Светодиоды: основные характеристики и применение

Светодиоды: основные характеристики и применение

Светодиоды - это электронные компоненты, которые излучают свет при прохождении через них электрического тока. Они используются во многих устройствах, таких как светодиодные лампы, телевизоры, мониторы и светодиодные индикаторы. В этой статье мы рассмотрим основные характеристики светодиодов и их применение.

Основные характеристики светодиодов

Светодиоды обладают несколькими основными характеристиками, которые влияют на их работу и применение.

1. Цвет излучаемого света

Цвет излучаемого света зависит от материала, используемого в светодиоде. Например, индия-галлиевый арсенид (InGaAs) излучает красный свет, а алюминий-гафний-гафний-галлиевый арсенид (AlInGaP) излучает желтый или зеленый свет.

1. Яркость

Яркость светодиода определяется его мощностью и температурой. Более мощные светодиоды излучают более яркий свет.

1. Энергоэффективность

Светодиоды являются одними из самых энергоэффективных источников света. Они потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы, и имеют более длительную жизнь.

1. Длительность жизни

Светодиоды имеют длительную жизнь, которая может достигать 100 000 часов. Это делает их привлекательными для использования в местах, где часто меняются лампы, таких как световые знаки, светодиодные лампы и светодиодные индикаторы.

Применение светодиодов

Светодиоды используются во многих устройствах, таких как:

Светодиодные лампы

Телевизоры и мониторы

Светодиодные индикаторы

Светодиодные световые знаки

Светодиодные светильники

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы являются одними из самых популярных применений светодиодов. Они имеют длительную жизнь и энергоэффективность, что делает их привлекательными для использования в домах и офисах.

Телевизоры и мониторы

Светодиоды используются в телевизорах и мониторах для создания яркого и насыщенного цвета изображения. Они также имеют меньшую потребляемую мощность, что делает их энергоэффективными.

Светодиодные индикаторы

Светодиодные индикаторы используются для индикации состояния устройств, таких как компьютеры, телевизоры и мониторы. Они могут быть разных цветов и могут быть использованы для указания на определенные состояния, такие как включение или выключение.

Светодиодные световые знаки

Светодиодные световые знаки используются для указания на определенные действия или состояния, такие как остановка или движение. Они имеют длительную жизнь и энергоэффективность, что делает их привлекательными для использования в местах, где часто меняются лампы.

Светодиодные светильники

Светодиодные светильники используются для освещения помещений. Они имеют длительную жизнь и энергоэффективность, что делает их привлекательными для использования в домах и офисах.

Вывод

Светодиоды - это электронные компоненты, которые излучают свет при прохождении через них электрического тока. Они обладают несколькими основными характеристиками, такими как цвет излучаемого света, яркость, энергоэффективность и длительность жизни. Светодиоды используются во многих устройствах, таких как светодиодные лампы, телевизоры, мониторы и светодиодные индикаторы.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое светодиод

Внутри устроен совсем по другому, чем диод, но имеет те же самые свойства. Только еще и светится при протекании тока в прямом направлении.Все отличие от диода в некоторых характеристиках. Самое важное – прямое падение напряжения. Оно гораздо больше, чем 0,65 В у обычного диода и зависит в основном от цвета светодиода. Начиная от красного, падение напряжения которого составляет в среднем 1,8 В, и заканчивая белым или синим светодиодом, падение у которых около 3,5 В. Впрочем, у невидимого спектра эти значения шире.По сути падение напряжения здесь – минимальное напряжение зажигания диода. При меньшем напряжении, у источника питания, тока не будет и диод просто не загорится. У мощных осветительных светодиодов падение напряжения может составлять десятки вольт, но это значит лишь, что внутри кристалла много последовательно-параллельных сборок диодов.Но сейчас поговорим об индикаторных светодиодах, как наиболее простых. Их выпускают в различных корпусах, наиболее часто в полуокруглых, диаметром 3, 5, 10 мм.

Любой диод светится в зависимости от протекающего тока. По сути это токовый прибор. Падение напряжения получается автоматически. Ток мы задаем сами. Современные индикаторные диоды более-менее начинают светиться при токе 1 мА, а при 10 мА уже выжигают глаза. Для мощных осветительных диодов надо смотреть документацию.

