LEDien tekniset tiedot ja parametrit

LEDejä on monia eri muotoisia, kokoisia ja tehoisia. Jokainen LED on kuitenkin aina puolijohdelaite, joka perustuu virran kulkemiseen p-n-liitoksen läpi eteenpäin, mikä aiheuttaa optista säteilyä (näkyvää valoa).

Pohjimmiltaan kaikille LEDeille on ominaista useita erityisiä teknisiä ominaisuuksia, sähkö ja valo, joista puhumme myöhemmin. Löydät nämä ominaisuudet LEDin tietolehdestä (teknisestä dokumentaatiosta).

Sähköiset ominaisuudet ovat: myötävirta, myötäsuuntainen jännitehäviö, suurin vastajännite, suurin tehohäviö, virta-jännite-ominaisuus. Valon parametrit ovat: valovirta, valovoima, sirontakulma, väri (tai aallonpituus), värilämpötila, valotehokkuus.

Nimellisvirta eteenpäin (If - myötävirta)

Nimellinen eteenpäinvirta on virta, kun se kulkee tämän LEDin läpi eteenpäin, valmistaja takaa tämän valonlähteen passivaloparametrit.Toisin sanoen tämä on LEDin käyttövirta, jolla LED ei varmasti pala ja pystyy toimimaan normaalisti koko käyttöikänsä. Näissä olosuhteissa pn-liitos ei hajoa eikä ylikuumene.

Nimellisvirran lisäksi on olemassa sellainen parametri kuin huippuvirta (Ifp - huippuvirta) - suurin virta, joka voidaan kuljettaa siirtymän läpi vain 100 μs kestoisilla pulsseilla, joiden käyttöjakso on enintään DC = 0,1 (katso tarkat tiedot teknisistä tiedoista) … Teoriassa maksimivirta on rajavirta, jota kide pystyy käsittelemään vain lyhyen aikaa.

Käytännössä nimellisvirran arvo riippuu kiteen koosta, puolijohteen tyypistä ja vaihtelee muutamasta mikroampeerista kymmeniin milliampeereihin (COB-tyyppisillä LED-kokoonpanoilla vielä enemmän).

Jatkuva jännitehäviö (Vf - eteenpäin jännite)

Jatkuva jännitehäviö pn-liitoksen yli aiheuttaa LEDin nimellisvirran. LEDiin syötetään jännite niin, että anodi on positiivisessa potentiaalissa katodiin nähden. Riippuen puolijohteen kemiallisesta koostumuksesta, optisen säteilyn aallonpituudesta, tasajännitehäviöt liitoksessa vaihtelevat myös.

Muuten, voit määrittää suoran jännitteen pudotuksen puolijohdekemia… Ja tässä on likimääräiset eteenpäin suunnatut jännitteen pudotusalueet eri aallonpituuksille (LED-valon värit):

• Infrapunagalliumarsenidi-LED-valojen, joiden aallonpituus on yli 760 nm, ominaisjännitehäviö on alle 1,9 V.

• Punainen (esim. galliumfosfidi – 610–760 nm) – 1,63–2,03 V.

• Oranssi (galliumfosfidi - 590 - 610 nm) - 2,03 - 2,1 V.

• Keltainen (galliumfosfidi, 570–590 nm) – 2,1–2,18 V.

• Vihreä (galliumfosfidi, 500–570 nm) – 1,9–4 V.

• Sininen (sinkkiselenidi, 450–500 nm) – 2,48–3,7 V.

• Violetti (indiumgalliumnitridi, 400–450 nm) – 2,76–4 V.

• Ultravioletti (boorinitridi, 215 nm) - 3,1-4,4 V.

• Valkoinen (sininen tai violetti, jossa on fosfori) - noin 3,5 V.

Suurin käänteinen jännite (Vr - käänteinen jännite)

LEDin, kuten minkä tahansa LEDin, suurin käänteinen jännite on jännite, joka käytettäessä pn-liitokseen käänteisessä polariteetissa (kun katodipotentiaali on suurempi kuin anodipotentiaali) kide hajoaa ja LED vioittuu. Joidenkin LEDien maksimikääntöjännite on noin 5 V. COB-kokoonpanoissa jopa enemmän ja infrapuna-LED:issä se voi olla jopa 1-2 volttia.

Suurin tehohäviö (Pd - Total Power Dissipation)

Tämä ominaisuus mitataan ympäristön lämpötilassa 25 °C. Tämä on teho (usein mW), jonka LED-kotelo voi edelleen haihtua jatkuvasti eikä pala. Se lasketaan kiteen läpi kulkevan virran jännitehäviön tulona. Jos tämä arvo ylittyy (jännitteen ja virran tulo), kide hajoaa pian, ja sen lämpö tuhoutuu.

