LED'lerin özellikleri ve parametreleri

Farklı şekillerde, boyutlarda, güçlerde birçok LED vardır. Ancak, her LED her zaman yarı iletken cihaz, akımın p-n bağlantı noktasından ileri yönde geçmesine ve optik emisyona (görünür ışık) neden olmasına dayanır.

Temel olarak, tüm LED'ler, daha sonra bahsedeceğimiz elektrik ve ışık gibi bir dizi belirli teknik özellik ile karakterize edilir. Bu özellikleri LED'in veri sayfasında (teknik belgelerde) bulabilirsiniz.

Elektriksel özellikler şunlardır: ileri akım, ileri voltaj düşüşü, maksimum ters voltaj, maksimum güç dağılımı, akım-gerilim karakteristiği. Işığın parametreleri: ışık akısı, ışık şiddeti, saçılma açısı, renk (veya dalga boyu), renk sıcaklığı, ışık verimliliği.

İleri anma akımı (Eğer - ileri akım)

Nominal ileri akım, bu LED'den ileri yönde geçtiğindeki akımdır, üretici bu ışık kaynağının pasaport ışık parametrelerini garanti eder.Başka bir deyişle, bu, LED'in kesinlikle yanmadığı ve hizmet ömrü boyunca normal şekilde çalışabileceği LED'in çalışma akımıdır. Bu koşullar altında, pn bağlantısı bozulmaz ve aşırı ısınmaz.

Nominal akıma ek olarak, tepe ileri akım (Ifp - tepe ileri akım) gibi bir parametre vardır - geçişten yalnızca 100 μs'lik darbelerle geçilebilen maksimum akım ve görev döngüsü en fazla DC = 0.1 (kesin veriler için veri sayfasına bakın) … Teorik olarak maksimum akım, kristalin yalnızca kısa bir süre için kaldırabileceği sınırlayıcı akımdır.

Uygulamada, nominal ileri akımın değeri kristalin boyutuna, yarı iletken tipine bağlıdır ve birkaç mikroamperden onlarca miliampere kadar değişir (COB tipi LED tertibatları için daha da fazla).

Sürekli Gerilim Düşümü (Vf — İleri Gerilim)

LED'in nominal akımına neden olan pn bağlantısı boyunca sürekli bir voltaj düşüşü. Anot katoda göre pozitif bir potansiyelde olacak şekilde LED'e bir voltaj uygulanır. Yarı iletkenin kimyasal bileşimine, optik radyasyonun dalga boyuna bağlı olarak, eklem boyunca doğrudan voltaj düşüşleri de farklılık gösterir.

Bu arada, doğrudan voltaj düşüşü ile belirleyebilirsiniz yarı iletken kimyası… Ve işte farklı dalga boyları (LED ışık renkleri) için yaklaşık ileri voltaj düşüş aralıkları:

• 760 nm'nin üzerinde dalga boylarına sahip kızılötesi galyum arsenit LED'leri, 1,9 V'tan daha düşük bir karakteristik voltaj düşüşüne sahiptir.

• Kırmızı (örn. galyum fosfit — 610 nm ila 760 nm) — 1,63 ila 2,03 V.

• Turuncu (galyum fosfit — 590 ila 610 nm) — 2,03 ila 2,1 V.

• Sarı (galyum fosfit, 570 - 590 nm) — 2,1 - 2,18 V.

• Yeşil (galyum fosfit, 500 - 570 nm) — 1,9 - 4 V.

• Mavi (çinko selenit, 450 - 500 nm) — 2,48 - 3,7 V.

• Menekşe (indiyum galyum nitrür, 400 ila 450 nm) — 2,76 ila 4 V.

• Ultraviyole (bor nitrür, 215 nm) — 3,1 ila 4,4 V.

• Beyaz (mavi veya fosforlu mor) — yaklaşık 3,5 V.

Maksimum Ters Gerilim (Vr — Ters Gerilim)

Herhangi bir LED gibi bir LED'in maksimum ters voltajı, ters polaritede bir pn bağlantısına uygulandığında (katot potansiyeli anot potansiyelinden büyük olduğunda), kristalin bozulduğu ve LED'in arızalandığı bir voltajdır. bazı LED'lerin maksimum ters voltajı yaklaşık 5 V'tur. COB düzenekleri için daha da fazladır ve kızılötesi LED'ler için 1-2 volta kadar çıkabilir.

Maksimum Güç Tüketimi (Pd — Toplam Güç Tüketimi)

Bu özellik, 25 ° C ortam sıcaklığında ölçülür. Bu, LED muhafazasının hala sürekli olarak dağıtabileceği ve yanmayacağı güçtür (genellikle mW cinsinden). Kristalden akan akımın voltaj düşüşünün ürünü olarak hesaplanır. Bu değer aşılırsa (voltaj ve akımın ürünü), çok kısa sürede kristal kırılır ve termal yıkım meydana gelir.

