LED жылуулук пайда болуу себептери
Кадимки жарык булактары сыяктуу эле, жарым өткөргүч диоддор (LED) жалпы жарыктын эффективдүүлүгүнө жараша иштөө учурунда жылуулукту жаратат. Колдонулган электрдик энергиянын таасири астында электрондордун жана тешиктердин нурлануусу рекомбинацияланып, электролюминесценцияны пайда кылат, ал эми PN түйүнүнүн жанында чачыраган жарык сыртка (аба) жетүү үчүн чиптин өзүнүн жарым өткөргүч чөйрөсү жана таңгактоочу чөйрөсү аркылуу өтүшү керек. Токтун комплекстүү инъекциясынын эффективдүүлүгү, радиациялык люминесценциянын кванттык эффективдүүлүгү, чиптин тышкы жарыкты алуу эффективдүүлүгү ж. матрицалык титирөөнүн радиациялык комплекстүү формасы.
Чиптин температурасынын жогорулашы радиациялык эмес комплексти күчөтүп, жарыктын эффективдүүлүгүн андан ары начарлатат. Адамдар субъективдүү түрдө жогорку кубаттуулуктагы диоддордо жылуулук жок деп ойлошкондуктан, чындыгында, алар бар. Колдонуу учурунда көп жылуулук оңой эле көптөгөн көйгөйлөрдү жаратат. Мындан тышкары, биринчи жолу жогорку кубаттуулуктагы диоддорду колдонгон жана жылуулук көйгөйлөрүн кантип натыйжалуу чечүү керектигин түшүнбөгөн көптөгөн адамдар өндүрүштүн ишенимдүүлүгүн негизги көйгөйгө айландырышат. Ошентип, бул жерде кээ бир суроолорду карап көрөлү: Светодиоддордо кандайдыр бир жылуулук пайда болобу? Ал канча жылуулук чыгара алат? LED канча жылуулук пайда кылат?
Светодиоддун алдыга чыңалуусу астында электрондор кубат булагынан энергия алышат. Электр талаасынын кыймылы астында PN түйүнүнүн электр талаасы жеңип, N аймагынан Р аймагына өтүү болот. Бул электрондор Р аймагындагы тешиктер менен кайра биригет. Р аймагына дрифт болгон эркин электрондор Р аймагындагы валенттүү электрондорго караганда көбүрөөк энергияга ээ болгондуктан, электрондор рекомбинацияда аз энергетикалык абалга кайтып, ашыкча энергия фотондор түрүндө бөлүнүп чыгат. Чыгарылган фотондун толкун узундугу энергия айырмасына байланыштуу, мисалы. Көрүнүп тургандай, жарык чыгаруучу аймак негизинен PN түйүнүнүн жанында, ал эми жарык чыгаруу электрондор менен тешиктердин рекомбинациясынан бөлүнүп чыккан энергиянын натыйжасы. Жарым өткөргүч диоддо электрондор жарым өткөргүч зонадан жарым өткөргүч зонага чейинки бардык жол бою каршылыкка туш болушат. Жөнөкөй принцип боюнча, жарым өткөргүч диоддун физикалык түзүлүшү жөн эле принциптен, терс электроддон чыккан электрондордун саны менен жарым өткөргүч диоддун оң электродуна кайтып келген электрондордун саны барабар. Жөнөкөй диоддор, электрон-тешик жуп рекомбинациясы пайда болгондо, энергия деңгээлинин айырмасынын факторуна байланыштуу, мисалы, бөлүнүп чыккан фотон спектри көрүнүүчү диапазондо болбойт.
Диоддун ичиндеги жолдо электрондор каршылыктын болушуна байланыштуу энергияны керектешет. Керектүү энергия электрониканын негизги мыйзамдарына ылайык келет:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Эскертүү: RN - N зонасынын дене каршылыгы
VTH - PN түйүнүнүн күйгүзүлгөн чыңалуусу
РП – Р аймагынын жапырт каршылыгы
Керектелүүчү электр энергиясынан пайда болгон жылуулук:
Q = Pt
Мында: t – диоддун кубатталган убактысы.
Чындыгында, LED дагы эле жарым өткөргүч диод болуп саналат. Демек, LED алдыга багытта иштеп жатканда, анын иштөө процесси жогорудагы сүрөттөөгө дал келет. Ал керектеген электр энергиясы:
P LED = U LED × I LED
Бул жерде: U LED - бул LED жарык булагындагы алдыга чыңалуу
I LED - LED аркылуу агып жаткан ток
Керектелген электр энергиясы жылуулукка айланат жана бөлүнүп чыгат:
Q＝P LED × t
Эскертүү: t – күйгүзүү убактысы
Чындыгында, электрон Р аймагындагы тешик менен рекомбинацияланганда бөлүнүп чыккан энергия тышкы энергия менен түздөн-түз камсыз кылынбайт, бирок электрон N аймагында болгондуктан, тышкы электр талаасы жок болгондо, анын энергетикалык деңгээли жогору болот. Р аймагына караганда. Валенттик электрондун деңгээли мис. Ал P аймагына жеткенде жана тешиктер менен кайра биригип, P аймагында валенттүү электрондорго айланат, ал ушунчалык көп энергияны бөлүп чыгарат. Eg өлчөмү материалдын өзү тарабынан аныкталат жана тышкы электр талаасы менен эч кандай байланышы жок. Электронго тышкы энергия менен камсыздоонун ролу аны багыттуу кыймылга түртүп, PN түйүнүнүн ролун жеңип чыгуу болуп саналат.
LED тарабынан иштелип чыккан жылуулук көлөмү жарык натыйжалуулугу менен эч кандай байланышы жок; электр энергиясынын канча пайызы жарыкты, ал эми электр энергиясынын калган пайызы жылуулукту чыгараарынын ортосунда эч кандай байланыш жок. Жогорку кубаттуулуктагы диоддордун жылуулукту пайда кылуу, жылуулук каршылык жана туташуу температурасы жана теориялык формулаларды жана жылуулук каршылык өлчөөлөрүн алуу түшүнүктөрүн түшүнүү аркылуу биз жогорку кубаттуулуктагы диоддордун иш жүзүндөгү таңгагынын дизайнын, баалоосун жана продуктунун колдонулушун изилдей алабыз. Белгилей кетчү нерсе, жылуулукту башкаруу - LED продукциясынын жарык берүүчү эффективдүүлүгүнүн азыркы этабында негизги маселе. Жылуулук энергиясын генерациялоону азайтуу үчүн жарыктын эффективдүүлүгүн түп тамырынан бери жакшыртуу - чайнектин түбү. Бул чип өндүрүшүн, LED таңгактоосун жана колдонмо продуктуну иштеп чыгууну талап кылат. Бардык жагынан техникалык прогресс.
