LED యొక్క వేడి ఉత్పత్తికి కారణాలు

LED యొక్క వేడి ఉత్పత్తికి కారణాలు

సాంప్రదాయిక కాంతి వనరుల మాదిరిగానే, సెమీకండక్టర్ ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు (LEDలు) మొత్తం ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని బట్టి కూడా ఆపరేషన్ సమయంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అనువర్తిత విద్యుత్ శక్తి యొక్క చర్యలో, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల రేడియేషన్ ఎలెక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి మళ్లీ కలిసిపోతుంది మరియు PN జంక్షన్ సమీపంలో ప్రసరించే కాంతి సెమీకండక్టర్ మాధ్యమం మరియు చిప్‌లోని ప్యాకింగ్ మాధ్యమం ద్వారా బయటికి (గాలి) చేరుకోవాలి. కాంప్రహెన్సివ్ కరెంట్ ఇంజెక్షన్ ఎఫిషియెన్సీ, రేడియేషన్ ల్యుమినిసెన్స్ క్వాంటం ఎఫిషియెన్సీ, చిప్ ఎక్స్‌టర్నల్ లైట్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ ఎఫిషియెన్సీ మొదలైనవి, చివరిగా కేవలం 30-40% ఇన్‌పుట్ ఎనర్జీని కాంతి శక్తిలోకి తీసుకుంటుంది మరియు మిగిలిన 60-70% శక్తి ప్రధానంగా నాన్‌లో జరుగుతుంది. డాట్-మ్యాట్రిక్స్ వైబ్రేషన్ కన్వర్షన్ హీట్ యొక్క రేడియేషన్ కాంప్లెక్స్ రూపం.

చిప్ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల నాన్-రేడియేషన్ కాంప్లెక్స్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని మరింత బలహీనపరుస్తుంది. అధిక శక్తి LED లకు వేడి లేదని ప్రజలు ఆత్మాశ్రయంగా భావిస్తారు, వాస్తవానికి, వారు చేస్తారు. చాలా వేడి సులభంగా ఉపయోగం సమయంలో అనేక సమస్యలను కలిగిస్తుంది. అదనంగా, మొదటి సారి అధిక శక్తి LED లను ఉపయోగించే చాలా మంది వ్యక్తులు మరియు ఉష్ణ సమస్యలను ఎలా సమర్థవంతంగా పరిష్కరించాలో అర్థం చేసుకోలేరు, ఉత్పత్తి విశ్వసనీయత ప్రధాన సమస్యగా మారుతుంది. కాబట్టి ఇక్కడ కొన్ని ప్రశ్నలు ఉన్నాయి: LED లు ఏదైనా వేడిని ఉత్పత్తి చేశాయా? ఇది ఎంత వేడిని ఉత్పత్తి చేయగలదు? LED ఎంత వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది?

LED యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ కింద, ఎలక్ట్రాన్లు విద్యుత్ సరఫరా నుండి శక్తిని పొందుతాయి. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క డ్రైవింగ్ కింద, PN జంక్షన్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం అధిగమించబడుతుంది మరియు N ప్రాంతం నుండి P ప్రాంతానికి పరివర్తన జరుగుతుంది. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు P ప్రాంతంలోని రంధ్రాలతో మళ్లీ కలిసిపోతాయి. P ప్రాంతంలోకి వెళ్లే ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లు P ప్రాంతంలోని వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ల కంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, ఎలక్ట్రాన్‌లు పునఃసంయోగం సమయంలో తక్కువ శక్తి స్థితికి తిరిగి వస్తాయి మరియు అదనపు శక్తి ఫోటాన్‌ల రూపంలో విడుదల అవుతుంది. ఉద్గార ఫోటాన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం శక్తి వ్యత్యాసానికి సంబంధించినది ఉదా. కాంతి-ఉద్గార ప్రాంతం ప్రధానంగా PN జంక్షన్ సమీపంలో ఉందని చూడవచ్చు మరియు కాంతి ఉద్గారాలు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల పునఃసంయోగం ద్వారా విడుదలయ్యే శక్తి యొక్క ఫలితం. సెమీకండక్టర్ డయోడ్‌లో, సెమీకండక్టర్ జోన్ నుండి సెమీకండక్టర్ జోన్ వరకు మొత్తం ప్రయాణంలో ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతిఘటనను ఎదుర్కొంటాయి. సూత్రం నుండి, సెమీకండక్టర్ డయోడ్ యొక్క భౌతిక నిర్మాణం కేవలం సూత్రం నుండి, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మరియు సెమీకండక్టర్ డయోడ్ యొక్క సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్కు తిరిగి వచ్చిన ఎలక్ట్రాన్లు సమానంగా ఉంటాయి. సాధారణ డయోడ్‌లు, ఎలక్ట్రాన్-హోల్ పెయిర్ రీకాంబినేషన్ సంభవించినప్పుడు, శక్తి స్థాయి వ్యత్యాసం ఉదా కారణంగా, విడుదలైన ఫోటాన్ స్పెక్ట్రం కనిపించే పరిధిలో ఉండదు.

