Grundlegende Eigenschaften von LED

- Mar 13, 2020-

Grundlegende Eigenschaften der LED


Die LED wirkt als elektrolumineszierende PN-Übergangsvorrichtung, deren Eigenschaften durch die elektrischen Parameter der PN-Verbindung und als optische Parameter einer lichtemittierenden Vorrichtung beschrieben werden können.


Die Volt-Ampere-Charakteristik ist ein wichtiger Parameter zur Beschreibung eines PN-Sperrschichtgeräts. Es ist ein wichtiger Indikator für die Leistung der PN-Übergänge und die Vor- und Nachteile des Herstellungsprozesses für PN-Übergänge. Die sogenannte Volt-Ampere-Charakteristik, dh die Charakteristik des durch den PN-Übergang fließenden Stroms als Funktion der Spannung, kann auf einem Oszilloskop visuell demonstriert werden. Eine vollständige Volt-Ampere-Kurve enthält Vorwärts- und Rückwärtskennlinien. Im Allgemeinen ändert sich die umgekehrte Kennlinie stark, und wenn die Spannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, steigt der Strom exponentiell an. Die Volt-Ampere-Kennlinie kann normalerweise durch drei Parameter beschrieben werden: Sperrdurchbruchspannung, Sperrstrom und Durchlassspannung.


Die Durchlassspannung VF ist der Spannungsabfall an den beiden Enden des Geräts beim Nenndurchlassstrom. Dies hängt mit der verbotenen Bandbreite des Materials zusammen und identifiziert auch den Körperwiderstand und den ohmschen Kontaktwiderstand des PN-Übergangs. Die Größe von VF spiegelt in gewissem Maße die Vor- und Nachteile der Elektrodenherstellung wider. Die rot-gelbe LED hat einen VF-Wert von ungefähr 2 Volt relativ zu einem 20 mA-Durchlassstrom, während das GaN-basierte blau-grüne LED-Gerät typischerweise einen VF-Wert größer als {{6} hat. } Volt. Der Sperrstrom IR ist der Wert des Sperrstroms, der bei einer bestimmten Sperrspannung durch das Gerät fließt. Dieser Wert ist sehr empfindlich gegenüber der Qualität des Geräts. Normalerweise sollte bei einer Sperrspannung von 5 Volt der Sperrleckstrom nicht mehr als 10 Mikroampere betragen, und ein übermäßiger IR zeigt schlechte Übergangseigenschaften an. Die Sperrspannung bedeutet, dass der Sperrstrom stark ansteigt, wenn die Sperrspannung größer als ein bestimmter Wert ist, was die Eigenschaften der Sperrspannung widersteht. Für ein bestimmtes Gerät ist der Standard des Leckstroms unterschiedlich. In einem strengeren Fall muss der umgekehrte Leckstrom bei der angegebenen Spannung nicht mehr als 10 μA betragen.


Zusätzlich zu den elektrischen Eigenschaften werden eine Reihe von optischen Parametern benötigt, um die Leistung von LED-Geräten zu beschreiben. Die wichtigsten Parameter sind die Spitzenwellenlänge und -intensität des Geräts. Sichtbares Licht gehört zur Kategorie der elektromagnetischen Wellen, und Wellenlängen können normalerweise verwendet werden, um auszudrücken, was das menschliche Auge fühlen kann. Die Strahlungsenergie des sichtbaren Lichts hat im Allgemeinen einen Wellenlängenbereich von 380 nm bis 760 nm. Je länger die Wellenlänge ist, desto geringer ist die entsprechende Photonenenergie und desto roter ist die Farbe des Lichts. Wenn die Wellenlänge des Photons kürzer wird, wird das Licht allmählich. Das Rot wird gelb, das grün und blau wird, bis es lila wird. Bei einem LED-Gerät dehnt sich das emittierte Licht bei der Spitze λP aus. Die Halbwertsbreite der Wellenlänge beträgt normalerweise 10 bis 30 nm, und die Halbwertsbreite ist kleiner, was anzeigt, dass die Reinheit und Integrität des Kristalls umso gleichmäßiger ist, je reiner das Material der LED-Vorrichtung ist. Der Sex ist auch besser. Die Lichtintensität ist ein weiterer wichtiger Parameter zur Messung der Leistung von LEDs, der normalerweise durch den Buchstaben Iv ausgedrückt wird. Die Definition der Lichtintensität ist, dass Licht in einer bestimmten Richtung ein 1 Lichtlumen in einem Raumwinkel von 1 Kerze hat und seine Einheit durch Candela (cd) dargestellt wird. Die Beziehung kann durch die Formel (6-1) charakterisiert werden: Iv=dφ / dΩ (6-1) wobei die Einheit von φ Lumen ist, die Einheit von Iv cd ist und dΩ die Einheit Raumwinkel ist und die Einheit ist Grad. Die normale Lichtintensität eines ultrahellen LED-Chips liegt im Allgemeinen zwischen 30 und 120 mcd. Nach dem Einpacken in ein Gerät ist die normale Lichtintensität normalerweise größer als 1 cd.

Der Lichtstrom ist ein objektiverer Parameter zur Bestimmung der Lichtausbeute von LEDs. Es gibt die Menge an Lichtenergie an, die ein Elektrolumineszenzkörper pro Zeiteinheit in Lumen (lm) emittiert. Im Allgemeinen beträgt die Lichtausbeute von Glühlampen und Leuchtstofflampen 15 lm / w bzw. 60 lm / w, und je größer die Leistung der Glühbirne ist, desto größer ist der Lichtstrom. Für ein leistungsstärkeres LED-Gerät beträgt die Lichtausbeute 20 lm / w, und das Laborniveau erreicht auch 100 lm / w. Damit das LED-Gerät schneller für die Beleuchtung verwendet werden kann, muss die Lichtausbeute des LED-Geräts weiter verbessert werden. Es wird geschätzt, dass nach 10 Jahren die Lichtausbeute der LED 200 lm / w erreichen kann. Bis dahin wird die Menschheit eine neue Ära von Festkörperlichtquellen einleiten, um traditionelle Lichtquellen zu ersetzen.


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