применение светодиода

имея лишь соответствующий резистор можно задать нужный ток через диод. конечно, понадобится еще и блок питания постоянного напряжения, например, батарейка 4,5 в или любой другой бп.например, зададим ток 1ма через красный светодиод с падением напряжения 1,8 в.на схеме показаны узловые потенциалы, т.е. напряжения относительно нуля. в каком направлении включать светодиод нам подскажет лучше всего мультиметр в режиме прозвонки, поскольку иногда попадаются напрочь китайские светодиоды с перепутанными ногами. при касании щупов мультиметра, в правильном направлении, светодиод должен слабо светиться.поскольку применен красный светодиод, то на резисторе упадет 4,5 — 1,8 = 2,7в. это известно по второму закону кирхгофа: сумма падений напряжения на последовательных участках схемы равно эдс батарейки, т.е. 2,7 + 1,8 = 4,5в. чтобы ограничить ток в 1ма, резистор по закону ома должен обладать сопротивлением r = u / i = 2,7 / 0,001 = 2700 ом, где u и i – напряжение на резисторе и необходимый нам ток. не забываем переводить величины в единицы си, в амперы и вольты. поскольку выпускаемые номиналы сопротивлений стандартизованы выберем ближайший стандартный номинал 3,3ком. конечно, при этом ток изменится и его можно пересчитать по закону ома i = u / r. но зачастую это не принципиально.в этом примере ток, отдаваемый батарейкой, мал, так что внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь.с осветительными светодиодами все тоже самое, только токи и напряжения выше. но иногда им уже не требуется резистор, надо смотреть документацию.

что-то еще про светодиод

по сути, светить – это основное назначение светодиода. но есть и другое применение. например, светодиод может выступать в качестве источника опорного напряжения. они необходимы, например, для получения источников тока. в качестве источников опорного напряжения, как менее шумные, применяют красные светодиоды. их включают в схему так же, как и в предыдущем примере. поскольку напряжение батарейки относительно постоянное, ток через резистор и светодиод тоже постоянный, поэтому падение напряжения остается постоянным. от анода светодиода, где 1,8в, делается отвод и используется это опорное напряжение в других участках схемы.для более надежной стабилизации тока на светодиоде, при пульсирующем напряжении источника питания, вместо резистора в схему ставят источник тока. но источники тока и источники опорного напряжения – это тема еще одной статьи. возможно, когда-нибудь я ее напишу.

Источник: https://otoplen-dom.ru/novosti/svetodiody-osnovnye-harakteristiki-i-otlichitelnye-osobennosti

Какие характеристики определяют качество светодиода

Светодиоды — это удивительные полупроводниковые приборы , которые освещают наш мир все ярче и эффективнее ! Они используются в самых разных устройствах : от фонариков и смартфонов до мощных уличных светильников. Но как понять , с каким именно светодиодом вы имеете дело ? Как определить его тип и характеристики ? Давайте разберемся в этом вместе !

В мире светодиодов царит огромное разнообразие форм , размеров и характеристик. Производители используют различные типы корпусов и технологий , что делает выбор подходящего светодиода для конкретной задачи очень важным.

Ключевой момент : основной способ определить тип светодиода — обратить внимание на его маркировку . Чаще всего на плате или корпусе светодиода можно найти 4-значное число , которое указывает на его геометрические размеры — длину и ширину в миллиметрах. Например , SMD 3528 означает , что светодиод имеет размеры 3,5 мм на 2,8 мм .

• Цветом свечения : от теплых оттенков белого до холодного синего , зеленого , красного и других цветов.
• Яркость : светодиоды могут иметь различную силу света , измеряемую в люменах ( lm ).
• Мощностью : потребляемая светодиодом мощность напрямую влияет на его яркость и эффективность. ⚡
• Углом рассеивания света : от узконаправленного до широкого , что важно для создания определенных световых эффектов.
• Напряжением и током : каждый светодиод имеет свои оптимальные параметры работы , которые нельзя превышать.

