Caracteristicile LED-urilor și tot ce trebuie să știți despre ele

În ciuda diversității existente a LED-urilor, care au diferite forme și scopuri, ele sunt toate realizate dintr-un cristal semiconductor și au un principiu de funcționare comun. Prin urmare, activitatea lor se bazează pe aceleași caracteristici tehnice, printre care se disting parametrii de intrare și ieșire ai LED-urilor.

Parametrii de intrare

Caracteristicile tehnice ale LED-urilor care afectează funcționarea sa sunt convențional numite intrări. Vorbim despre curentul și tensiunea directă (inversă) și dependența grafică a acestora.

Curent înainte

Parametrul tehnic nr. 1 al oricărui LED este curentul care curge în direcția înainte prin intersecția p-n. Curentul nominal (operațional) este curentul la care producătorul garantează luminozitatea declarată pe întreaga durată de viață. De asemenea, este indicat curentul maxim, al cărui exces duce la defectarea electrică. Pentru unele modificări, curentul nominal nominal este teoretic egal cu valoarea maximă. În astfel de cazuri se recomandă utilizarea LED-ului la 90-95% din valoarea nominală. Amplitudinea curentului de funcționare depinde în mare măsură de dimensiunea cristalului și de modul de funcționare. De exemplu, curentul LED-ului organic utilizat pentru a forma matrice OLED nu depășește mai multe microamperi. Și, invers, un cristal de 1 watt consumă aproximativ 0,35 A.

Scăderea tensiunii

Prin acest parametru este obișnuit să se înțeleagă căderea directă de tensiune atunci când curentul nominal curge prin p-n-joncțiunea. Valoarea sa depinde de compoziția chimică a semiconductorului (culoarea strălucirii). Diodele infraroșii (aproximativ 1,9 V) au cea mai mică tensiune directă, iar cele mai ridicate diode ultraviolete (de la 3,1 până la 4,4 V). Adesea, în pașaport se indică intervalul de valori posibile.

Tensiunea inversă

Sub tensiune de tensiune inversă maximă înțeleasă de polaritate inversă aplicată la p-n-tranziție, peste care are loc descompunerea electrică și, în consecință, eșecul dispozitivului semiconductor. Pentru partea dominantă a LED-urilor, valoarea sa este de 5V. Printre diodele radiative ale domeniului infraroșu se numără multe dispozitive cu o tensiune inversă admisibilă de 1 sau 2 volți.

Distrugerea puterii

Puterea disipată de carcasă este definită ca fiind produsul curentului maxim și al tensiunii directe și indică cea mai mare cantitate de energie pe care LED-ul o poate distruge eficient pentru o perioadă lungă de timp. Când valoarea pașaportului este depășită în cristalul semiconductor, apare o defecțiune electrică sau termică.

Caracteristica curentului de tensiune al LED-ului este dependența grafică a curentului de direcție față de tensiunea înainte aplicată. Cu acest parametru tehnic, este ușor să recunoaștem căderea de tensiune pe LED-uri atunci când un curent de o anumită valoare este setat fără a efectua teste de laborator. VAC ajută la efectuarea calculelor teoretice ale viitorului circuit electric.

Parametrii de ieșire

Parametrii de ieșire sunt caracteristicile LED-urilor măsurate în anumite condiții. Parametrii de ieșire sunt măsurați la un curent nominal și la o temperatură ambiantă de 25 ° C.

Fluxul luminos și intensitatea luminii

Caracteristicile optice ale LED-urilor sunt exprimate ca fluxul luminii și intensitatea luminii. Fluxul luminos (lm) este cantitatea de energie luminoasă (lumină vizibilă) emisă de cristal și transferată pe suprafață pe unitate de timp. Pentru LED-urile cu curent redus, cu o lentilă de dispersie, intensitatea luminii (cd) este de obicei indicată. Sensul său fizic este raportul dintre fluxul de lumină și unghiul în care se propagă radiația. Cu alte cuvinte, intensitatea luminii este intensitatea fluxului luminos într-o anumită direcție. Rezultă că LED-ul cu un unghi de radiație mai mic are o intensitate luminoasă mai mare cu același flux luminos. LED-urile moderne de 5 mm cu luminozitate ridicată sunt capabile să furnizeze până la 15 cd.

