Kawżi tal-Ġenerazzjoni tas-Sħana tal-LED
Bħal sorsi tad-dawl konvenzjonali, diodes li jarmu semikondutturi (LEDs) jiġġeneraw ukoll is-sħana waqt it-tħaddim, skont l-effiċjenza luminuża ġenerali. Taħt l-azzjoni tal-enerġija elettrika applikata, ir-radjazzjoni tal-elettroni u t-toqob terġa 'tikkombina biex tipproduċi elettroluminixxenza, u d-dawl irradjat ħdejn il-junction PN jeħtieġ li jgħaddi mill-medju semikonduttur u l-mezz tal-ippakkjar taċ-ċippa nnifisha biex tilħaq barra (arja). Effiċjenza ta 'injezzjoni kurrenti komprensiva, effiċjenza tal-quantum tal-luminixxenza tar-radjazzjoni, effiċjenza tal-estrazzjoni tad-dawl estern taċ-ċippa, eċċ., L-aħħar biss 30-40% tal-enerġija tad-dħul f'enerġija ħafifa, u l-60-70% li jifdal tal-enerġija tiegħu jseħħ prinċipalment f'non- forma kumplessa ta 'radjazzjoni ta' sħana ta 'konverżjoni ta' vibrazzjoni ta 'dot-matrix.
Iż-żieda fit-temperatura taċ-ċippa se ttejjeb il-kumpless mhux tar-radjazzjoni, u tkompli tiddgħajjef l-effiċjenza luminuża. Minħabba li n-nies jaħsbu b'mod suġġettiv li LEDs ta 'qawwa għolja m'għandhomx sħana, fil-fatt, jagħmlu. Ħafna sħana faċilment tikkawża ħafna problemi waqt l-użu. Barra minn hekk, ħafna nies li jużaw LEDs ta 'qawwa għolja għall-ewwel darba u ma jifhmux kif isolvu b'mod effettiv il-problemi termali, u b'hekk l-affidabilità tal-produzzjoni ssir il-problema ewlenija. Allura hawn xi mistoqsijiet ejjew naħsbu dwar: L-LEDs għandhom xi sħana ġġenerata? Kemm jista' jipproduċi sħana? Kemm jiġġenera sħana l-LED?
Taħt il-vultaġġ 'il quddiem tal-LED, l-elettroni jiksbu enerġija mill-provvista tal-enerġija. Taħt is-sewqan tal-kamp elettriku, il-kamp elettriku tal-junction PN jingħeleb, u sseħħ it-tranżizzjoni mir-reġjun N għar-reġjun P. Dawn l-elettroni jerġgħu jikkombinaw mat-toqob fir-reġjun P. Peress li l-elettroni ħielsa li jersqu fir-reġjun P għandhom enerġija ogħla mill-elettroni tal-valenza fir-reġjun P, l-elettroni jirritornaw għal stat ta 'enerġija baxxa waqt ir-rikombinazzjoni, u l-enerġija żejda tiġi rilaxxata fil-forma ta' fotoni. Il-wavelength tal-foton emess huwa relatat mad-differenza tal-enerġija Eż. Wieħed jista 'jara li ż-żona li tarmi d-dawl hija prinċipalment ħdejn il-junction PN, u l-emissjoni tad-dawl hija r-riżultat tal-enerġija rilaxxata mir-rikombinazzjoni ta' elettroni u toqob. F'dijodu semikonduttur, l-elettroni jiltaqgħu ma 'reżistenza matul il-vjaġġ kollu miż-żona tas-semikondutturi għaż-żona tas-semikondutturi. Sempliċement mill-prinċipju, l-istruttura fiżika tad-dijodu tas-semikondutturi hija sempliċement mill-prinċipju, in-numru ta 'elettroni emessi mill-elettrodu negattiv u l-elettroni rritornati għall-elettrodu pożittiv tad-dijodu tas-semikondutturi huma ugwali. Dajowds ordinarji, meta sseħħ rikombinazzjoni ta 'par elettron-toqba, minħabba l-fattur tad-differenza fil-livell tal-enerġija Eż, l-ispettru tal-fotoni rilaxxat mhuwiex fil-medda viżibbli.