Откройте желаемый раздел, перейдя по соответствующей ссылке:

Как определить тип светодиода: от размера до характеристик
Тип светодиода – важная характеристика, влияющая на яркость, энергопотребление и срок службы светового прибора. Чаще всего тип указывается на плате в виде четырёхзначного кода, например, SMD2835 или SMD5730. Эти цифры отражают размеры светодиода: первые две – длину, а вторые две – ширину, выраженные в сотых долях миллиметра. Так, SMD2835 имеет длину 2,8 мм и ширину 3,5 мм.
Однако, помимо размера, светодиоды различаются по множеству других параметров:
✅ Цвет свечения: Белый, теплый белый, холодный белый, красный, зеленый, синий и другие оттенки.
✅ Яркость: Измеряется в люменах (lm) и зависит от мощности светодиода и его конструкции.
✅ Мощность: Определяет потребляемую энергию и влияет на яркость. ⚡
✅ Цветовая температура: Измеряется в Кельвинах (K) и характеризует оттенок белого света (например, 3000K – теплый белый, 6000K – холодный белый). ️
✅ Угол рассеивания: Определяет область, которую освещает светодиод.
Помимо маркировки на плате, определить тип светодиода можно по его внешнему виду и характеристикам. Например, SMD5730, как правило, крупнее и ярче, чем SMD2835. Также можно найти информацию о типе светодиода в технической документации к светильнику или лампе.
Важно понимать, что тип светодиода влияет на качество освещения и его характеристики. Правильный выбор светодиодов поможет создать оптимальное освещение для конкретных задач, будь то яркое освещение рабочего пространства или уютный свет в гостиной.

Какие типы светодиодов существуют

Существует несколько видов лед-диодов, различающихся по форме, конструкции и функциональности.

Выводные

Характерная особенность этого типа светодиодов – наличие выводов, так называемых «ножек». Они нужны для ручного монтажа диода на печатную плату в специальные отверстия на ней. Метод такого крепежа называется сквозным и выполняется либо припаиванием, либо винтовым способом. Выпускаются в трех типовых формах корпуса:

• круглой – с диаметром от 3 до 10 мм;
• цилиндрической – с диаметром 3,5 и 8 мм;
• прямоугольной («пиранья») – с четырьмя ножками для улучшения фиксации и снижения чувствительности к вибрации. Применяются для индикации и подсветки, для автомобильного и декоративного освещения.

Достоинства выводных LED-конструкций:

• широкий угол освещения от 90 до 120 °;
• экономичность (в сравнении с иными типами световых полупроводников);
• совместимость со стандартными электронными элементами, простота монтажа. Как следствие – возможность интеграции в любые печатные платы.

SMD

Эта аббревиатура от «surface mounted device», что означает «прибор, монтируемый на поверхность». Следовательно, диод smd – это устройство в маленьком корпусе, с вмонтированным в него светоизлучающим кристаллом, установленное на печатную плату методом поверхностного монтажа. Светодиодные чипы этого типа имеют до трех диодов, к каждому из которых прикреплена схема. Выводы сделаны в форме полосок из металла, поэтому световые диоды подключаются непосредственно к плате (не нужны «ножки» для крепления). Монтаж осуществляется либо вручную, либо автоматизированным способом.

Алгоритм изготовления СМД:

• выращивание кристалла методом металлоорганической эпитаксии, т. е. наращением кристаллических слоев на подложку. Эпитаксия осуществляется пиролизом (термическим разложением) металлоорганики, содержащей определенные химические элементы;
• планарная обработка выращенного кристалла, подразумевающая его травление, создание контактов, разрезание на несколько тысяч отдельных чипов;
• биннирование (сортировка) чипов на группы по таким критериям: длине волны, напряжению, световому потоку;
• изготовление светодиода с нужными параметрами и характеристиками. Это последний этап, на котором делают корпус изделия, монтируют выводы, наносят люминофор (при необходимости).

Если конструкция полупроводникового прибора предусматривает линзы, то их производству также уделяют повышенное внимание. Они должны хорошо пропускать свет, быть температурно-стабильными, иметь долгий срок службы. Их изготавливают из пластика, силикона, эпоксидной смолы.

Преимущества СМД световых полупроводников:

• малая потребляемая мощность (энергоэффективность);
• отсутствие ртути в составе материалов;
• малые габариты;
• долговечность (до 50 тысяч часов непрерывной работы);
• стойкость к механическим повреждениям, вибрации, перепадам температуры;
• мгновенный ответ при включении;
• усиленный теплоотвод;
• возможность монтажа на любую поверхность;
• разнообразный модельный ряд, что позволяет использовать их в любой сфере: в быту, в промышленности, для уличного освещения, дизайнерской подсветки и т. д. По востребованности на рынке SMD-диоды занимают лидирующие позиции.

