Spesifikasjoner og parametere for lysdioder

Det er mange lysdioder i forskjellige former, størrelser, krefter. Imidlertid er hver LED alltid det halvlederenhet, som er basert på passasje av strøm gjennom p-n-krysset i foroverretningen, og forårsaker optisk emisjon (synlig lys).

I utgangspunktet er alle lysdioder preget av en rekke spesifikke tekniske egenskaper, elektriske og lys, som vi skal snakke om senere. Du finner disse egenskapene i databladet (i den tekniske dokumentasjonen) for lysdioden.

De elektriske egenskapene er: foroverstrøm, foroverspenningsfall, maksimal reversspenning, maksimal effekttap, strøm-spenningskarakteristikk. Parametrene til lyset er: lysstrøm, lysstyrke, spredningsvinkel, farge (eller bølgelengde), fargetemperatur, lyseffektivitet.

Fremover nominell strøm (Hvis — fremoverstrøm)

Den nominelle foroverstrømmen er strømmen når den passerer gjennom denne LED-en i retning fremover, produsenten garanterer passlysparametrene til denne lyskilden.Med andre ord er dette driftsstrømmen til LED-en, hvor LED-en definitivt ikke vil brenne ut og vil kunne fungere normalt gjennom hele levetiden. Under disse forholdene vil ikke pn-krysset bli brutt ned og vil ikke overopphetes.

I tillegg til merkestrømmen, er det en slik parameter som peak forward current (Ifp — peak forward current) — den maksimale strømmen som kan føres gjennom overgangen bare ved pulser på 100 μs varighet med en driftssyklus på ikke mer enn DC = 0,1 (se datablad for eksakte data) … I teorien er den maksimale strømmen den begrensende strømmen som krystallen bare kan håndtere i kort tid.

I praksis avhenger verdien av den nominelle foroverstrømmen av størrelsen på krystallen, av typen halvleder og varierer fra noen få mikroampere til titalls milliampere (enda mer for LED-enheter av COB-typen).

Kontinuerlig spenningsfall (Vf — Forward Voltage)

Et vedvarende spenningsfall over pn-overgangen som forårsaker nominell strøm til lysdioden. En spenning påføres LED slik at anoden har et positivt potensial i forhold til katoden. Avhengig av den kjemiske sammensetningen av halvlederen, bølgelengden til den optiske strålingen, er likespenningsfallet over krysset også forskjellig.

Forresten, ved likespenningsfallet kan du bestemme halvlederkjemi… Og her er de omtrentlige foroverspenningsfallområdene for forskjellige bølgelengder (LED-lysfarger):

• Infrarøde lysdioder av galliumarsenid med bølgelengder over 760 nm har et karakteristisk spenningsfall på mindre enn 1,9 V.

• Rød (f.eks. galliumfosfid - 610 nm til 760 nm) - 1,63 til 2,03 V.

• Oransje (galliumfosfid - fra 590 til 610 nm) - fra 2,03 til 2,1 V.

• Gul (galliumfosfid, 570 til 590 nm) - 2,1 til 2,18 V.

• Grønn (galliumfosfid, 500 til 570 nm) - 1,9 til 4 V.

• Blå (sinkselenid, 450 til 500 nm) - 2,48 til 3,7 V.

• Fiolett (indiumgalliumnitrid, 400 til 450 nm) - 2,76 til 4 V.

• Ultrafiolett (bornitrid, 215 nm) - 3,1 til 4,4 V.

• Hvit (blå eller lilla med fosfor) - omtrent 3,5 V.

Maksimal reversspenning (Vr — Reversspenning)

Den maksimale reversspenningen til en LED, som enhver LED, er en spenning som når den påføres et pn-kryss i motsatt polaritet (når katodepotensialet er større enn anodepotensialet), bryter krystallen ned og LED-en svikter. Jo større noen lysdioder har en maksimal reversspenning på ca. 5 V. For COB-enheter, enda mer, og for infrarøde lysdioder kan den være opptil 1-2 volt.

Maksimalt effekttap (Pd — Totalt kraftforbruk)

Denne karakteristikken måles ved en omgivelsestemperatur på 25 ° C. Dette er effekten (ofte i mW) som LED-huset fortsatt kan spre kontinuerlig og ikke vil brenne ut. Det beregnes som produktet av spenningsfallet av strømmen som flyter gjennom krystallen. Hvis denne verdien overskrides (produktet av spenning og strøm), vil krystallen snart bryte, dens termiske ødeleggelse vil oppstå.

