Sababu za Uzalishaji wa Joto la LED
Kama ilivyo kwa vyanzo vya kawaida vya mwanga, diodi za semiconductor (LEDs) pia hutoa joto wakati wa operesheni, kulingana na ufanisi wa jumla wa mwanga. Chini ya utendakazi wa nishati ya umeme inayotumika, mionzi ya elektroni na mashimo huungana tena ili kutoa elektroluminescence, na mwanga unaotolewa karibu na makutano ya PN unahitaji kupita katikati ya semiconductor na upakiaji wa chip yenyewe ili kufikia nje (hewa). Ufanisi kamili wa sasa wa sindano, ufanisi wa kiasi cha mwanga wa mionzi, ufanisi wa uchimbaji wa mwanga wa nje wa chip, nk, mwisho tu 30-40% ya nishati ya pembejeo kwenye nishati ya mwanga, na 60-70% iliyobaki ya nishati yake hutokea hasa katika hali isiyo ya kawaida. aina changamano ya mionzi ya joto la ubadilishaji wa mtetemo wa nukta-tumbo.
Kuongezeka kwa joto la chip kutaongeza tata isiyo ya mionzi, na kudhoofisha zaidi ufanisi wa mwanga. Kwa sababu watu subjectively kufikiri kwamba high nguvu LEDs hawana joto, kwa kweli, wao kufanya. Joto nyingi husababisha urahisi shida nyingi wakati wa matumizi. Kwa kuongeza, watu wengi wanaotumia LED za nguvu za juu kwa mara ya kwanza na hawaelewi jinsi ya kutatua kwa ufanisi matatizo ya joto, na kufanya kuaminika kwa uzalishaji kuwa tatizo kuu. Kwa hivyo hapa kuna baadhi ya maswali hebu tufikirie: Je, LEDs zina joto lolote linalozalishwa? Je, inaweza kutoa joto kiasi gani? Je, LED hutoa joto kiasi gani?
Chini ya voltage ya mbele ya LED, elektroni hupata nishati kutoka kwa usambazaji wa nguvu. Chini ya uendeshaji wa uwanja wa umeme, uwanja wa umeme wa makutano ya PN unashindwa, na mpito kutoka eneo la N hadi eneo la P hutokea. Elektroni hizi huungana tena na mashimo katika eneo la P. Kwa kuwa elektroni za bure zinazoingia kwenye eneo la P zina nishati ya juu kuliko elektroni za valence katika eneo la P, elektroni hurudi kwenye hali ya chini ya nishati wakati wa kuunganishwa tena, na nishati ya ziada hutolewa kwa namna ya fotoni. Urefu wa urefu wa fotoni iliyotolewa unahusiana na tofauti ya nishati Mfano. Inaweza kuonekana kuwa eneo la kutoa mwanga ni hasa karibu na makutano ya PN, na utoaji wa mwanga ni matokeo ya nishati iliyotolewa na recombination ya elektroni na mashimo. Katika diode ya semiconductor, elektroni zitakutana na upinzani wakati wa safari nzima kutoka eneo la semiconductor hadi eneo la semiconductor. Kwa urahisi kutoka kwa kanuni, muundo wa kimwili wa diode ya semiconductor ni tu kutoka kwa kanuni, idadi ya elektroni iliyotolewa kutoka kwa electrode hasi na elektroni zilizorudi kwa electrode nzuri ya diode ya semiconductor ni sawa. Diodi za kawaida, wakati upatanisho wa jozi ya elektroni-shimo hutokea, kutokana na sababu ya tofauti ya kiwango cha nishati Mfano, wigo wa photon iliyotolewa haiko katika safu inayoonekana.
Njiani ndani ya diode, elektroni hutumia nguvu kutokana na kuwepo kwa upinzani. Nguvu inayotumiwa inalingana na sheria za msingi za umeme:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Vidokezo: RN ni upinzani wa mwili wa ukanda wa N
VTH ni voltage ya kuwasha ya makutano ya PN
RP ni upinzani mkubwa wa eneo la P
Joto linalotokana na nguvu inayotumiwa ni:
Q = Pt
Ambapo: t ndio wakati diode inatiwa nguvu.
Kwa asili, LED bado ni diode ya semiconductor. Kwa hiyo, wakati LED inafanya kazi katika mwelekeo wa mbele, mchakato wake wa kufanya kazi unafanana na maelezo hapo juu. Nguvu ya umeme inayotumia ni:
P LED = U LED × I LED
Ambapo: U LED ni voltage ya mbele kwenye chanzo cha taa ya LED
I LED ni ya sasa inapita kupitia LED
Nguvu ya umeme inayotumiwa inabadilishwa kuwa joto na kutolewa:
Q＝P LED × t
Vidokezo: t ni wakati wa kuwasha
Kwa kweli, nishati iliyotolewa wakati elektroni inaunganishwa tena na shimo katika eneo la P haitolewa moja kwa moja na usambazaji wa umeme wa nje, lakini kwa sababu elektroni iko katika eneo la N, wakati hakuna uwanja wa umeme wa nje, kiwango chake cha nishati ni cha juu. kuliko ile ya mkoa wa P. Kiwango cha elektroni cha Valence ni cha juu kuliko Mfano. Inapofika eneo la P na kuungana tena na mashimo kuwa elektroni za valence katika eneo la P, itatoa nishati nyingi sana. Saizi ya Mfano imedhamiriwa na nyenzo yenyewe na haina uhusiano wowote na uwanja wa nje wa umeme. Jukumu la usambazaji wa umeme wa nje kwa elektroni ni kuisukuma ili kusonga kwa mwelekeo na kushinda jukumu la makutano ya PN.
Kiasi cha joto kinachozalishwa na LED hakina uhusiano wowote na ufanisi wa mwanga; hakuna uhusiano kati ya asilimia gani ya nguvu za umeme hutoa mwanga, na asilimia iliyobaki ya nguvu za umeme hutoa joto. Kupitia ufahamu wa dhana za uzalishaji wa joto, upinzani wa joto na joto la makutano ya LED za nguvu za juu na utokezaji wa kanuni za kinadharia na vipimo vya upinzani wa joto, tunaweza kujifunza muundo halisi wa ufungaji, tathmini na matumizi ya bidhaa za LED za nguvu za juu. Ikumbukwe kwamba usimamizi wa joto ni suala muhimu katika hatua ya sasa ya ufanisi mdogo wa mwanga wa bidhaa za LED. Kimsingi kuboresha ufanisi wa kuangaza ili kupunguza kizazi cha nishati ya joto ni chini ya kettle. Hii inahitaji utengenezaji wa chip, ufungaji wa LED na ukuzaji wa bidhaa za matumizi. Maendeleo ya kiteknolojia katika nyanja zote.