డయోడ్ లోపల మార్గంలో, ఎలక్ట్రాన్లు నిరోధకత యొక్క ఉనికి కారణంగా శక్తిని వినియోగిస్తాయి. వినియోగించే శక్తి ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది:

P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH

గమనికలు: RN అనేది N జోన్ యొక్క శరీర నిరోధకత

VTH అనేది PN జంక్షన్ యొక్క టర్న్-ఆన్ వోల్టేజ్

RP అనేది P ప్రాంతం యొక్క బల్క్ రెసిస్టెన్స్

వినియోగించే శక్తి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి:

Q = Pt

ఎక్కడ: t అనేది డయోడ్ శక్తివంతం చేయబడిన సమయం.

సారాంశంలో, LED ఇప్పటికీ సెమీకండక్టర్ డయోడ్. అందువలన, LED ముందుకు దిశలో పని చేస్తున్నప్పుడు, దాని పని ప్రక్రియ పై వివరణకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఇది వినియోగించే విద్యుత్ శక్తి:

P LED = U LED × I LED

ఎక్కడ: U LED అనేది LED లైట్ సోర్స్‌లో ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్

I LED అనేది LED ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్

వినియోగించిన విద్యుత్ శక్తి వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు విడుదల చేయబడుతుంది:

Q＝P LED × t

గమనికలు: t అనేది పవర్-ఆన్ సమయం

వాస్తవానికి, ఎలక్ట్రాన్ P ప్రాంతంలోని రంధ్రంతో తిరిగి కలిసినప్పుడు విడుదలయ్యే శక్తి బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా నేరుగా అందించబడదు, అయితే ఎలక్ట్రాన్ N ప్రాంతంలో ఉన్నందున, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం లేనప్పుడు, దాని శక్తి స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటుంది. P ప్రాంతం కంటే. వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ స్థాయి ఉదా కంటే ఎక్కువ. ఇది P ప్రాంతాన్ని చేరుకున్నప్పుడు మరియు రంధ్రాలతో తిరిగి కలిపి P ప్రాంతంలో వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా మారినప్పుడు, అది చాలా శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. Eg యొక్క పరిమాణం పదార్థం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రంతో ఎటువంటి సంబంధం లేదు. ఎలక్ట్రాన్‌కు బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా యొక్క పాత్ర దిశాత్మకంగా తరలించడానికి మరియు PN జంక్షన్ పాత్రను అధిగమించడానికి నెట్టడం.

LED ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి మొత్తం కాంతి సామర్థ్యంతో ఏమీ లేదు; విద్యుత్ శక్తి ఎంత శాతం కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు మిగిలిన విద్యుత్ శక్తి వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అధిక-పవర్ LED ల యొక్క ఉష్ణ ఉత్పత్తి, ఉష్ణ నిరోధకత మరియు జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత మరియు సైద్ధాంతిక సూత్రాలు మరియు థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ కొలతల ఉత్పన్నం యొక్క భావనలను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, మేము అధిక శక్తి LED ల యొక్క వాస్తవ ప్యాకేజింగ్ డిజైన్, మూల్యాంకనం మరియు ఉత్పత్తి అనువర్తనాలను అధ్యయనం చేయవచ్చు. LED ఉత్పత్తుల యొక్క తక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యం యొక్క ప్రస్తుత దశలో ఉష్ణ నిర్వహణ అనేది ఒక కీలకమైన సమస్య అని గమనించాలి. వేడి శక్తి ఉత్పత్తిని తగ్గించడానికి ప్రాథమికంగా ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం కేటిల్ దిగువన ఉంది. దీనికి చిప్ తయారీ, LED ప్యాకేజింగ్ మరియు అప్లికేషన్ ఉత్పత్తి అభివృద్ధి అవసరం. అన్ని అంశాలలో సాంకేతిక పురోగతి.