COB

Светодиоды вида COB – это новое достижение, усовершенствованная модификация лед-диодов. Свое название они получили от аббревиатуры «Chip On Board», что переводится как «чип на плате». Перевод дает разъяснение принципу, по которому создана эта конструкция: на общей подложке размещено несколько бескорпусных световых диодов с общим люминофорным покрытием. Это позволяет создать единую матричную структуру с многократно увеличенной яркостью и равномерным свечением рабочей поверхности (без «точечного» эффекта). Матрицу монтируют на многослойной подложке с основанием из металла, выполняющим функцию радиатора для отведения излишков тепла. Светодиоды СОВ имеют девять и более диодов. Тем не менее, их свечение выглядит как поток света из одного источника.

Полупроводниковые излучатели этого типа сохраняют все достоинства обычных световых диодов и привносят свои: максимальную яркость свечения, минимальное количество выходов для подключения к источнику питания (одна цепь с двумя контактами).

Область применения:

• уличное и домашнее освещение;
• дизайнерская подсветка арт-объектов;
• вспышка камер смартфонов и т. д.

Как выбрать светодиод для конкретного применения

Посоветуйтесь с нами

Каждый, кто решил обзавестись современным светодиодным освещением, сталкивается с задачей выбрать хорошие LED-светильники и отличить качественные светодиоды от некачественных. Ведь помимо технических характеристик (световой поток, цветовая температура и т.д.) очень важен материал изготовления. Также эти показатели зависят от качества деталей светильника. Хорошо известная всем поговорка про «дешевую рыбку и поганую юшку» тут может не сработать. Неопытному пользователю, готовому выложить адекватную сумму за качественный светодиод, вполне могут продать некачественный по завышенным ценам. Итак, в чем отличия хорошего светодиода от нехорошего? Для начала, определимся с параметрами сравнения.

Параметры качества светодиода:

• размер кристалла светодиода;
• мощность светодиода;
• материал проводника;
• материал основания;
• разброс параметров.

Размер кристалла светодиода

Размер кристалла светодиода предопределяет световой поток и силу тока, с которой он может работать в нормальном режиме. Кристаллы очень маленькие. Их размеры измеряются в mil. Один mil равен тысячной дюйма или 0,0254 миллиметра. Чем больше кристалл, тем мощнее световой поток. Непорядочные производители устанавливают кристалл меньшего размера и дают ток побольше, чтобы световой поток визуально не выдал подлог. Но такой светодиод не проработает долго. Поэтому лучше брать LED-светильники у проверенных производителей, которые в описании указывают достоверные данные.



Мощность светодиода

Предыдущий параметр – размер кристалла – взаимосвязан с таким важнейшим показателем, как мощность. Если в двух словах, то чем больше размер, тем больше мощность.

Корреляция мощности и размера светодиода:

• 45 на 45 mil = 3W;
• 30 на 30 mil = 1W;
• 24 на 40 mil= 0,75W;
• 24 на 24 mil = 0,5W;
• менее 20 mil = 0,5W;
• менее 8 mil =0,08W.

Многие ошибочно полагают, что чем выше цифровое значение после SMD (допустим, в маркировке SMD2835, SMD5630, SMD7014 и т.д.), тем выше мощность. На самом деле, цифры обозначают лишь размер корпуса. В принципе, в корпус большего размера поместится более крупный и мощный кристалл. Однако недобросовестные производители (чаще всего безымянные китайские) давно приспособились монтировать в корпуса любого размера маломощные светодиоды и продавать их по привычной потребителю цене «за размер корпуса».

Материал проводника

Через проводники кристалл подключают к питанию. Качественные проводниковые элементы делают из золота и ставят по два проводника на каждый контакт (итого – четыре). В некачественных, в лучшем случае, экономят на количестве проводников, оставляя по одному на контакт, а в худшем – на качестве материала. Вместо золотых ставят медные – обычные или позолоченные. В случае с позолоченной медью вскрыть обман можно лишь измерив технические параметры, так как визуально позолоченную медь от золота почти не отличить. А вот сгорают медные проводники гораздо быстрее, чем золотые, особенно при скачках напряжения.

