Specifikationer och parametrar för lysdioder

Det finns många lysdioder av olika former, storlekar, krafter. Men varje LED är det alltid halvledaranordning, som är baserad på passage av ström genom p-n-övergången i riktning framåt, vilket orsakar optisk emission (synligt ljus).

I grund och botten kännetecknas alla lysdioder av ett antal specifika tekniska egenskaper, elektriska och ljus, som vi kommer att prata om senare. Du kan hitta dessa egenskaper i databladet (i den tekniska dokumentationen) för lysdioden.

De elektriska egenskaperna är: framåtström, framåtspänningsfall, maximal backspänning, maximal effektförlust, ström-spänningskarakteristik. Parametrarna för ljuset är: ljusflöde, ljusstyrka, spridningsvinkel, färg (eller våglängd), färgtemperatur, ljuseffektivitet.

Forward nominell ström (Om — framåtström)

Den nominella framåtströmmen är strömmen när den passerar genom denna lysdiod i framåtriktningen, tillverkaren garanterar passljusparametrarna för denna ljuskälla.Med andra ord är detta lysdiodens driftsström, vid vilken lysdioden definitivt inte kommer att brinna ut och kommer att kunna fungera normalt under hela dess livslängd. Under dessa förhållanden kommer pn-övergången inte att brytas ner och kommer inte att överhettas.

Förutom märkströmmen finns det en sådan parameter som framströmstoppen (Ifp — framströmspeak) — den maximala ström som kan passeras genom övergången endast med pulser på 100 μs varaktighet med en arbetscykel på högst DC = 0,1 (se datablad för exakta data) … I teorin är den maximala strömmen den begränsningsström som kristallen bara kan hantera under en kort tid.

I praktiken beror värdet på den nominella framströmmen på kristallens storlek, på typen av halvledare och varierar från några mikroampere till tiotals milliampere (ännu mer för LED-enheter av COB-typ).

Kontinuerligt spänningsfall (Vf — Framspänning)

Ett ihållande spänningsfall över pn-övergången som orsakar lysdiodens märkström. En spänning appliceras på lysdioden så att anoden har en positiv potential med avseende på katoden. Beroende på den kemiska sammansättningen av halvledaren, våglängden för den optiska strålningen, likspänningsfallen över korsningen skiljer sig också.

Förresten, genom likspänningsfallet kan du bestämma halvledarkemi... Och här är de ungefärliga framspänningsfallsintervallen för olika våglängder (LED-ljusfärger):

• Infraröda lysdioder av galliumarsenid med våglängder över 760 nm har ett karakteristiskt spänningsfall på mindre än 1,9 V.

• Röd (t.ex. galliumfosfid — 610 nm till 760 nm) — 1,63 till 2,03 V.

• Orange (galliumfosfid - från 590 till 610 nm) - från 2,03 till 2,1 V.

• Gul (galliumfosfid, 570 till 590 nm) - 2,1 till 2,18 V.

• Grön (galliumfosfid, 500 till 570 nm) - 1,9 till 4 V.

• Blå (zinkselenid, 450 till 500 nm) - 2,48 till 3,7 V.

• Violett (indiumgalliumnitrid, 400 till 450 nm) - 2,76 till 4 V.

• Ultraviolett (bornitrid, 215 nm) - 3,1 till 4,4 V.

• Vit (blå eller lila med fosfor) - cirka 3,5 V.

Maximal backspänning (Vr — Reverse Voltage)

Den maximala backspänningen för en lysdiod, som alla lysdioder, är en spänning som, när den appliceras på en pn-övergång i omvänd polaritet (när katodpotentialen är större än anodpotentialen), bryts kristallen ner och lysdioden går sönder. Ju större vissa lysdioder har en maximal backspänning på cirka 5 V. För COB-enheter, ännu mer, och för infraröda lysdioder kan den vara upp till 1-2 volt.

Maximal effektförlust (Pd — Total Power Dissipation)

Denna egenskap mäts vid en omgivningstemperatur på 25 ° C. Detta är den effekt (ofta i mW) som LED-höljet fortfarande kan försvinna kontinuerligt och inte brinner ut. Den beräknas som produkten av spänningsfallet av strömmen som flyter genom kristallen. Om detta värde överskrids (produkten av spänning och ström), kommer kristallen mycket snart att gå sönder, dess termiska förstörelse kommer att inträffa.