Current-Voltage Characteristic (VAC - graf)

Den ikke-lineære avhengigheten av strømmen gjennom p-n-krysset på spenningen som påføres krysset kalles strøm-spenningskarakteristikken (forkortet VAC) til LED-en.Denne avhengigheten er grafisk avbildet i dataarket, og fra den tilgjengelige grafen kan du veldig enkelt se hvilken strøm ved hvilken spenning som vil passere gjennom LED-krystallen.

Naturen til I - V-karakteristikken avhenger av den kjemiske sammensetningen av krystallen. I - V-karakteristikken viser seg å være veldig nyttig i utformingen av elektroniske enheter med lysdioder, fordi takket være den er det mulig, uten oppførselen til praktiske målinger, å finne ut hvilken spenning som skal påføres lysdioden for å oppnå en gitt strøm. Selv ved hjelp av I - V-karakteristikken er det mulig å velge en strømbegrenser for dioden mer nøyaktig.

Lysstyrke, lysstrøm

Lys (optiske) parametere for lysdioder måles på produksjonsstadiet, under normale forhold og ved den nominelle strømmen gjennom krysset. Det antas at omgivelsestemperaturen er 25 ° C, den nominelle strømmen stilles inn og lysintensiteten (i Cd - candela) eller lysstrømmen (i lm - lumen) måles.

Lysstrømmen til ett lumen forstås som lysstrømmen som sendes ut av en isotropisk punktkilde med en lysintensitet lik én candela i en solid vinkel på én steradian.

Lavstrøms LED-er kjennetegnes direkte av lysintensiteten, som er indikert i millikanaler. En candela er en enhet for lysstyrke, og en candela er lysstyrken i en gitt retning av en kilde som sender ut monokromatisk stråling med en frekvens på 540 × 1012 Hz, hvis lysstyrke i den retningen er 1/683 W/av.

Med andre ord kvantifiserer lysintensiteten intensiteten til lysstrømmen i en bestemt retning.Jo mindre spredningsvinkelen er, desto større er lysintensiteten til LED ved samme lysstrøm. For eksempel har ultralyse lysdioder en lysintensitet på 10 candela eller mer.

LED-spredningsvinkel (synsvinkel)

Denne egenskapen beskrives ofte i LED-dokumentasjon som "dobbel theta halv lysstyrke" og måles i grader (grader-grader-grader). Navnet er bare det, fordi LED-en vanligvis har en fokuseringslinse og lysstyrken er ikke jevn over hele spredningsvinkelen.

Generelt kan denne parameteren være i området fra 15 til 140 °. SMD-lysdioder har en bredere vinkel enn bly. For eksempel er 120° for en LED i en SMD 3528-pakke normalt.

Dominerende bølgelengde

Målt i nanometer. Det karakteriserer fargen på lyset som sendes ut av LED, som igjen avhenger av bølgelengden og den kjemiske sammensetningen til halvlederkrystallen.

Infrarød stråling har en bølgelengde større enn 760 nm, rød - fra 610 nm til 760 nm, gul - fra 570 til 590 nm, fiolett - fra 400 til 450 nm, ultrafiolett - mindre enn 400 nm. Hvitt lys sendes ut ved hjelp av ultrafiolett, fiolett eller blå fosfor.

Fargetemperatur (CCT - Fargetemperatur)

Denne karakteristikken er spesifisert i dokumentasjonen for hvite lysdioder og er målt i Kelvin (K). Kjølig hvit (ca. 6000K), varm hvit (ca. 3000K), hvit (ca. 4500K) — viser nøyaktig skyggen av hvitt lys.

Avhengig av fargetemperaturen vil fargegjengivelsen være forskjellig, og hvitt oppfattes av en person med forskjellige fargetemperaturer på forskjellige måter. Varmt lys er mer behagelig, bedre for hjemmet, kaldt lys er mer egnet for offentlige rom.

Lyseffektivitet

For lysdioder som brukes i dag til belysning, er denne karakteristikken i området 100 lm / W. Kraftige modeller av LED-lyskilder har overgått kompaktlysrør (CFL) og nådd 150 lm / W eller mer. Sammenlignet med glødelamper er LED mer enn 5 ganger bedre i lyseffektivitet.

I utgangspunktet indikerer lyseffektivitet numerisk hvor effektiv en lyskilde er når det gjelder energiforbruk: hvor mange watt kreves for å produsere en viss mengde lys - hvor mange lumen er watt.

Enheten og prinsippet for drift av LED

Hvorfor skal LED kobles gjennom en motstand

Utsikter for utvikling av hvit LED-teknologi