LED-ийн дулаан үүсэх шалтгаанууд
Уламжлалт гэрлийн эх үүсвэрийн нэгэн адил хагас дамжуулагч диод (LED) нь ерөнхий гэрэлтүүлгийн үр ашгаас хамааран үйл ажиллагааны явцад дулаан үүсгэдэг. Хэрэглэсэн цахилгаан энергийн нөлөөгөөр электрон ба нүхний цацраг дахин нэгдэж, цахилгаан гэрэлтэх үзэгдэл үүсэх ба PN уулзварын ойролцоо цацрах гэрэл нь чипийн өөрөө хагас дамжуулагч болон савлах орчинг дамжин гадагш (агаар) хүрэх шаардлагатай болдог. Цогц гүйдлийн тарилгын үр ашиг, цацрагийн гэрэлтэлтийн квант үр ашиг, чипийн гаднах гэрлийн олборлолтын үр ашиг гэх мэт, гэрлийн энергид орж буй энергийн зөвхөн 30-40% нь, үлдсэн 60-70% нь ихэвчлэн бус энергид ордог. цацрагийн цогцолбор хэлбэр нь матрицын чичиргээ хувиргах дулаан .
Чипийн температурын өсөлт нь цацрагийн бус цогцолборыг сайжруулж, гэрлийн үр ашгийг улам бүр сулруулна. Хүмүүс субьектив байдлаар өндөр хүчин чадалтай LED нь дулаангүй гэж боддог, үнэндээ тийм байдаг. Ашиглалтын явцад маш их халах нь олон асуудал үүсгэдэг. Нэмж дурдахад, өндөр хүчин чадалтай LED-ийг анх удаа ашиглаж байгаа олон хүмүүс дулааны асуудлыг хэрхэн үр дүнтэй шийдвэрлэхээ ойлгодоггүй тул үйлдвэрлэлийн найдвартай байдал нь гол асуудал болж байна. Ингээд бодоход хэдэн асуулт байна: LED нь дулаан ялгаруулдаг уу? Хэр их дулаан гаргаж чадах вэ? LED нь хэр их дулаан үүсгэдэг вэ?
LED-ийн шууд хүчдэлийн дор электронууд эрчим хүчний эх үүсвэрээс энерги авдаг. Цахилгаан талбайн жолоодлогын дор PN уулзварын цахилгаан талбарыг даван туулж, N мужаас P муж руу шилжих шилжилт явагдана. Эдгээр электронууд нь P бүсийн нүхнүүдтэй дахин нэгддэг. P мужид шилжиж буй чөлөөт электронууд нь P муж дахь валентийн электронуудаас их энергитэй байдаг тул электронууд дахин нэгдэх үед бага энергийн төлөвт буцаж, илүүдэл энерги нь фотон хэлбэрээр ялгардаг. Ялгарах фотоны долгионы урт нь энергийн зөрүүтэй холбоотой. Жишээ нь. Эндээс харахад гэрэл ялгаруулах хэсэг нь голчлон PN уулзварын ойролцоо байдаг бөгөөд гэрэл ялгаралт нь электрон ба нүхний дахин нэгдлээс ялгарах энергийн үр дүн юм. Хагас дамжуулагч диодын хувьд электронууд хагас дамжуулагч бүсээс хагас дамжуулагч бүс хүртэлх бүх аяллын туршид эсэргүүцэлтэй тулгарах болно. Энгийнээр хэлбэл, хагас дамжуулагч диодын физик бүтэц нь зарчмаас харахад сөрөг электродоос ялгарах электронуудын тоо болон хагас дамжуулагч диодын эерэг электрод руу буцаж ирсэн электронуудын тоо тэнцүү байна. Энгийн диодууд, электрон нүхний хос рекомбинац үүсэх үед энергийн түвшний зөрүүгийн хүчин зүйлээс шалтгаалан, жишээ нь, ялгарах фотоны спектр нь харагдахуйц мужид байдаггүй.
Диод доторх замд электронууд эсэргүүцэл байгаа тул хүч зарцуулдаг. Хэрэглэсэн эрчим хүч нь электроникийн үндсэн хуулиудад нийцдэг.
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Тайлбар: RN нь N бүсийн биеийн эсэргүүцэл юм
VTH нь PN уулзварыг асаах хүчдэл юм
RP нь P бүсийн их хэмжээний эсэргүүцэл юм
Хэрэглэсэн эрчим хүчээр үүссэн дулаан нь:
Q = Pt
Үүнд: t нь диодын хүчдэлтэй байх хугацаа.
Үндсэндээ LED нь хагас дамжуулагч диод хэвээр байна. Тиймээс LED нь урагшлах чиглэлд ажиллаж байх үед түүний ажлын процесс нь дээрх тайлбартай нийцдэг. Түүний зарцуулдаг цахилгаан эрчим хүч нь:
P LED = U LED × I LED
Үүнд: U LED нь LED гэрлийн эх үүсвэр дээрх шууд хүчдэл юм
I LED нь LED-ээр урсаж буй гүйдэл юм
Хэрэглэсэн цахилгаан эрчим хүчийг дулаан болгон хувиргаж, ялгаруулдаг.
Q＝P LED × t
Тайлбар: t нь асаалттай байх хугацаа юм
Үнэн хэрэгтээ электрон P муж дахь нүхтэй дахин нэгдэх үед ялгарах энерги нь гадны тэжээлийн эх үүсвэрээс шууд хангагддаггүй, харин электрон N мужид байдаг тул гадаад цахилгаан орон байхгүй үед түүний энергийн түвшин өндөр байдаг. P бүсээс илүү. Валентийн электрон түвшин Жнь-ээс өндөр байна. Энэ нь P мужид хүрч, нүхнүүдтэй дахин нэгдэж, P мужид валентийн электронууд болох үед маш их энерги ялгаруулна. Eg-ийн хэмжээ нь тухайн материалаар тодорхойлогддог бөгөөд гадаад цахилгаан оронтой ямар ч холбоогүй юм. Электроныг гадаад цахилгаан хангамжийн үүрэг нь түүнийг чиглүүлэхэд түлхэж, PN уулзварын үүргийг даван туулах явдал юм.
LED-ээс үүссэн дулааны хэмжээ нь гэрлийн үр ашигтай ямар ч холбоогүй; цахилгаан эрчим хүчний хэдэн хувь нь гэрэл үүсгэдэг, цахилгаан эрчим хүчний үлдсэн хувь нь дулаан ялгаруулдаг хоорондын хамаарал байхгүй. Өндөр хүчин чадалтай LED-ийн дулаан үүсгэх, дулааны эсэргүүцэл ба уулзварын температурын тухай ойлголт, онолын томъёолол, дулааны эсэргүүцлийн хэмжилтийн үр дүнд бид өндөр хүчин чадалтай LED-ийн савлагааны дизайн, үнэлгээ, бүтээгдэхүүний хэрэглээг судлах боломжтой. LED бүтээгдэхүүний гэрлийн үр ашиг бага байгаа өнөөгийн үе шатанд дулааны менежмент нь гол асуудал гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дулааны энергийг багасгахын тулд гэрлийн үр ашгийг үндсээр нь сайжруулах нь данхны ёроол юм. Үүнд чип үйлдвэрлэл, LED сав баглаа боодол, хэрэглээний бүтээгдэхүүн боловсруулах шаардлагатай. Бүх талаараа технологийн дэвшил.
