LED-en Bero Sorkuntzaren arrazoiak
Ohiko argi-iturriekin gertatzen den bezala, erdieroaleek igorpen-diodoek (LED) beroa sortzen dute funtzionamenduan zehar, argi-eraginkortasun orokorraren arabera. Aplikaturiko energia elektrikoaren eraginez, elektroien eta zuloen erradiazioa birkonbinatzen da elektrolumineszentzia sortzeko, eta PN bidegurutzetik gertu igortzen den argiak txiparen beraren erdieroalearen erdieroaletik eta paketatze-erdian zehar igaro behar du kanpoaldera (airea) iristeko. Korrontearen injekzio-eraginkortasun integrala, erradiazio-lumineszentzia-eraginkortasun kuantikoa, txiparen kanpoko argiaren erauzketa-eraginkortasuna, etab., sarrerako energiaren % 30-40 soilik argi-energian, eta bere energiaren gainerako % 60-70 batez ere ez-egoeran gertatzen da. erradiazio-forma konplexua puntu-matrize bibrazio bihurketa beroa.
Txiparen tenperatura igotzeak erradiaziorik gabeko konplexua hobetuko du, argiaren eraginkortasuna are gehiago ahulduz. Jendeak subjektiboki uste baitu potentzia handiko LEDek ez dutela berorik, bai. Bero asko erabiltzeak arazo asko sortzen ditu erraz. Horrez gain, potentzia handiko LEDak lehen aldiz erabiltzen dituzten eta arazo termikoak modu eraginkorrean nola konpondu ulertzen ez duten askok, ekoizpenaren fidagarritasuna arazo nagusi bihurtuz. Beraz, hona hemen pentsa ditzagun galdera batzuk: LEDek berorik sortzen al dute? Zenbat bero sor dezake? Zenbat bero sortzen du LEDak?
LEDaren aurrerako tentsioaren azpian, elektroiek energia iturritik lortzen dute. Eremu elektrikoaren gidaritzapean, PN junturaren eremu elektrikoa gainditzen da, eta N eskualdetik P eskualderako trantsizioa gertatzen da. Elektroi hauek P eskualdeko zuloekin birkonbinatzen dira. P eskualdean noraezean dabiltzan elektroi askeek P eskualdeko balentzia elektroiek baino energia handiagoa dutenez, elektroiak energia baxuko egoerara itzultzen dira birkonbinazioan, eta gehiegizko energia fotoi moduan askatzen da. Igorritako fotoiaren uhin-luzera energia-diferentziarekin erlazionatuta dago Adib. Ikusten denez, argi-igorpen-eremua PN bidegurutzetik gertu dago batez ere, eta argi-igorpena elektroien eta zuloen birkonbinazioaren ondorioz askatzen den energiaren ondorioa da. Diodo erdieroale batean, elektroiek erresistentzia topatuko dute erdieroale eremutik erdieroale eremura doan bidaia osoan zehar. Printzipiotik abiatuta, diodo erdieroalearen egitura fisikoa printzipiotik dator, elektrodo negatibotik igorritako elektroi kopurua eta diodo erdieroalearen elektrodo positibora itzultzen diren elektroiak berdinak dira. Diodo arruntak, elektroi-zulo bikoteen birkonbinazioa gertatzen denean, energia-maila-diferentziaren faktorearen ondorioz. Adib., askaturiko fotoi-espektroa ez dago ikusgai tartean.
Diodoaren barrualdean, elektroiek potentzia kontsumitzen dute erresistentzia egoteagatik. Kontsumitutako potentzia elektronikaren oinarrizko legeekin bat dator:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Oharrak: RN N zonako gorputz-erresistentzia da
VTH PN lotunearen pizteko tentsioa da
RP P eskualdearen erresistentzia handia da
Kontsumitutako energiak sortzen duen beroa hau da:
Q = Pt
Non: t diodoa pizten den denbora da.
Funtsean, LEDa diodo erdieroalea da oraindik. Hori dela eta, LEDa aurrerako norabidean lanean ari denean, bere lan-prozesua goiko deskribapenarekin bat dator. Kontsumitzen duen energia elektrikoa hau da:
P LED = U LED × I LED
Non: U LED LED argi iturriaren aurrerako tentsioa da
I LED LEDtik igarotzen den korrontea da
Kontsumitutako potentzia elektrikoa bero bihurtzen da eta askatzen da:
Q＝P LED × t
Oharrak: t pizteko denbora da
Izan ere, elektroia P eskualdeko zuloarekin birkonbinatzean askatzen den energia ez da zuzenean kanpoko elikadura-hornidurak ematen, baizik eta elektroia N eskualdean dagoenez, kanpoko eremu elektrikorik ez dagoenean, bere energia-maila handiagoa da. P eskualdekoa baino. Balentzia-elektroi maila Ad. baino handiagoa da. P eskualdera iristen denean eta zuloekin birkonbinatzen denean P eskualdeko balentzia-elektroi bihurtzeko, hainbeste energia askatuko du. Eg-en tamaina materialak berak zehazten du eta ez du zerikusirik kanpoko eremu elektrikoarekin. Elektroiaren kanpoko elikadura-horniduraren eginkizuna norabidean mugitzera bultzatzea eta PN lotunearen papera gainditzea da.
LED batek sortzen duen bero kantitateak ez du zerikusirik argiaren eraginkortasunarekin; ez dago erlaziorik argia ekoizten duen potentzia elektrikoaren ehunekoa eta energia elektrikoaren gainerako portzentaiak beroa sortzen duen artean. Potentzia handiko LEDen beroa sortzea, erresistentzia termikoa eta juntura-tenperatura kontzeptuak ulertuz eta formula teorikoen eta erresistentzia termikoaren neurketen deribazioari esker, potentzia handiko LEDen ontzien diseinua, ebaluazioa eta produktuen aplikazioak azter ditzakegu. Kontuan izan behar da LED produktuen argi-eraginkortasun baxuaren egungo fasean beroaren kudeaketa funtsezko gaia dela. Funtsean, argi-eraginkortasuna hobetzea bero-energiaren sorrera murrizteko ontziaren behealdea da. Honek txip fabrikazioa, LED ontziratzea eta aplikazio produktuen garapena eskatzen du. Aurrerapen teknologikoa alderdi guztietan.
