Mga Hinungdan sa Heat Generation sa LED
Sama sa naandan nga mga tinubdan sa kahayag, ang semiconductor emitting diodes (LEDs) makamugna usab og kainit sa panahon sa operasyon, depende sa kinatibuk-ang kahayag nga kahusayan. Ubos sa aksyon sa gipadapat nga elektrikal nga enerhiya, ang radiation sa mga electron ug mga lungag nag-recombine aron makahimo og electroluminescence, ug ang kahayag nga gipadan-ag duol sa PN junction kinahanglan nga moagi sa semiconductor medium ug packing medium sa chip mismo aron makaabot sa gawas (hangin). Komprehensibo nga kasamtangan nga indeyksiyon nga kahusayan, radiation luminescence quantum efficiency, chip external light extraction efficiency, ug uban pa, ang katapusan nga 30-40% lamang sa input nga enerhiya ngadto sa kahayag nga enerhiya, ug ang nahabilin nga 60-70% sa iyang enerhiya kasagaran mahitabo sa usa ka non- radiation complex nga porma sa dot-matrix vibration conversion heat.
Ang pagtaas sa temperatura sa chip makapauswag sa non-radiation complex, nga makapahuyang sa kahayag nga kahusayan. Tungod kay ang mga tawo subjectively naghunahuna nga ang mga high power LEDs walay kainit, sa pagkatinuod, sila. Ang daghang kainit dali nga hinungdan sa daghang mga problema sa panahon sa paggamit. Dugang pa, daghang mga tawo nga naggamit sa taas nga gahum nga mga LED sa unang higayon ug wala makasabut kung unsaon epektibong pagsulbad sa mga problema sa thermal, nga naghimo sa kasaligan sa produksyon nga nahimong pangunang problema. Mao nga ania ang pipila ka mga pangutana nga atong hunahunaon: Ang mga LED ba adunay bisan unsang kainit nga namugna? Pila ka init ang mahimo niini? Unsa ka dako ang kainit sa LED?
Ubos sa forward boltahe sa LED, ang mga electron makakuha og enerhiya gikan sa power supply. Ubos sa pagmaneho sa electric field, ang electric field sa PN junction nabuntog, ug ang transisyon gikan sa N nga rehiyon ngadto sa P nga rehiyon mahitabo. Kini nga mga electron recombine uban sa mga lungag sa P rehiyon. Tungod kay ang mga libre nga electron nga naanod ngadto sa P rehiyon adunay mas taas nga enerhiya kay sa valence electron sa P rehiyon, ang mga electron mobalik ngadto sa usa ka ubos nga kahimtang sa enerhiya sa panahon sa recombination, ug ang sobra nga enerhiya gipagawas sa porma sa mga photon. Ang wavelength sa gibuga nga photon nalangkit sa kalainan sa enerhiya Eg. Kini makita nga ang kahayag-emitting nga dapit mao ang nag-una duol sa PN junction, ug kahayag emission mao ang resulta sa enerhiya nga gipagawas sa recombination sa mga electron ug mga lungag. Sa usa ka semiconductor diode, ang mga electron makasugat og resistensya sa tibuok nga panaw gikan sa semiconductor zone ngadto sa semiconductor zone. Sa yano gikan sa prinsipyo, ang pisikal nga istruktura sa semiconductor diode yano ra gikan sa prinsipyo, ang gidaghanon sa mga electron nga gipagawas gikan sa negatibo nga electrode ug ang mga electron mibalik sa positibo nga electrode sa semiconductor diode managsama. Ordinaryo nga diodes, sa diha nga electron-lungag pares recombination mahitabo, tungod sa hinungdan sa enerhiya level kalainan Eg, ang gipagawas photon spectrum wala sa makita nga range.
Sa dalan sa sulod sa diode, ang mga electron naggamit sa gahum tungod sa presensya sa pagsukol. Ang gahum nga gigamit nahiuyon sa sukaranang mga balaod sa elektroniko:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Mga nota: Ang RN mao ang resistensya sa lawas sa N zone
Ang VTH mao ang turn-on nga boltahe sa PN junction
Ang RP mao ang kinabag-an nga pagsukol sa rehiyon sa P
Ang kainit nga namugna sa kuryente nga gigamit mao ang:
Q = Pt
Diin: t mao ang panahon nga ang diode gipakusog.
Sa esensya, ang LED usa gihapon ka semiconductor diode. Busa, kung ang LED nagtrabaho sa unahan nga direksyon, ang proseso sa pagtrabaho niini nahiuyon sa gihulagway sa ibabaw. Ang kuryente nga gigamit niini mao ang:
P LED = U LED × I LED
Diin: Ang U LED mao ang forward nga boltahe tabok sa tinubdan sa kahayag sa LED
I LED mao ang kasamtangan nga nagaagay pinaagi sa LED
Ang koryente nga gahum nga gigamit nakabig ngadto sa kainit ug gipagawas:
Q＝P LED × t
Mubo nga sulat: t mao ang power-on nga oras
Sa pagkatinuod, ang enerhiya nga gipagawas sa dihang ang electron nag-recombine sa lungag sa P nga rehiyon dili direkta nga gihatag sa eksternal nga suplay sa kuryente, apan tungod kay ang electron anaa sa N nga rehiyon, kung walay gawas nga electric field, ang lebel sa enerhiya niini mas taas. kay sa P nga rehiyon. Ang lebel sa electron sa Valence mas taas kaysa Eg. Sa diha nga kini moabut sa P rehiyon ug recombines uban sa mga buslot aron mahimong valence electron sa P rehiyon, kini buhian sa hilabihan ka kusog. Ang gidak-on sa Eg gitino sa materyal mismo ug walay kalabotan sa gawas nga natad sa kuryente. Ang papel sa eksternal nga suplay sa kuryente sa electron mao ang pagduso niini sa paglihok nga direksyon ug pagbuntog sa papel sa PN junction.
Ang gidaghanon sa kainit nga namugna sa usa ka LED walay labut sa kahayag efficiency; walay relasyon tali sa unsa nga porsyento sa elektrikal nga gahum nga nagpatunghag kahayag, ug ang nahabilin nga porsyento sa elektrikal nga gahum nagpatunghag kainit. Pinaagi sa pagsabot sa mga konsepto sa heat generation, thermal resistance ug junction temperature sa high-power LEDs ug ang derivation sa theoretical formula ug thermal resistance measurements, mahimo natong tun-an ang aktuwal nga packaging design, evaluation ug product applications sa high-power LEDs. Kinahanglan nga hinumdoman nga ang pagdumala sa kainit usa ka hinungdanon nga isyu sa karon nga yugto sa ubos nga kahayag nga kahusayan sa mga produkto sa LED. Ang sukaranan nga pagpaayo sa kahayag nga kahusayan aron makunhuran ang pagmugna sa enerhiya sa kainit mao ang ilawom sa takure. Nagkinahanglan kini og chip manufacturing, LED packaging ug application product development. Teknolohikal nga pag-uswag sa tanang aspeto.