Материал основания

Наконец, очень важен материал основания, куда закрепляется кристалл. Основание отвечает за теплоотвод от LED-чипа. В качественных светодиодах установлено медное основание (не путать с медными проводниками!) и теплоотвод проходит эффективно. В дешевых монтируют алюминиевое или латунное основание. Во втором случае обман вскрыть крайне тяжело. Если разница в массе медного и алюминиевого основания заметна и легко измеряется взвешиванием, то разница между медью и латунью одинакового размера – минимальна и трудноизмерима. Для ориентировки приведем данные взаимосвязи мощности и веса светодиодов с качественным медным основанием.



Корреляция мощности и веса светодиода:

• 1,3,5 Вт – 0,6 г;
• 10 Вт – 5,1 г;
• 20, 30, 50, 100 Вт – 27-28 г.

Одинаковый вес светодиодов на 1, 3 и 5 ватт объясняется тем, что для этих светодиодов используются одинаковые стандартные пластины-основания. Та же ситуация со светодиодами на 20, 30, 50 и 100 ватт – у них также одинаковые основания.

Разброс параметров

В качественном LED-светильнике все светодиоды должны светиться равномерно и одинаково. Если при включении светильника на минимальную мощность визуально заметна разница в яркости свечения светодиодов – светильник некачественный, и еле горящие светодиоды выйдут из строя первыми. Если некоторые светодиоды на минимальной мощности не включились, от такой покупки лучше сразу отказаться.

Итак, теперь вам известны отличия качественных и некачественных светодиодов. Конечно, замеры с целью определения материалов изготовления – дело хлопотное. Однако последний показатель – равномерность свечения – вы вполне можете протестировать визуально, без дополнительных приспособлений. Хороших вам покупок!

Какие материалы используются для производства светодиодов

Светодиоды были разработаны после окончания Второй мировой войны. Возник большой интерес к материалам для детекторов света и микроволнового излучения. В ходе этих исследований были разработаны различные полупроводниковые материалы, детально исследованы их свойства взаимодействия со светом.

Полезные статьи:

В 1950-х годах стало ясно, что те же самые материалы, которые использовались для обнаружения света, можно использовать и для генерации света. Исследователи из AT&T Bell Laboratories первыми использовали светогенерирующие свойства этих новых материалов в 1960-х годах. Светодиод был предшественником и случайным побочным продуктом усилий по разработке лазера. Крошечные цветные лампочки представляли некоторый интерес для промышленности, потому что у них были преимущества перед лампочками аналогичного размера.

Первые светодиоды не были такими надежными и полезными, как те, что продаются сегодня. Часто они могли работать только при температуре жидкого азота (-104 градуса по Фаренгейту или -77 градусов по Цельсию) или ниже и сгорали всего за несколько часов. Они были очень неэффективны - потребляли энергию и излучали очень мало света.

Все эти проблемы можно объяснить отсутствием надежных технологий производства соответствующих материалов в 1950-х и 1960-х годах. Когда материалы были улучшены, последовали и другие достижения в технологии: методы электронного соединения устройств, увеличение диодов, повышение их яркости и создание большего количества цветов.
Преимущества светодиода перед лампочкой для практического применения, требующих небольшого источника света, воодушевили таких производителей, как Texas Instruments и Hewlett Packard для коммерческого производства светодиодов.

Внезапное широкое признание на рынке в 1970-х годах стало результатом снижения производственных затрат, а также грамотного маркетинга, благодаря которому продукты со светодиодными дисплеями (например, часы) казались «высокотехнологичными». Предприятия смогли производить множество светодиодов подряд для создания различных дисплеев, в часах, научных приборах и компьютерных считывателях карт. Технология все еще развивается сегодня, поскольку производители ищут способы сделать устройства более эффективными, менее дорогими и в большем количестве цветов.

Источник: https://otoplen-dom.ru/novosti/svetodiody-osnovnye-harakteristiki-i-otlichitelnye-osobennosti

Как влияет температура на работу светодиода

Не останавливающийся ни на минуту прогресс в области совершенствования полупроводниковых источников света необратимо завоевывает все новые области применения светодиодов и, соответственно, требует от них гораздо большего. Это обстоятельство подталкивает разработчиков на нетрадиционные решения проблем удовлетворения возросших требований. А для этого необходимо постоянно углублять знания в области физики работы светодиодов.

