Sedemên Hilberîna Germiya LED-ê
Mîna çavkaniyên ronahiyê yên kevneşopî, dîodên tîrêjê yên nîvconductor (LED) jî di dema xebatê de germê çêdikin, ku li gorî karbidestiya ronahiyê ya giştî ve girêdayî ye. Di bin çalakiya enerjiya elektrîkê ya sepandî de, tîrêjên elektron û kun ji nû ve têne berhev kirin da ku elektroluminescence hilberîne, û ronahiya ku li nêzê hevbenda PN radibe pêdivî ye ku di navgîna nîvconductor û navgîna pakkirina çîpê re derbas bibe da ku bigihîje derve (hewa). Karbidestiya derzîlêdana heyî ya berfereh, karbidestiya kuantûmê ya ronahiya tîrêjê, karbidestiya derxistina ronahiya derveyî ya çîpê, û hwd., ya paşîn tenê 30-40% ji enerjiya têketinê di enerjiya ronahiyê de ye, û 60-70% mayî ya enerjiya wê bi giranî di enerjiya ronahiyê de pêk tê. forma tevlihev a radyasyonê ya germa veguherîna vibrasyonê ya xal-matrîxê.
Zêdebûna germahiya çîpê dê kompleksa ne-radyasyonê zêde bike, û kargêriya ronahiyê bêtir qels bike. Ji ber ku mirov bi subjektîf difikirin ku LED-ên hêza bilind germahî tune, bi rastî, ew dikin. Gelek germ bi hêsanî di dema karanîna de dibe sedema gelek pirsgirêkan. Wekî din, gelek kesên ku yekem car LED-ên hêza bilind bikar tînin û fam nakin ka meriv çawa bi bandor pirsgirêkên termal çareser dike, pêbaweriya hilberînê dibe pirsgirêka sereke. Ji ber vê yekê li vir çend pirs hene ku em li wan bifikirin: Ma LED-ê germek çêdibe? Çiqas germ dikare hilberîne? LED çiqas germê çêdike?
Di bin voltaja pêş a LED-ê de, elektron ji dabînkirina hêzê enerjiyê digirin. Di bin ajotina qada elektrîkê de, qada elektrîkê ya girêdana PN derbas dibe, û derbasbûna ji herêma N berbi herêma P pêk tê. Ev elektron bi kunên li herêma P re ji nû ve li hev tên. Ji ber ku elektronên azad ên ku diherikin herêma P-yê ji elektronên valence yên li herêma P-yê enerjiya wan mezintir e, elektron di dema vejenê de vedigerin rewşek enerjiya kêm, û enerjiya zêde di forma fotonan de tê berdan. Dirêjahiya pêlê ya fotonê ku derdikeve bi cudahiya enerjiyê ve girêdayî ye Mînak. Tê dîtin ku qada ronahiyê bi giranî li nêzî hevbenda PN-ê ye, û derketina ronahiyê encama enerjiya ku ji nûvekirina elektron û kun tê berdan e. Di dîodek nîvconductor de, elektron dê di tevahiya rêwîtiyê de ji qada nîvconductor berbi qada nîvconductor berxwedanê bibînin. Bi tenê ji prensîbê, avahiya fizîkî ya dîoda nîvconductor bi tenê ji prensîbê ye, hejmara elektronên ku ji elektroda neyînî derdikevin û elektronên ku vedigerin elektroda erênî ya dioda nîvconductor wekhev in. Dîodên asayî, dema ku ji nû ve kombînasyona cotê elektron-holê çêdibe, ji ber faktora cudahiya asta enerjiyê Mînak, spektruma fotonê ya ku derketiye ne di rêza xuyangê de ye.
Li ser riya hundurê dîodê, elektron ji ber hebûna berxwedanê hêzê dixwe. Hêza ku tê vexwarin li gorî qanûnên bingehîn ên elektronîkî ye:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Nîşe: RN berxwedana laşê herêma N e
VTH voltaja vekêşanê ya pêveka PN ye
RP berxwedana mezin a herêma P e
Germaya ku ji hêla hêza ku tê vexwarin ev e:
Q = Pt
Cih: t dema ku diodê enerjî dike.
Di eslê xwe de, LED hîn jî diodek nîvconductor e. Ji ber vê yekê, dema ku LED di rêça pêş de dixebite, pêvajoya xebata wê li gorî ravekirina jorîn tevdigere. Hêza elektrîkê ya ku ew dixwe ev e:
P LED = U LED × I LED
Cih: U LED voltaja pêşerojê ya li ser çavkaniya ronahiya LED-ê ye
I LED-ya ku di nav LED-ê re derbas dibe ye
Hêza elektrîkê ya ku tê vexwarin vediguhere germê û tê berdan:
Q＝P LED × t
Nîşe: t dema hêzkirinê ye
Di rastiyê de, enerjiya ku dema elektron bi qulika li herêma P re ji nû ve tê hevber kirin, rasterast ji hêla dabînkirina hêza derveyî ve nayê peyda kirin, lê ji ber ku elektron li herêma N e, dema ku qada elektrîkê ya derveyî tune be, asta enerjiya wê bilindtir e. ji ya herêma P. Asta elektronê Valence ji Mînak bilindtir e. Dema ku ew bigihêje herêma P û bi kunên ji nû ve li hev bike û bibe elektronên valence li herêma P, ew ê ewqas enerjî berde. Mezinahiya Eg ji hêla materyalê bixwe ve tê destnîşankirin û ti têkiliya wê bi qada elektrîkê ya derve re tune. Rola dabînkirina hêza derveyî ya elektronê ev e ku ew bi rê ve biçe û rola hevbenda PN bi ser keve.
Hêjmara germa ku ji hêla LED-ê ve tê hilberandin tiştek bi karbidestiya ronahiyê re nîne; ti têkiliyek di navbera çend ji sedî hêza elektrîkê de ronahiyê çêdike, û rêjeya mayî ya hêza elektrîkê germê çêdike. Bi têgihîştina têgînên hilberîna germê, berxwedana germî û germahiya girêdanê ya LED-yên-hêza bilind û derxistina formulan teorîkî û pîvandinên berxwedana termalê, em dikarin sêwirana pakkirinê, nirxandin û serîlêdanên hilberê yên LED-yên-hêza bilind bixwînin. Pêdivî ye ku were zanîn ku rêveberiya germê di qonaxa heyî ya kêm-berbiçavbûna ronahî ya hilberên LED de pirsgirêkek sereke ye. Bi bingehîn başkirina karbidestiya ronahiyê ji bo kêmkirina hilberîna enerjiya germahiyê binê kelê ye. Ev hewceyê hilberîna çîpê, pakkirina LED û pêşkeftina hilbera serîlêdanê ye. Pêşketina teknolojiyê di her warî de.