Fit-triq ġewwa d-dijodu, l-elettroni jikkunsmaw l-enerġija minħabba l-preżenza tar-reżistenza. L-enerġija kkunsmata tikkonforma mal-liġijiet bażiċi tal-elettronika:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Noti: RN hija r-reżistenza tal-ġisem taż-żona N
VTH huwa l-vultaġġ mixgħul tal-junction PN
RP hija r-reżistenza tal-massa tar-reġjun P
Is-sħana ġġenerata mill-enerġija kkonsmata hija:
Q = Pt
Fejn: t huwa l-ħin li d-dijodu jiġi enerġizzat.
Essenzjalment, l-LED għadu dajowd semikonduttur. Għalhekk, meta l-LED qed jaħdem fid-direzzjoni 'l quddiem, il-proċess tax-xogħol tiegħu jikkonforma mad-deskrizzjoni ta' hawn fuq. L-enerġija elettrika li tikkonsma hija:
P LED = U LED × I LED
Fejn: U LED huwa l-vultaġġ 'il quddiem madwar is-sors tad-dawl LED
I LED huwa l-kurrent li jgħaddi mill-LED
L-enerġija elettrika kkonsmata tiġi kkonvertita fis-sħana u rilaxxata:
Q＝P LED × t
Noti: t huwa l-ħin tal-power-on
Fil-fatt, l-enerġija rilaxxata meta l-elettron jerġa 'jikkombina mat-toqba fir-reġjun P mhix ipprovduta direttament mill-provvista ta' enerġija esterna, iżda minħabba li l-elettron jinsab fir-reġjun N, meta ma jkunx hemm kamp elettriku estern, il-livell ta 'enerġija tiegħu huwa ogħla minn dak tar-reġjun P. Il-livell tal-elettroni ta 'Valence huwa ogħla minn Eż. Meta jilħaq ir-reġjun P u jerġa 'jikkombina b'toqob biex isiru elettroni ta' valenza fir-reġjun P, se jirrilaxxa tant enerġija. Id-daqs ta 'Eg huwa determinat mill-materjal innifsu u m'għandu x'jaqsam xejn mal-kamp elettriku estern. Ir-rwol tal-provvista tal-enerġija esterna lill-elettron huwa li timbotta biex timxi b'mod direzzjonali u tegħleb ir-rwol tal-junction PN.
L-ammont ta 'sħana ġġenerata minn LED m'għandu x'taqsam xejn mal-effiċjenza tad-dawl; m'hemm l-ebda relazzjoni bejn liema perċentwal ta 'enerġija elettrika tipproduċi dawl, u l-persentaġġ li jifdal ta' enerġija elettrika tipproduċi sħana. Permezz tal-fehim tal-kunċetti tal-ġenerazzjoni tas-sħana, reżistenza termali u temperatura tal-junction ta 'LEDs ta' qawwa għolja u d-derivazzjoni ta 'formuli teoretiċi u kejl tar-reżistenza termali, nistgħu nistudjaw id-disinn attwali tal-ippakkjar, l-evalwazzjoni u l-applikazzjonijiet tal-prodott ta' LEDs ta 'qawwa għolja. Għandu jiġi nnutat li l-ġestjoni tas-sħana hija kwistjoni ewlenija fl-istadju attwali ta 'effiċjenza luminuża baxxa ta' prodotti LED. Fundamentalment it-titjib tal-effiċjenza luminuża biex titnaqqas il-ġenerazzjoni tal-enerġija tas-sħana hija l-qiegħ tal-kitla. Dan jeħtieġ manifattura taċ-ċippa, ippakkjar LED u żvilupp tal-prodott tal-applikazzjoni. Progress teknoloġiku fl-aspetti kollha.