Возвращаясь к проблеме продолжительности работы и стабильности параметров светодиодов, стоит обсудить еще одну очень важную сторону этой темы — влияние температуры на характеристики излучения. В большинстве случаев, когда светодиоды участвуют в формировании ответственных сигналов, определенных стандартами, или являются исполнительной частью системы передачи изображения, температурным зависимостям всегда есть место при расчетах и проектировании систем, а также при поиске методов компенсации уходов параметров. Важно отметить, что под влиянием температуры изменяются практически все фундаментальные характеристики светодиодов, указываемые в спецификациях производителем только при комнатных температурах и составляющие основу для указанного проектирования, в то время как устройства на этих светодиодах, как правило, работают в широком диапазоне температур. Знание характера изменения характеристик в зависимости от тепловых условий позволит учесть и скорректировать выходные данные указанных устройств на их основе.

Как определить мощность светодиода

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке ) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528 . Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Мощность светодиода зависит от излучаемого им цвета. Поэтому узнав характеристики для светодиода белого цвета, стоит знать, что для красного или зеленого они будут другие.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т.к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Источник: https://otoplen-dom.ru/novosti/svetodiody-osnovnye-vidy-i-ih-markirovka

Какие факторы влияют на цветопередачу светодиода

Комбинирование синего (чаще), фиолетового или ультрафиолетового (не используются в массовой продукции) полупроводникового излучателя и люминофорного конвертера позволяет изготовить недорогой источник света с неплохими характеристиками. Самая распространённая конструкция такого светодиода содержит синий полупроводниковый чип нитрида галлия , модифицированный индием (InGaN) и люминофор с максимумом переизлучения в области жёлтого цвета - иттрий -алюминиевый гранат, легированный трёхвалентным церием (ИАГ). Часть мощности исходного излучения чипа покидает корпус светодиода, рассеиваясь в слое люминофора, другая часть поглощается люминофором и переизлучается в области меньших значений энергии. Спектр переизлучения захватывает широкую область от красного до зелёного, однако результирующий спектр такого светодиода имеет ярко выраженный провал в области зелёного-сине-зелёного цвета.

В зависимости от состава люминофора выпускаются светодиоды с разной цветовой температурой («тёплые» и «холодные»). Путём комбинирования различных типов люминофоров достигается значительное увеличение индекса цветопередачи (CRI или R a) . На 2017 год уже существуют светодиодные панели для фото- и киносъёмки, где цветопередача критична, но такое оборудование дорого, а производители - единичны.

Один из путей увеличения яркости люминофорных светодиодов при сохранении или даже снижении их стоимости - увеличение тока через полупроводниковый чип без увеличения его размеров - увеличение плотности тока . Такой метод связан с одновременным повышением требований к качеству самого чипа и к качеству теплоотвода. С увеличением плотности тока электрические поля в объёме активной области снижают световой выход . При достижении предельных токов, поскольку участки светодиодного чипа с различной концентрацией примеси и разной шириной запрещённой зоны проводят ток по-разному , происходит локальный перегрев участков чипа, что влияет на световой выход и долговечность светодиода в целом. В целях увеличения выходной мощности при сохранении качества спектральных характеристик, теплового режима выпускаются светодиоды, содержащие кластеры светодиодных чипов в одном корпусе .

Одна из самых обсуждаемых тем в области технологии полихромных светодиодов - это их надёжность и долговечность. В отличие от многих других источников света, светодиод с течением времени меняет свои характеристики светового выхода (эффективности), диаграммы направленности, цветовой оттенок, но редко выходит из строя полностью. Поэтому для оценки срока полезного использования принимают, например для освещения, уровень снижения светоотдачи до 70 % от первоначального значения (L70) . То есть, светодиод, яркость которого в процессе эксплуатации снизилась на 30 %, считается вышедшим из строя. Для светодиодов, используемых в декоративной подсветке, используется в качестве оценки срока жизни уровень снижения яркости 50 % (L50).

