Specifikationer og parametre for LED'er

Der er mange lysdioder i forskellige former, størrelser, kræfter. Men hver LED er det altid halvleder enhed, som er baseret på passage af strøm gennem p-n krydset i fremadgående retning, hvilket forårsager optisk emission (synligt lys).

Grundlæggende er alle LED'er kendetegnet ved en række specifikke tekniske egenskaber, elektriske og lys, som vi vil tale om senere. Du kan finde disse egenskaber i databladet (i den tekniske dokumentation) for LED'en.

De elektriske karakteristika er: fremadgående strøm, fremadgående spændingsfald, maksimal omvendt spænding, maksimal effekttab, strøm-spændingskarakteristik. Lysets parametre er: lysstrøm, lysstyrke, spredningsvinkel, farve (eller bølgelængde), farvetemperatur, lyseffektivitet.

Fremadgående nominel strøm (Hvis — fremadgående strøm)

Den nominelle fremadgående strøm er strømmen, når den passerer gennem denne LED i fremadgående retning, producenten garanterer paslysparametrene for denne lyskilde.Med andre ord er dette LED'ens driftsstrøm, hvor LED'en bestemt ikke vil brænde ud og vil være i stand til at fungere normalt i hele sin levetid. Under disse forhold vil pn-forbindelsen ikke blive nedbrudt og vil ikke overophedes.

Ud over den nominelle strøm er der en sådan parameter som den spidse fremadstrøm (Ifp — den fremadrettede spidsstrøm) — den maksimale strøm, der kun kan passeres gennem overgangen ved impulser af 100 μs varighed med en arbejdscyklus på højst DC = 0,1 (se datablad for nøjagtige data) … I teorien er den maksimale strøm den begrænsende strøm, som krystallen kun kan håndtere i kort tid.

I praksis afhænger værdien af ​​den nominelle fremadgående strøm af krystallens størrelse, af typen af ​​halvleder og varierer fra nogle få mikroampere til titusinder af milliampere (endnu mere for LED-samlinger af COB-typen).

Kontinuerligt spændingsfald (Vf — Forward Voltage)

Et vedvarende spændingsfald over pn-forbindelsen, der forårsager LED'ens mærkestrøm. En spænding påføres LED'en, således at anoden har et positivt potentiale i forhold til katoden. Afhængigt af den kemiske sammensætning af halvlederen, bølgelængden af ​​den optiske stråling, er jævnspændingsfaldene over krydset også forskellige.

Forresten, ved jævnspændingsfaldet kan du bestemme halvlederkemi… Og her er de omtrentlige fremadgående spændingsfaldsområder for forskellige bølgelængder (LED-lysfarver):

• Infrarøde galliumarsenid-LED'er med bølgelængder over 760 nm har et karakteristisk spændingsfald på mindre end 1,9 V.

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

• Orange (galliumphosphid - fra 590 til 610 nm) - fra 2,03 til 2,1 V.

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

• Grøn (galliumphosphid, 500 til 570 nm) - 1,9 til 4 V.

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

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

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

• Hvid (blå eller lilla med fosfor) - omkring 3,5 V.

Maksimal omvendt spænding (Vr — omvendt spænding)

Den maksimale omvendte spænding for en LED, som enhver LED, er en spænding, der, når den påføres et pn-kryds i omvendt polaritet (når katodepotentialet er større end anodepotentialet), bryder krystallen ned, og LED'en svigter. Jo større nogle LED'er har en maksimal omvendt spænding på omkring 5 V. For COB-samlinger, endnu mere, og for infrarøde LED'er kan det være op til 1-2 volt.

Maksimal effekttab (Pd — Total Power Dissipation)

Denne karakteristik måles ved en omgivelsestemperatur på 25 ° C. Dette er den effekt (ofte i mW), som LED-huset stadig kan sprede kontinuerligt og ikke vil brænde ud. Det beregnes som produktet af spændingsfaldet af strømmen, der løber gennem krystallen. Hvis denne værdi overskrides (produktet af spænding og strøm), vil krystallen meget snart bryde, dens termiske ødelæggelse vil forekomme.