Unghi de radiație

În diferite surse puteți găsi numele: "unghi vizibil", "unghi de dispersie". Din punct de vedere fizic, este numit corect "dublu unghi de jumătate de luminozitate" și este notat - "2Q1 / 2". Un unghi dublu de jumătate de luminozitate este inerent doar în dispozitive care au o lentilă de focalizare și depind de forma carcasei. Poate avea valori cuprinse între 15-140 °. LED-urile albe concepute pentru montarea SMT, iar matricea bazată pe ele este caracterizată printr-un unghi larg de radiație - 115-140 °.

Radiația și lungimea de undă

În funcție de tipul de material semiconductor, LED-ul emite lumină într-un anumit interval de lungimi de undă. De exemplu, culoarea verde corespunde unei lungimi de la 500 la 570 nm. Dispozitivul cu λ = 500-520 nm are o nuanță de salată și cu λ = 550-570 nm - o nuanță turcoaz. Un LED alb emite în ultraviolete sau într-o gamă largă, cu eliberarea ulterioară a luminii albe cu un fosfor. IR și diode UV funcționează într-o regiune spectrală invizibilă. Prin urmare, lungimea lor de undă de lucru este indicată în eticheta lor.

Temperatura de culoare

Acest parametru este unic pentru LED-urile albe. Temperatura de culoare indică umbra care primește obiecte iluminate în această lumină. Condiționat, toată lumina albă este împărțită în cald, neutru și rece și măsurată în grade Kelvin. Lumina de la LED-uri cu aceeași temperatură a culorii poate fi percepută în moduri diferite, ceea ce se explică prin coeficientul de difuzare a culorilor diferit. Mai multe detalii despre acest lucru sunt scrise aici.

Puterea luminii

Acest parametru arată cât de multă lumină emite LED-ul pe unitate de consum de energie și este măsurată în lm / W. Ieșirea luminii este un fel de coeficient de eficiență al LED-ului. Prin acest indicator, LED-urile puternice au depășit deja lămpile cu descărcare în gaz, depășind linia la 150 lm / W. LED-urile produse în mod serios au o putere luminată de aproximativ 100 lm / W. Producția de lămpi a lămpilor cu LED pe 220V este de 5-7 ori mai mare decât pentru lămpile cu incandescență.

întârziere

Un astfel de termen ca "inerție" este adesea absent în fișa tehnică de pe LED-uri. Se acceptă, în general, că acestea sunt instantaneu pornite și oprite, adică sunt inerțiale. De fapt, întârzierea în comutarea poate ajunge la mai multe ns. Pentru diodele IR radiative interne, inerția este indicată ca timpul de creștere și cădere a impulsului de emisie. Aceste intervale de timp variază în câteva sute de nanosecunde și afectează funcționarea în modul de puls de înaltă frecvență.

Caracteristici suplimentare

În plus față de principalii parametri tehnici, atunci când se proiectează corpuri de iluminat LED, trebuie luați în considerare câțiva factori suplimentari, cum ar fi efectul temperaturii și coeficienții diferiți.

Dependența de temperatură

Funcționarea continuă și stabilă a diodei emise depinde în mare măsură de îndepărtarea eficientă a căldurii din cristal. În acest sens, LED-urile de înaltă putere ar trebui să aibă o rezistență termică scăzută a tranziției cristal-substrat. De exemplu, SMD 5730 și SMD 3014 au doar 4 ° C / W, ceea ce reprezintă o realizare a tehnologiei moderne.

temperatura maximă a joncțiunii p-n (temperatura cristalului), care pentru instrumentele SMD poate atinge 130 ° C;
intervalul de temperatură la care este permisă operarea;
intervalul de temperatură la care poate fi stocat un dispozitiv semiconductor;
program de temperatură-timp pentru lipirea LED-urilor SMD.

Fasada cu LED-uri este o regiune indivizibilă pe diagrama cromaticității, exprimată condițional în codul alfanumeric. Nevoia de LED-uri albe este cauzată de eroarea permisă în procesul de fabricație. Codul binar vă permite să specificați cât mai exact posibil nuanța luminii albe a dispozitivelor care au aceeași culoare și coeficient de predare a culorii. Acest parametru este luat în considerare de producătorii de corpuri de iluminat de înaltă calitate.