी डिस्प्ले या लोगो के लिए प्रकाश व्यवस्था।
- सजावटी प्रकाश व्यवस्था: ऑटोमोटिव डैशबोर्ड, इंटीरियर ट्रिम या घरेलू उपकरणों में एक्सेंट लाइटिंग।
- पैनल संकेतक: औद्योगिक नियंत्रण पैनल, चिकित्सा उपकरण और संचार उपकरणों पर जहां स्थान सीमित है।
7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- करंट ड्राइविंग: हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या एक समर्पित कॉन्स्टेंट-करंट LED ड्राइवर IC का उपयोग करें। रेसिस्टर मान की गणना R = (Vसप्लाई - VF) / IF, अधिकतम V का उपयोग करकेF डेटाशीट से यह सुनिश्चित करने के लिए कि सबसे खराब स्थितियों में धारा 20mA से अधिक न हो।
- थर्मल प्रबंधन: यद्यपि छोटा है, शक्ति क्षय (20mA, 3.6V पर 72mW तक) ऊष्मा उत्पन्न करता है। सुनिश्चित करें कि PCB लेआउट सोल्डर पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र प्रदान करता है जो हीट सिंक का कार्य करे, विशेष रूप से यदि एकाधिक LEDs का उपयोग किया जाता है या परिवेश का तापमान अधिक है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: पानी-साफ लेंस एक संकीर्ण, तीव्र बीम उत्पन्न करता है। व्यापक या फैलाव वाले प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या प्रकाश मार्गदर्शक आवश्यक हो सकते हैं।
- बिनिंग चयन: रंग या चमक एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, आवश्यक बिन कोड (VF, Iv, λd) ऑर्डर करते समय।
8. तकनीकी तुलना और विभेदन
LTST-C193TGKT का प्राथमिक विभेदक कारक इसका 0.4 मिमी अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल. 0.6 मिमी या 0.8 मिमी ऊंचे मानक चिप एलईडी की तुलना में, ऊंचाई में यह 33-50% की कमी आधुनिक अल्ट्रा-स्लिम डिवाइस डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। इसका 130-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल भी एक फायदा है, जब ऑफ-एक्सिस विजिबिलिटी महत्वपूर्ण होती है, तो संकरे कोण वाले एलईडी की तुलना में। InGaN तकनीक (हरे उत्सर्जन के लिए), RoHS अनुपालन, और मानक लीड-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगतता का संयोजन इसे वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए एक बहुमुखी और भविष्य-सुरक्षित घटक बनाता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
9.1 क्या मैं इस LED को बिना रोकनेवाला (रेसिस्टर) के 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
नहीं, यह अनुशंसित नहीं है और संभावित रूप से एलईडी को नष्ट कर देगा। The forward voltage ranges from 2.8V to 3.6V. If you connect a 3.3V supply directly to an LED with a VF 2.9V के होने पर, वोल्टेज अंतर (0.4V) एक बहुत अधिक, अनियंत्रित धारा को प्रवाहित करने का कारण बनेगा, जो 20mA की अधिकतम सीमा से कहीं अधिक होगी। सरल DC ड्राइव के लिए हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला (resistor) आवश्यक होता है।
9.2 शिखर धारा रेटिंग (100mA) DC धारा रेटिंग (20mA) से अधिक क्यों है?
अर्धचालक जंक्शन बिना अधिक गर्म हुए छोटी, उच्च-धारा वाली स्पंदों को संभाल सकता है क्योंकि छोटे डाई (die) का तापीय समय स्थिरांक बहुत कम होता है। 1/10 ड्यूटी साइकिल पर 100mA की रेटिंग उच्च चमक (जैसे, मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले में या संकेतन के लिए) की संक्षिप्त स्पंदों की अनुमति देती है, जबकि औसत सुरक्षित सीमाओं के भीतर शक्ति और तापमान। निरंतर संचालन 20mA से अधिक नहीं होना चाहिए।
9.3 प्रकाश उत्पादन के लिए "वाटर क्लियर" लेंस का क्या अर्थ है?
एक "वॉटर क्लियर" या नॉन-डिफ्यूज्ड लेंस का मतलब है कि एपॉक्सी एनकैप्सुलेंट पारदर्शी है। इसके परिणामस्वरूप पैकेज से संभव उच्चतम प्रकाश उत्पादन होता है क्योंकि कोई भी प्रकाश डिफ्यूजन कणों द्वारा बिखरता नहीं है। बीम पैटर्न LED चिप और रिफ्लेक्टर कप के आकार द्वारा अधिक परिभाषित होगा, जो अक्सर सामने से देखने पर एक चमकीले, छोटे स्पॉट के रूप में दिखाई देता है।
9.4 ऑर्डर करते समय मैं बिन कोड्स की व्याख्या कैसे करूं?
