LED-ide spetsifikatsioonid ja parameetrid

Seal on palju erineva kuju, suuruse, võimsusega LED-e. Iga LED on aga alati olemas pooljuhtseade, mis põhineb voolu läbimisel p-n-siirdest ettepoole, põhjustades optilise emissiooni (nähtav valgus).

Põhimõtteliselt iseloomustab kõiki LED-e mitmeid spetsiifilisi tehnilisi omadusi, elektrilisi ja valgustusi, millest räägime hiljem. Need omadused leiate LED-i andmelehelt (tehnilisest dokumentatsioonist).

Elektrilised omadused on järgmised: pärivool, päripinge langus, maksimaalne vastupinge, maksimaalne võimsuse hajumine, voolu-pinge karakteristik. Valguse parameetrid on järgmised: valgusvoog, valgustugevus, hajumise nurk, värvus (või lainepikkus), värvitemperatuur, valgusefektiivsus.

Pöördumisnimivool (If – pärivool)

Nimivool edasisuunas on vool, kui see läbib seda LED-i edasisuunas, tootja garanteerib selle valgusallika passivalgusti parameetrid.Teisisõnu, see on LED-i töövool, mille juures LED kindlasti läbi ei põle ja suudab kogu oma kasutusaja normaalselt töötada. Nendel tingimustel pn-ristmik ei lagune ega kuumene üle.

Lisaks nimivoolule on olemas selline parameeter nagu maksimaalne pärivool (Ifp - tippvoolu vool) - maksimaalne vool, mida saab üleminekust läbi lasta ainult 100 μs kestusega impulssidega, mille töötsükkel ei ületa DC = 0,1 (täpsed andmed vt andmelehte) … Teoreetiliselt on maksimaalne vool piirav vool, mida kristall suudab taluda vaid lühikest aega.

Praktikas sõltub nimivoolu väärtus kristalli suurusest, pooljuhi tüübist ja varieerub mõnest mikroamprist kümnete milliampriteni (COB-tüüpi LED-sõlmede puhul veelgi enam).

Pidev pingelang (Vf – edasiminek pinge)

Pidev pingelang pn-siirde kohal, mis põhjustab LED-i nimivoolu. Valgusdioodile rakendatakse pinge nii, et anood on katoodi suhtes positiivsel potentsiaalil. Sõltuvalt pooljuhi keemilisest koostisest, optilise kiirguse lainepikkusest, alalispinge langusest ristmikul erinevad ka.

Muide, otsepinge languse järgi saate määrata pooljuhtide keemia… Ja siin on ligikaudsed päripinge languse vahemikud erinevate lainepikkuste jaoks (LED-valgusvärvid):

• Infrapuna-galliumarseniidi LED-ide lainepikkusega üle 760 nm on iseloomulik pingelang alla 1,9 V.

• Punane (nt galliumfosfiid – 610–760 nm) – 1,63–2,03 V.

• Oranž (galliumfosfiid – 590–610 nm) – 2,03–2,1 V.

• Kollane (galliumfosfiid, 570–590 nm) – 2,1–2,18 V.

• Roheline (galliumfosfiid, 500–570 nm) – 1,9–4 V.

• Sinine (tsinkseleniid, 450–500 nm) – 2,48–3,7 V.

• Violetne (indiumgalliumnitriid, 400–450 nm) – 2,76–4 V.

• Ultraviolett (boornitriid, 215 nm) - 3,1–4,4 V.

• Valge (sinine või lilla fosforiga) - umbes 3,5 V.

Maksimaalne tagurpidi pinge (Vr – tagurpidi pinge)

LED-i, nagu iga LED-i, maksimaalne pöördpinge on pinge, mis pn-siirdele pöördpolaarsusega (kui katoodi potentsiaal on suurem kui anoodipotentsiaal) kristall puruneb ja LED rikki läheb. mõnel LED-il on maksimaalne pöördpinge umbes 5 V. COB-sõlmede puhul isegi rohkem ja infrapuna-LED-de puhul võib see olla kuni 1-2 volti.

Maksimaalne võimsuse hajumine (Pd – täielik võimsuse hajumine)

Seda karakteristikut mõõdetakse ümbritseva õhu temperatuuril 25 ° C. See on võimsus (sageli mW), mida LED-korpus võib siiski pidevalt hajutada ja ei põle läbi. See arvutatakse kristalli läbiva voolu pingelanguse korrutisena. Kui see väärtus ületatakse (pinge ja voolu korrutis), puruneb kristall varsti ja toimub selle termiline hävimine.