Срок службы люминофорного светодиода зависит от многих параметров . Кроме качества изготовления самой светодиодной сборки (способа крепления чипа на кристаллодержателе, способа крепления токоподводящих проводников, качества и защитных свойств герметизирующих материалов), время жизни в основном зависит от особенностей самого излучающего чипа и от изменения свойств люминофора с течением наработки (деградация). Причём, как показывают многочисленные исследования, основным фактором влияния на срок службы светодиода считается температура.

Влияние температуры на срок службы светодиода

Полупроводниковый чип в процессе работы часть электрической энергии отдаёт в виде излучения , часть в виде тепла . При этом, в зависимости от эффективности такого преобразования, количество тепла составляет около половины для самых эффективных излучателей или более. Сам полупроводниковый материал обладает невысокой теплопроводностью , кроме того, материалы и конструкция корпуса обладают определённой неидеальной тепловой проводимостью, что приводит к разогреву чипа до высоких (для полупроводниковой структуры) температур. Современные светодиоды работают при температурах чипа в районе 70-80 градусов. И дальнейшее увеличение этой температуры при использовании нитрида галлия недопустимо. Высокая температура приводит к увеличению количества дефектов в активном слое, приводит к повышенной диффузии , изменению оптических свойств подложки. Всё это приводит к увеличению процента безызлучательной рекомбинации и поглощению фотонов материалом чипа. Увеличение мощности и долговечности достигается усовершенствованием как самой полупроводниковой структуры (снижение локального перегрева), так и развитием конструкции светодиодной сборки, улучшением качества охлаждения активной области чипа. Также проводятся исследования с другими полупроводниковыми материалами или подложками .

Как выбрать светодиод с нужной длиной волны

By: DeRun     Views:7963  

Важные параметры кривой относительного спектрального распределения энергии светодиодов с пиковой длиной волны p и спектральной полуволной широкой дельтой этих двух параметров. Светодиод независимо от того, какой материал имеет относительно легкое излучение, является наиболее сильным при контрасте с длиной волны, длина волны для пиковой длины волны определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала или положением центра светоизлучающего уровня.

Полуволновая спектральная ширина определяется как кривая относительного спектрального распределения энергии, соответствующая двум с половиной максимальным значениям интенсивности при разнице длин волн, она указывает на спектральную чистоту, но также может использоваться для измерения дисперсии полупроводника. Материал светоизлучающего способствует энергетическому состоянию, полуширина спектра излучения светодиодных кораблей от 30 до 100 нм, узкая спектральная ширина корпуса означает хороший цвет яркий, светлый цвет, четко видимый.

Измерены колориметрические параметры светодиодных приборов.

Относится к параметру колориметрии:
1. Доминирующая длина волны: любой цвет можно рассматривать как определенную пропорцию со спектральным цветом с эталонным источником света (например, стандартный источник света CIE A, B, C и т. д., может ли источник света E, стандартный источник света D65) быть смешанным и подобрать цвет, спектральный цвет - это цвет доминирующей длины волны.

2.CIE спектральные трехцветные значения ?? X, Y, Z: трехцветные значения X, Y, Z ?? для цвета, что означает, что их числовая пропорция между тремя основными цветами соответствует цвету.

3 координаты цветности x, y, z: трехцветные значения ?? каждой стимуляции отношение значения их суммы.

Чистота: степень цвета образца, близкая к спектральному цвету основной длины волны, указывает на чистоту цвета образца.

(5) Цветовая температура: цвета, воспроизводимые источником света оптического излучения и при определенной температуре, цвет излучения абсолютно черного тела, указанная температура черного тела (ТС) в качестве цветовой температуры источника света.

Фотометрическое определение «света», в отличие от видимого света, имеет диапазон длин волн от 380 до 780 нм. Тем не менее, в этом интервале различные длины волн излучения входят в тип ощущения цвета человеческого глаза, например, длина волны 700 нм. излучение зеленого цвета, ощущения, вызванные излучением светодиодов с длиной волны 450 нм, — синим и т. д.

Таким образом, цвет светодиодного света в глаз, оптическое излучение относительного спектрального распределения энергии и в спектральную длину волны излучения глаза изменяется, или когда относительное спектральное распределение энергии изменяется, цвет человеческого глаза меняется на легкое ощущение со значительным изменением.