अपने एप्लिकेशन में सुसंगत परिणामों के लिए, आपको वोल्टेज (VF), इंटेंसिटी (Iv), और प्रभावी तरंगदैर्ध्य (λd). उदाहरण के लिए, बिन D8 (3.0-3.2V), S (180-280 mcd), और AQ (525-530 nm) का अनुरोध करने पर आपको मध्यम श्रेणी के वोल्टेज, मध्यम-उच्च चमक, और हरे रंग के एक विशिष्ट शेड वाले LED मिलेंगे। यदि निर्दिष्ट नहीं किया जाता है, तो आपको उत्पादन से मिश्रण प्राप्त होगा।
10. प्रैक्टिकल डिज़ाइन और उपयोग केस
Case: Designing a Status Indicator for a Slim Bluetooth Speaker
एक डिजाइनर केवल 5mm मोटे एल्यूमीनियम केस वाला एक कॉम्पैक्ट ब्लूटूथ स्पीकर बना रहा है। पावर, पेयरिंग और बैटरी स्तर दर्शाने के लिए एक मल्टी-कलर स्टेटस LED की आवश्यकता है। फ्रंट ग्रिल के पीछे स्थान अत्यंत सीमित है।
समाधान: LTST-C193TGKT (हरा) को समान लाल और नीले अल्ट्रा-थिन एलईडी के साथ चुना गया है। इनकी 0.4mm ऊंचाई इन्हें सीमित आंतरिक स्थान में पूरी तरह फिट होने की अनुमति देती है। डिजाइनर:
- एलईडी को मुख्य PCB पर ग्रिल के निकट रखता है।
- प्रत्येक रंग के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग करता है, जिसमें 3.3V सिस्टम (अधिकतम V मानते हुए) के लिए गणना किया गया 100Ω श्रृंखला रोकनेवाला है।F 3.6V का उपयोग करने पर सुरक्षित धारा लगभग 10mA होती है।
- संतुलित चमक सुनिश्चित करने के लिए तीनों रंगों के लिए समान तीव्रता बिन (जैसे, 'S') निर्दिष्ट करता है।
- हल्के ताप प्रसार के लिए PCB पर LED पैड के नीचे एक छोटा कॉपर पोर शामिल करता है।
- विधानसभा के दौरान विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करता है।
11. Principle Introduction
लाइट एमिटिंग डायोड्स (एलईडी) अर्धचालक उपकरण हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब पी-एन जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप सामग्री के इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में पी-टाइप सामग्री के होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। प्रकाश का विशिष्ट रंग (तरंगदैर्ध्य) उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होता है। LTST-C193TGKT एक इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) कंपाउंड सेमीकंडक्टर का उपयोग करता है, जिसे हरे प्रकाश (लगभग 520-535 nm) के अनुरूप बैंडगैप रखने के लिए इंजीनियर किया गया है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी एनकैप्सुलेंट अर्धचालक डाई की सुरक्षा करता है, एक लेंस के रूप में कार्य करता है, और आउटपुट को संशोधित करने के लिए फॉस्फर (हालांकि इस क्लियर-लेंस मामले में नहीं) शामिल कर सकता है।
12. Development Trends
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए संकेतक और बैकलाइट एलईडी की प्रवृत्ति इस घटक की विशेषताओं के साथ मजबूती से मेल खाती है:
- लघुरूपण और निम्न प्रोफ़ाइल: पतले उपकरणों की निरंतर मांग एलईडी के विकास को प्रेरित करती है जिनके फुटप्रिंट और ऊंचाई लगातार छोटे होते जा रहे हैं, जैसे कि यह 0.4mm घटक।
- उच्च दक्षता: एपिटैक्सियल विकास और चिप डिज़ाइन में सुधार से प्रति वाट अधिक लुमेन प्राप्त होते हैं, जिससे समान धारा पर अधिक चमकदार आउटपुट या समान चमक के लिए कम बिजली की खपत और कम ऊष्मा उत्पन्न होती है।
- बेहतर रंग स्थिरता: उन्नत बिनिंग तकनीकें और कड़ी प्रक्रिया नियंत्रण निर्माताओं को तरंगदैर्ध्य और तीव्रता पर बहुत संकीर्ण सहनशीलता वाले एलईडी प्रदान करने में सक्षम बनाती हैं, जो पूर्ण-रंग डिस्प्ले और परिवेश प्रकाश व्यवस्था जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- कठोर वातावरण के लिए बढ़ी हुई विश्वसनीयता: हालांकि यह एलईडी मानक अनुप्रयोगों के लिए है, उद्योग ऑटोमोटिव और औद्योगिक उपयोगों के लिए उच्च तापमान रेटिंग और मजबूती वाले संस्करण भी विकसित कर रहा है।
- एकीकरण: रुझानों में कई एलईडी चिप्स (आरजीबी) को एक ही पैकेज में एकीकृत करना या एलईडी को ड्राइवर आईसी या सेंसर के साथ संयोजित करना शामिल है।
LED Specification Terminology
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | क्यों महत्वपूर्ण है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक मान अधिक ऊर्जा कुशलता दर्शाता है। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह | 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 हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरण के लिए, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट, अधिक मान 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 | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य LED संचालन के लिए वर्तमान मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, मंदन या चमक के लिए प्रयुक्त। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशील। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील LEDs के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक स्तर के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे एलईडी "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चमक की बचत को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती 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 लाइफ। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | यह नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, और सफेद रंग में मिश्रित करता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिन | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायक, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के अनुसार समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K इत्यादि। | 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 | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen maintenance test | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED 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 | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल टेस्ट मेथड्स को कवर करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणीकरण | 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। |