Akım-Gerilim Karakteristiği (VAC - Grafik)

Akımın p-n bağlantı noktasından bağlantı noktasına uygulanan gerilime doğrusal olmayan bağımlılığı, LED'in akım-gerilim karakteristiği (kısaltılmış VAC) olarak adlandırılır.Bu bağımlılık, veri sayfasında grafiksel olarak gösterilmiştir ve mevcut grafikten, LED kristalinden hangi akımın hangi voltajda geçeceğini çok kolay bir şekilde görebilirsiniz.

I - V karakteristiğinin doğası, kristalin kimyasal bileşimine bağlıdır. I - V özelliği, LED'li elektronik cihazların tasarımında çok kullanışlıdır, çünkü bu sayede, pratik ölçümlerin davranışı olmadan, elde etmek için LED'e hangi voltajın uygulanması gerektiğini bulmak mümkündür. belirli bir akım I - V özelliğinin yardımıyla bile, diyot için bir akım sınırlayıcıyı daha doğru bir şekilde seçmek mümkündür.

Işık yoğunluğu, ışık akısı

LED'lerin ışık (optik) parametreleri, üretim aşamasında, normal koşullar altında ve bağlantı noktasından geçen nominal akımda ölçülür. Ortam sıcaklığının 25 °C olduğu, nominal akımın ayarlandığı ve ışık yoğunluğunun (Cd — kandela cinsinden) veya ışık akısının (lm — lümen cinsinden) ölçüldüğü varsayılır.

Bir lümenin ışık akısı, bir steradyanın katı açısında bir kandelaya eşit bir ışık yoğunluğuna sahip bir nokta izotropik kaynak tarafından yayılan ışık akısı olarak anlaşılır.

Düşük akımlı LED'ler, doğrudan milikanallarda belirtilen ışık yoğunluğu ile karakterize edilir. Bir kandela, ışık yoğunluğunun bir birimidir ve bir kandela, 540 × 1012 Hz frekansta tek renkli radyasyon yayan ve bu yöndeki ışık yoğunluğu 1/683 W / av olan bir kaynağın belirli bir yöndeki ışık yoğunluğudur.

Başka bir deyişle, ışık yoğunluğu, belirli bir yöndeki ışık akısının yoğunluğunu nicel olarak ifade eder.Saçılma açısı ne kadar küçük olursa, aynı ışık akısında LED'in ışık yoğunluğu o kadar büyük olur. Örneğin, ultra parlak LED'ler 10 kandela veya daha fazla ışık yoğunluğuna sahiptir.

LED saçılma açısı (görüş açısı)

Bu özellik, LED belgelerinde genellikle "iki kat teta yarı parlaklık" olarak tanımlanır ve derece (derece-derece-derece) olarak ölçülür. Adı tam da bu, çünkü LED'in genellikle bir odaklama merceği vardır ve parlaklık tüm saçılma açısı boyunca tekdüze değildir.

Genel olarak, bu parametre 15 ila 140 ° aralığında olabilir. SMD LED'ler kurşun olanlardan daha geniş bir açıya sahiptir. Örneğin SMD 3528 paketindeki bir LED için 120° normaldir.

baskın dalga boyu

Nanometre cinsinden ölçülür. LED tarafından yayılan ışığın rengini karakterize eder ve bu da yarı iletken kristalin dalga boyuna ve kimyasal bileşimine bağlıdır.

Kızılötesi radyasyonun dalga boyu 760 nm'den büyük, kırmızı - 610 nm'den 760 nm'ye, sarı - 570'den 590 nm'ye, menekşe - 400'den 450 nm'ye, ultraviyole - 400 nm'den az. Beyaz ışık, ultraviyole, mor veya mavi fosforlar kullanılarak yayılır.

Renk Sıcaklığı (CCT - Renk Sıcaklığı)

Bu özellik, beyaz LED'lerin belgelerinde belirtilmiştir ve Kelvin (K) cinsinden ölçülür. Soğuk beyaz (yaklaşık 6000K), sıcak beyaz (yaklaşık 3000K), beyaz (yaklaşık 4500K) — beyaz ışığın gölgesini doğru şekilde gösterir.

Renk sıcaklığına bağlı olarak renk geriverimi farklı olacaktır ve beyaz, farklı renk sıcaklıklarına sahip kişiler tarafından farklı şekillerde algılanır. Sıcak ışık daha rahattır, ev için daha iyidir, soğuk ışık ise kamusal alanlar için daha uygundur.

ışık verimliliği

Günümüzde aydınlatma için kullanılan LED'ler için bu özellik 100 lm/W civarındadır. Güçlü LED ışık kaynakları modelleri, 150 lm/W veya daha fazlasına ulaşan kompakt flüoresan lambaları (CFL) geride bırakmıştır. Akkor lambalarla karşılaştırıldığında, LED'ler ışık verimliliğinde 5 kattan daha iyidir.

Temel olarak ışık verimliliği, bir ışık kaynağının enerji tüketimi açısından ne kadar verimli olduğunu sayısal olarak gösterir: belirli bir miktarda ışık üretmek için kaç watt gereklidir — kaç lümen watt'tır.

LED'in cihazı ve çalışma prensibi

LED neden bir direnç üzerinden bağlanmalıdır?

Beyaz LED teknolojisinin gelişimi için beklentiler