Strömspänningskarakteristik (VAC - graf)

Det olinjära beroendet av strömmen genom p-n-övergången på spänningen som appliceras på övergången kallas ström-spänningskarakteristiken (förkortat VAC) för lysdioden.Detta beroende är grafiskt avbildat i databladet, och från den tillgängliga grafen kan du mycket enkelt se vilken ström vid vilken spänning som kommer att passera genom LED-kristallen.

Karaktären hos I-V-karaktäristiken beror på kristallens kemiska sammansättning. I - V-karakteristiken visar sig vara mycket användbar vid design av elektroniska enheter med lysdioder, eftersom tack vare den är det möjligt att utan praktiska mätningar ta reda på vilken spänning som ska appliceras på lysdioden för att få en given ström. Även med hjälp av I - V-karakteristiken är det möjligt att mer exakt välja en strömbegränsare för dioden.

Ljusstyrka, ljusflöde

Ljus (optiska) parametrar för lysdioder mäts i produktionsstadiet, under normala förhållanden och vid den nominella strömmen genom korsningen. Det antas att den omgivande temperaturen är 25 ° C, den nominella strömmen är inställd och ljusintensiteten (i Cd - candela) eller ljusflödet (i lm - lumen) mäts.

Ljusflödet för en lumen förstås som det ljusflöde som emitteras av en isotrop punktkälla med en ljusintensitet lika med en candela i en rymdvinkel på en steradian.

Lågströmslysdioder kännetecknas direkt av ljusintensiteten, som indikeras i millikanaler. En candela är en enhet för ljusintensitet, och en candela är ljusstyrkan i en given riktning för en källa som avger monokromatisk strålning med en frekvens på 540 × 1012 Hz, vars ljusstyrka i den riktningen är 1/683 W / av.

Ljusintensiteten kvantifierar med andra ord intensiteten av ljusflödet i en viss riktning.Ju mindre spridningsvinkel, desto högre ljusintensitet har LED vid samma ljusflöde. Till exempel har ultraljusa lysdioder en ljusintensitet på 10 candela eller mer.

LED-spridningsvinkel (synvinkel)

Denna egenskap beskrivs ofta i LED-dokumentation som "dubbel theta halv ljusstyrka" och mäts i grader (grader-grader-grader). Namnet är bara det, eftersom lysdioden vanligtvis har en fokuseringslins och ljusstyrkan inte är enhetlig över hela spridningsvinkeln.

I allmänhet kan denna parameter vara i intervallet från 15 till 140 °. SMD-lysdioder har en bredare vinkel än bly. Till exempel är 120° för en lysdiod i ett SMD 3528-paket normalt.

Dominant våglängd

Mätt i nanometer. Det kännetecknar färgen på ljuset som sänds ut av lysdioden, vilket i sin tur beror på våglängden och den kemiska sammansättningen av halvledarkristallen.

Infraröd strålning har en våglängd som är större än 760 nm, röd - från 610 nm till 760 nm, gul - från 570 till 590 nm, violett - från 400 till 450 nm, ultraviolett - mindre än 400 nm. Vitt ljus sänds ut med hjälp av ultraviolett, violett eller blått fosfor.

Färgtemperatur (CCT - Färgtemperatur)

Denna egenskap anges i dokumentationen för vita lysdioder och mäts i Kelvin (K). Kall vit (cirka 6000K), varmvit (cirka 3000K), vit (cirka 4500K) — visar exakt skuggan av vitt ljus.

Beroende på färgtemperaturen blir färgåtergivningen olika, och vitt uppfattas av en person med olika färgtemperaturer på olika sätt. Varmt ljus är bekvämare, bättre för hemmet, kallt ljus är mer lämpligt för offentliga utrymmen.

Ljuseffektivitet

För lysdioder som används idag för belysning är denna egenskap i området 100 lm / W. Kraftfulla modeller av LED-ljuskällor har överträffat kompaktlysrör (CFL) och nått 150 lm / W eller mer. Jämfört med glödlampor är lysdioder mer än 5 gånger bättre i ljuseffektivitet.

I grund och botten indikerar ljuseffektivitet numeriskt hur effektiv en ljuskälla är när det gäller energiförbrukning: hur många watt krävs för att producera en viss mängd ljus - hur många lumen är watt.

Enheten och principen för drift av LED

Varför ska lysdioden anslutas via ett motstånd

Utsikter för utveckling av vit LED-teknik