LED-lərin istilik əmələ gəlməsinin səbəbləri
Adi işıq mənbələrində olduğu kimi, yarımkeçirici diodlar (LED) də ümumi işıq səmərəliliyindən asılı olaraq əməliyyat zamanı istilik yaradır. Tətbiq olunan elektrik enerjisinin təsiri altında elektronların və dəliklərin şüalanması elektroluminesans yaratmaq üçün yenidən birləşir və PN qovşağının yaxınlığında yayılan işığın xaricə (hava) çatması üçün çipin özünün yarımkeçirici mühitindən və qablaşdırma mühitindən keçməsi lazımdır. Kompleks cərəyan vurma səmərəliliyi, radiasiya lüminesans kvant səmərəliliyi, çipin xarici işığın çıxarılması səmərəliliyi və s. nöqtə-matris vibrasiya çevrilmə istilik radiasiya kompleks forması.
Çipin temperaturunun artması qeyri-radiasiya kompleksini gücləndirəcək, işıq səmərəliliyini daha da zəiflədəcəkdir. Çünki insanlar subyektiv olaraq yüksək güclü LED-lərin istiliyinin olmadığını düşünürlər, əslində belədirlər. İstifadə zamanı çox istilik asanlıqla bir çox problemə səbəb olur. Bundan əlavə, ilk dəfə yüksək güclü LED-lərdən istifadə edən və istilik problemlərini necə effektiv həll edəcəyini başa düşməyən bir çox insan istehsalın etibarlılığını əsas problemə çevirir. Beləliklə, düşünməyə imkan verən bəzi suallar var: LED-lərdə hər hansı istilik varmı? Nə qədər istilik istehsal edə bilər? LED nə qədər istilik yaradır?
LED-in irəli gərginliyi altında elektronlar enerji mənbəyindən enerji alırlar. Elektrik sahəsinin hərəkəti altında PN qovşağının elektrik sahəsi aşılır və N bölgəsindən P bölgəsinə keçid baş verir. Bu elektronlar P bölgəsindəki dəliklərlə rekombinasiya olunur. P bölgəsinə sürüklənən sərbəst elektronlar P bölgəsindəki valent elektronlardan daha yüksək enerjiyə malik olduğundan, rekombinasiya zamanı elektronlar aşağı enerji vəziyyətinə qayıdır və artıq enerji fotonlar şəklində buraxılır. Emissiya edilmiş fotonun dalğa uzunluğu enerji fərqi ilə bağlıdır, məsələn. Görünür ki, işıq yayan sahə əsasən PN qovşağına yaxındır və işıq emissiyası elektronların və dəliklərin rekombinasiyası nəticəsində ayrılan enerjinin nəticəsidir. Yarımkeçirici diodda elektronlar yarımkeçirici zonadan yarımkeçirici zonaya qədər bütün səyahət zamanı müqavimətlə qarşılaşacaqlar. Sadəcə prinsipdən, yarımkeçirici diodun fiziki quruluşu sadəcə prinsipdəndir, mənfi elektroddan çıxan elektronların sayı və yarımkeçirici diodun müsbət elektroduna qayıdan elektronların sayı bərabərdir. Adi diodlar, elektron-deşik cütünün rekombinasiyası baş verdikdə, enerji səviyyəsi fərqi amilinə görə, məsələn, buraxılan foton spektri görünən diapazonda deyil.
Diodun içərisində yolda elektronlar müqavimətin olması səbəbindən güc istehlak edirlər. İstehlak olunan enerji elektronikanın əsas qanunlarına uyğundur:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Qeydlər: RN N zonasının bədən müqavimətidir
VTH PN qovşağının işə salınma gərginliyidir
RP P bölgəsinin kütləvi müqavimətidir
İstehlak olunan enerjinin yaratdığı istilik:
Q = Pt
Harada: t diodun enerjili olduğu vaxtdır.
Əslində, LED hələ də yarımkeçirici bir dioddur. Buna görə də, LED irəli istiqamətdə işləyərkən, onun iş prosesi yuxarıdakı təsvirə uyğun gəlir. Onun istehlak etdiyi elektrik enerjisi:
P LED = U LED × I LED
Harada: U LED, LED işıq mənbəyində irəli gərginlikdir
I LED LED-dən keçən cərəyandır
İstehlak olunan elektrik enerjisi istiliyə çevrilir və buraxılır:
Q＝P LED × t
Qeydlər: t işə salınma vaxtıdır
Əslində, elektron P bölgəsindəki dəliklə rekombinasiya edildikdə ayrılan enerji birbaşa xarici enerji təchizatı ilə təmin edilmir, lakin elektron N bölgəsində olduğundan, xarici elektrik sahəsi olmadığı zaman onun enerji səviyyəsi daha yüksək olur. P bölgəsindən daha çox. Valent elektron səviyyəsi məsələn, yüksəkdir. P bölgəsinə çatdıqda və P bölgəsində valent elektronlara çevrilmək üçün dəliklərlə yenidən birləşdikdə, o qədər enerji buraxacaq. Eg ölçüsü materialın özü tərəfindən müəyyən edilir və xarici elektrik sahəsi ilə heç bir əlaqəsi yoxdur. Elektronun xarici enerji təchizatının rolu onu istiqamətli hərəkət etmək üçün itələmək və PN qovşağının rolunu aradan qaldırmaqdır.
Bir LED tərəfindən yaradılan istilik miqdarının işıq səmərəliliyi ilə heç bir əlaqəsi yoxdur; elektrik enerjisinin neçə faizinin işıq hasil etməsi ilə elektrik enerjisinin qalan faizinin istilik hasil etməsi arasında heç bir əlaqə yoxdur. Yüksək güclü LED-lərin istilik istehsalı, istilik müqaviməti və birləşmə temperaturu anlayışlarını başa düşmək və nəzəri düsturların əldə edilməsi və istilik müqavimətinin ölçülməsi ilə biz yüksək güclü LED-lərin faktiki qablaşdırma dizaynını, qiymətləndirilməsini və məhsul tətbiqlərini öyrənə bilərik. Qeyd etmək lazımdır ki, LED məhsullarının aşağı işıq səmərəliliyinin hazırkı mərhələsində istilik idarəetməsi əsas məsələdir. İstilik enerjisinin əmələ gəlməsini azaltmaq üçün işıq səmərəliliyini əsaslı şəkildə yaxşılaşdıran çaydanın dibidir. Bunun üçün çip istehsalı, LED qablaşdırma və tətbiq məhsullarının inkişafı tələb olunur. Bütün aspektlərdə texnoloji tərəqqi.