Virta-jänniteominaisuus (VAC - kaavio)

P-n-liitoksen läpi kulkevan virran epälineaarista riippuvuutta liitokseen syötetystä jännitteestä kutsutaan LEDin virta-jännite-ominaiskäyräksi (lyhennettynä VAC).Tämä riippuvuus on kuvattu graafisesti tietolomakkeessa, ja käytettävissä olevasta kaaviosta näet erittäin helposti, mikä virta millä jännitteellä kulkee LED-kiteen läpi.

I-V-ominaisuuden luonne riippuu kiteen kemiallisesta koostumuksesta. I — V-ominaisuus osoittautuu erittäin hyödylliseksi LEDillä varustettujen elektronisten laitteiden suunnittelussa, koska sen ansiosta on mahdollista ilman käytännön mittausten käyttäytymistä selvittää, mikä jännite LEDiin tulisi kytkeä, jotta saadaan tietty virta. Jopa I — V -ominaisuuden avulla on mahdollista valita tarkemmin virranrajoitin diodille.

Valon voimakkuus, valovirta

LEDien valon (optiset) parametrit mitataan niiden valmistusvaiheessa, normaaleissa olosuhteissa ja liitoksen läpi kulkevalla nimellisvirralla. Oletetaan, että ympäristön lämpötila on 25 °C, nimellisvirta on asetettu ja valon voimakkuus (Cd - kandela) tai valovirta (lm - lumen) mitataan.

Yhden lumenin valovirta ymmärretään valovuoksi, jonka emittoi pisteisotrooppinen lähde, jonka valonvoimakkuus on yhtä suuri kuin yksi kandela yhden steradiaanin avaruuskulmassa.

Pienvirta-LEDille on ominaista suoraan valon voimakkuus, joka ilmaistaan ​​millikanavina. Kandela on valovoiman yksikkö, ja yksi kandela on valon voimakkuus tietyssä suunnassa lähteestä, joka lähettää monokromaattista säteilyä taajuudella 540 × 1012 Hz, jonka valovoima tähän suuntaan on 1/683 W / av.

Toisin sanoen valon intensiteetti määrittää valovirran voimakkuuden tiettyyn suuntaan.Mitä pienempi sirontakulma on, sitä suurempi on LEDin valon intensiteetti samalla valovirralla. Esimerkiksi erittäin kirkkaiden LEDien valon voimakkuus on 10 kandelaa tai enemmän.

LED-sirontakulma (kuvakulma)

Tätä ominaisuutta kuvataan usein LED-dokumentaatiossa "double theta half brightness" ja se mitataan asteina (aste-aste-asteina). Nimi on juuri sellainen, koska LEDissä on yleensä tarkennuslinssi ja kirkkaus ei ole tasainen koko sirontakulmassa.

Yleensä tämä parametri voi olla välillä 15 - 140 °. SMD-LED-valoilla on leveämpi kulma kuin lyijyllä. Esimerkiksi 120° LEDille SMD 3528 -paketissa on normaalia.

Hallitseva aallonpituus

Mitattu nanometreissä. Se luonnehtii LEDin lähettämän valon väriä, joka puolestaan ​​riippuu puolijohdekiteen aallonpituudesta ja kemiallisesta koostumuksesta.

Infrapunasäteilyn aallonpituus on yli 760 nm, punaisen - 610 - 760 nm, keltaisen - 570 - 590 nm, violetin - 400 - 450 nm, ultraviolettisäteilyn - alle 400 nm. Valkoista valoa säteilee ultravioletti-, violetti- tai sininen loisteaine.

Värilämpötila (CCT - Color Temperature)

Tämä ominaisuus on määritetty valkoisten LEDien dokumentaatiossa ja mitataan kelvineinä (K). Kylmä valkoinen (noin 6000K), lämmin valkoinen (noin 3000K), valkoinen (noin 4500K) - näyttää tarkasti valkoisen valon sävyn.

Värilämpötilasta riippuen värintoisto on erilainen, ja eri värilämpötiloissa oleva henkilö havaitsee valkoisen eri tavoin. Lämmin valo on mukavampaa, parempi kotiin, kylmä valo sopii paremmin julkisiin tiloihin.

Valon tehokkuus

Nykyään valaistukseen käytettävien LEDien osalta tämä ominaisuus on noin 100 lm/W. Tehokkaat LED-valonlähteiden mallit ovat ohittaneet pienloistelamput (CFL) saavuttaen 150 lm/W tai enemmän. Hehkulamppuihin verrattuna LEDit ovat yli 5 kertaa valotehokkaampia.

Pohjimmiltaan valotehokkuus osoittaa numeerisesti, kuinka tehokas valolähde on energiankulutuksen kannalta: kuinka monta wattia tarvitaan tietyn valomäärän tuottamiseen – kuinka monta lumenia on wattia.

LEDin laite ja toimintaperiaate

Miksi LED pitäisi kytkeä vastuksen kautta?

Valkoisen LED-tekniikan kehitysnäkymät