Причини за генерирање топлина на LED
Како и кај конвенционалните извори на светлина, полупроводничките диоди (LED) исто така генерираат топлина за време на работата, во зависност од вкупната прозрачна ефикасност. Под дејство на применетата електрична енергија, зрачењето на електроните и дупките се рекомбинира за да произведе електролуминисценција, а светлината зрачена во близина на PN спојот треба да помине низ полупроводничката средина и медиумот за пакување на самиот чип за да стигне до надворешноста (воздухот). Сеопфатна ефикасност на вбризгување на струја, квантна ефикасност на луминисценција на зрачење, ефикасност на екстракција на надворешно светло од чип, итн., конечните само 30-40% од влезната енергија во светлосната енергија, а преостанатите 60-70% од нејзината енергија главно се јавуваат во не- зрачење комплексна форма на точка-матрица вибрации конверзија топлина.
Зголемувањето на температурата на чипот ќе го подобри комплексот без зрачење, што дополнително ја ослабува светлосната ефикасност. Бидејќи луѓето субјективно мислат дека LED диодите со висока моќност немаат топлина, всушност, тие имаат. Многу топлина лесно предизвикува многу проблеми при употреба. Покрај тоа, многу луѓе кои користат LED диоди со висока моќност за прв пат и не разбираат како ефикасно да ги решат термичките проблеми, со што доверливоста на производството станува главен проблем. Значи, еве неколку прашања дозволете ни да размислиме: Дали LED диодите имаат генерирана топлина? Колку топлина може да произведе? Колку топлина генерира ЛЕР?
Под напредниот напон на ЛЕР, електроните добиваат енергија од напојувањето. Под погон на електричното поле, електричното поле на PN спојот се надминува и се случува премин од регионот N во регионот P. Овие електрони се рекомбинираат со дупките во регионот P. Бидејќи слободните електрони кои лебдат во регионот P имаат поголема енергија од валентните електрони во регионот P, електроните се враќаат во состојба со ниска енергија за време на рекомбинацијата, а вишокот енергија се ослободува во форма на фотони. Брановата должина на емитираниот фотон е поврзана со енергетската разлика на пр. Може да се види дека областа што емитува светлина е главно во близина на PN спојот, а емисијата на светлина е резултат на енергијата ослободена од рекомбинацијата на електроните и дупките. Во полупроводничка диода, електроните ќе наидат на отпор во текот на целото патување од полупроводничката зона до полупроводничката зона. Едноставно од принципот, физичката структура на полупроводничката диода е едноставно од принципот, бројот на електрони емитирани од негативната електрода и електроните вратени во позитивната електрода на полупроводничката диода се еднакви. Вообичаени диоди, кога се случува рекомбинација на пар електрон-дупка, поради факторот на разликата во нивото на енергија На пр., ослободениот фотонски спектар не е во видливиот опсег.
На патот во внатрешноста на диодата, електроните трошат енергија поради присуството на отпор. Потрошената енергија е во согласност со основните закони на електрониката:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Забелешки: RN е отпорноста на телото на N зоната
VTH е напонот на вклучување на PN спојот
RP е најголемиот отпор на регионот P
Топлината генерирана од потрошената моќност е:
Q = Pt
Каде: t е времето кога диодата е под напон.
Во суштина, ЛЕР сè уште е полупроводничка диода. Затоа, кога ЛЕР работи во насока напред, неговиот процес на работа е во согласност со горенаведениот опис. Електричната енергија што ја троши е:
P LED = U LED × I LED
Каде: U LED е напредниот напон низ LED изворот на светлина
I LED е струјата што тече низ ЛЕР
Потрошената електрична енергија се претвора во топлина и се ослободува:
Q＝P LED × t
Забелешки: t е време на вклучување
Всушност, енергијата ослободена кога електронот се рекомбинира со дупката во регионот P не е директно обезбедена од надворешното напојување, туку бидејќи електронот е во регионот N, кога нема надворешно електрично поле, неговото енергетско ниво е повисоко. од онаа на регионот P. Нивото на валентните електрони е повисоко од Пр. Кога ќе стигне до регионот P и ќе се рекомбинира со дупки за да стане валентни електрони во регионот P, ќе ослободи толку многу енергија. Големината на Eg е одредена од самиот материјал и нема никаква врска со надворешното електрично поле. Улогата на надворешното напојување на електронот е да го турка да се движи во насока и да ја надмине улогата на PN спојот.
Количината на топлина генерирана од ЛЕР нема никаква врска со ефикасноста на светлината; не постои врска помеѓу колкав процент од електричната енергија произведува светлина, а преостанатиот процент од електричната енергија произведува топлина. Преку разбирање на концептите за генерирање топлина, термичка отпорност и температура на спојување на LED диоди со висока моќност и изведување на теоретски формули и мерења на топлинска отпорност, можеме да го проучуваме вистинскиот дизајн на пакувањето, евалуацијата и примената на производите на LED диоди со висока моќност. Треба да се напомене дека управувањето со топлината е клучно прашање во сегашната фаза на ниска прозрачна ефикасност на LED производите. Основното подобрување на светлосната ефикасност за да се намали производството на топлинска енергија е дното на котелот. Ова бара производство на чипови, LED пакување и развој на апликативен производ. Технолошки напредок во сите аспекти.