Voolupinge karakteristikud (VAC – graafik)

P-n-siiret läbiva voolu mittelineaarset sõltuvust ristmikule rakendatavast pingest nimetatakse LED-i voolu-pinge karakteristikuks (lühendatult VAC).See sõltuvus on andmelehel graafiliselt kujutatud ja saadaolevalt graafikult on väga lihtne näha, milline vool millise pingega LED kristalli läbib.

I — V karakteristiku iseloom sõltub kristalli keemilisest koostisest. I — V karakteristik osutub väga kasulikuks LED-idega elektroonikaseadmete projekteerimisel, kuna tänu sellele on võimalik ilma praktiliste mõõtmisteta välja selgitada, millist pinget tuleks LED-ile rakendada, et saada. antud vool. Isegi I — V karakteristiku abil on võimalik täpsemalt valida dioodile voolupiiraja.

Valgustugevus, valgusvoog

Valgusdioodide valguse (optilisi) parameetreid mõõdetakse nende valmistamise etapis, normaaltingimustes ja ristmikku läbiva nimivoolu juures. Eeldatakse, et ümbritseva õhu temperatuur on 25 ° C, nimivool on seadistatud ja valguse intensiivsus (Cd - kandela) või valgusvoog (lm - luumen) mõõdetakse.

Ühe luumeni valgusvoo all mõistetakse valgusvoogu, mida kiirgab punkt-isotroopne allikas, mille valgustugevus on võrdne ühe kandelaga ühe steradiaani ruuminurga all.

Nõrkvoolu LED-e iseloomustab otseselt valguse intensiivsus, mis on näidatud millikanalites. Kandela on valgustugevuse ühik ja üks kandela on allika valgustugevus antud suunas, mis kiirgab monokromaatilist kiirgust sagedusega 540 × 1012 Hz, mille valgustugevus selles suunas on 1/683 W / av.

Teisisõnu, valguse intensiivsus kvantifitseerib valgusvoo intensiivsust teatud suunas.Mida väiksem on hajumise nurk, seda suurem on LED-i valgustugevus sama valgusvoo juures. Näiteks ülierksate LED-ide valgustugevus on 10 kandelat või rohkem.

LED-i hajumise nurk (vaatenurk)

Seda omadust kirjeldatakse LED-dokumentides sageli kui "topelt-teeta-poolheledust" ja seda mõõdetakse kraadides (degrees-degrees-degrees). Nimetus on just selline, sest LED-l on tavaliselt teravustamislääts ja heledus ei ole ühtlane kogu hajumisnurga ulatuses.

Üldiselt võib see parameeter olla vahemikus 15 kuni 140 °. SMD LED-idel on laiem nurk kui plii LEDidel. Näiteks SMD 3528 paketis oleva LED-i puhul on 120° normaalne.

Domineeriv lainepikkus

Mõõdetud nanomeetrites. See iseloomustab LED-i kiirgava valguse värvust, mis omakorda sõltub pooljuhtkristalli lainepikkusest ja keemilisest koostisest.

Infrapunakiirguse lainepikkus on suurem kui 760 nm, punase - 610 nm kuni 760 nm, kollase - 570 kuni 590 nm, violetse - 400 kuni 450 nm, ultraviolettkiirguse - alla 400 nm. Valget valgust kiirgatakse ultraviolett-, violetse või sinise fosfori abil.

Värvitemperatuur (CCT – värvitemperatuur)

See omadus on täpsustatud valgete LED-ide dokumentatsioonis ja seda mõõdetakse kelvinites (K). Jahe valge (umbes 6000K), soe valge (umbes 3000K), valge (umbes 4500K) — näitab täpselt valge valguse varjundit.

Sõltuvalt värvitemperatuurist on värviedastus erinev ja erineva värvitemperatuuriga inimene tajub valget erinevalt. Soe valgus on mugavam, parem koju, külm valgus sobib rohkem avalikku ruumi.

Valgusefektiivsus

Tänapäeval valgustamiseks kasutatavate LED-ide puhul on see omadus ligikaudu 100 lm/W. Võimsad LED-valgusallikate mudelid on ületanud kompaktluminofoorlampe (CFL), ulatudes 150 lm/W või rohkem. Võrreldes hõõglampidega on LED-id valgusefektiivsuselt üle 5 korra paremad.

Põhimõtteliselt näitab valgustõhusus numbriliselt, kui tõhus on valgusallikas energiatarbimise seisukohast: mitu vatti on vaja teatud valgushulga tootmiseks — mitu luumenit on vattides.

LED-i seade ja tööpõhimõte

Miks peaks LED olema ühendatud läbi takisti

Valge LED-tehnoloogia arendamise väljavaated