Current-Voltage Characteristic (VAC - Graph)

Den ikke-lineære afhængighed af strømmen gennem p-n krydset af spændingen påført til krydset kaldes strøm-spændingskarakteristikken (forkortet VAC) for LED'en.Denne afhængighed er grafisk afbildet i databladet, og fra den tilgængelige graf kan du meget nemt se, hvilken strøm ved hvilken spænding der vil passere gennem LED-krystallen.

Arten af ​​I - V-karakteristikken afhænger af krystallens kemiske sammensætning. I - V-karakteristikken viser sig at være meget nyttig i design af elektroniske enheder med LED'er, fordi takket være den er det muligt uden praktiske målinger at finde ud af, hvilken spænding der skal påføres LED'en for at opnå en given strøm. Selv ved hjælp af I - V-karakteristikken er det muligt mere præcist at vælge en strømbegrænser til dioden.

Lysstyrke, lysstrøm

Lys (optiske) parametre for LED'er måles på produktionsstadiet, under normale forhold og ved den nominelle strøm gennem krydset. Det antages, at den omgivende temperatur er 25 ° C, den nominelle strøm indstilles, og lysintensiteten (i Cd - candela) eller lysstrømmen (i lm - lumen) måles.

Lysstrømmen af ​​et lumen forstås som den lysstrøm, der udsendes af en isotrop punktkilde med en lysstyrke lig med én candela i en rumvinkel på én steradian.

Lavstrøms LED'er er kendetegnet direkte ved lysintensiteten, som er angivet i millikanaler. En candela er en enhed for lysstyrke, og en candela er lysstyrken i en given retning af en kilde, der udsender monokromatisk stråling med en frekvens på 540 × 1012 Hz, hvis lysstyrke i den retning er 1/683 W/av.

Med andre ord kvantificerer lysintensiteten intensiteten af ​​lysstrømmen i en bestemt retning.Jo mindre spredningsvinklen er, jo større lysintensitet har LED'en ved samme lysflux. For eksempel har ultra-lyse LED'er en lysintensitet på 10 candela eller mere.

LED spredningsvinkel (synsvinkel)

Denne egenskab beskrives ofte i LED-dokumentation som "dobbelt theta halv lysstyrke" og måles i grader (grader-grader-grader). Navnet er bare det, fordi LED'en normalt har en fokuseringslinse, og lysstyrken er ikke ensartet over hele spredningsvinklen.

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

Dominerende bølgelængde

Målt i nanometer. Det karakteriserer farven på det lys, der udsendes af LED'en, som igen afhænger af bølgelængden og den kemiske sammensætning af halvlederkrystallen.

Infrarød stråling har en bølgelængde større end 760 nm, rød - fra 610 nm til 760 nm, gul - fra 570 til 590 nm, violet - fra 400 til 450 nm, ultraviolet - mindre end 400 nm. Hvidt lys udsendes ved hjælp af ultraviolet, violet eller blåt fosfor.

Farvetemperatur (CCT - Farvetemperatur)

Denne karakteristik er specificeret i dokumentationen for hvide LED'er og er målt i Kelvin (K). Kølig hvid (ca. 6000K), varm hvid (ca. 3000K), hvid (ca. 4500K) — viser nøjagtigt skyggen af ​​hvidt lys.

Afhængigt af farvetemperaturen vil farvegengivelsen være forskellig, og hvid opfattes af en person med forskellige farvetemperaturer på forskellige måder. Varmt lys er mere behageligt, bedre for hjemmet, koldt lys er mere velegnet til offentlige rum.

Lyseffektivitet

For LED'er, der bruges i dag til belysning, er denne egenskab i området 100 lm / W. Kraftige modeller af LED-lyskilder har overgået kompakte lysstofrør (CFL) og når 150 lm / W eller mere. Sammenlignet med glødelamper er LED'er mere end 5 gange bedre i lyseffektivitet.

Grundlæggende angiver lyseffektivitet numerisk, hvor effektiv en lyskilde er med hensyn til energiforbrug: hvor mange watt der kræves for at producere en vis mængde lys - hvor mange lumen er watt.

Enheden og princippet om LED'ens drift

Hvorfor skal LED'en tilsluttes gennem en modstand

Udsigter for udvikling af hvid LED-teknologi