Сабабҳои тавлиди гармии LED
Мисли манбаҳои анъанавии рӯшноӣ, диодҳои нимноқилӣ (LED) низ вобаста ба самаранокии умумии рӯшноӣ ҳангоми кор гармӣ тавлид мекунанд. Дар зери таъсири энергияи электрии истифодашуда радиатсияи электронҳо ва сӯрохиҳо аз нав муттаҳид шуда, электролюминессенсияро ба вуҷуд меорад ва нуре, ки дар наздикии нуқтаи PN паҳн мешавад, бояд аз муҳити нимноқил ва муҳити бастабандии худи чип гузарад, то ба берун (ҳаво) бирасад. Самаранокии ҳамаҷонибаи тазриқи ҷорӣ, самаранокии квантии люминессенси радиатсионӣ, самаранокии истихроҷи нури беруна ва ғайра, танҳо 30-40% энергияи воридотӣ ба энергияи рӯшноӣ ва боқимонда 60-70% энергияи он асосан дар ғайрифаъол рух медиҳад. шакли комплексии радиатсионӣ конверсияи гармии ларзиши матритса.
Баланд шудани ҳарорати чипҳо комплекси ғайрирадиатсияро афзоиш дода, самаранокии рӯшноиро боз ҳам суст мекунад. Азбаски одамон ба таври субъективӣ фикр мекунанд, ки LED-ҳои пурқувват гармӣ надоранд, дар асл онҳо доранд. Гармии зиёд ҳангоми истифода ба осонӣ мушкилоти зиёдеро ба вуҷуд меорад. Илова бар ин, бисёр одамоне, ки бори аввал LED-ҳои пурқувватро истифода мебаранд ва намефаҳманд, ки чӣ гуна ҳалли самараноки мушкилоти гармидиҳӣ, эътимоднокии истеҳсолотро ба мушкилоти асосӣ табдил медиҳанд. Пас, дар ин ҷо баъзе саволҳо ҳастанд, ки биёед дар бораи он фикр кунем: Оё LEDҳо ягон гармӣ тавлид мекунанд? Он чӣ қадар гармиро тавлид карда метавонад? LED чӣ қадар гармӣ тавлид мекунад?
Дар зери шиддати пеши LED, электронҳо аз таъминоти барқ энергия мегиранд. Дар зери ҳаракати майдони электрикӣ майдони электрикии узвҳои PN бартараф карда мешавад ва гузариш аз минтақаи N ба минтақаи P ба амал меояд. Ин электронҳо бо сӯрохиҳои минтақаи P дубора пайваст мешаванд. Азбаски электронҳои озоде, ки ба минтақаи Р ҳаракат мекунанд, нисбат ба электронҳои валентӣ дар минтақаи P энергияи баландтар доранд, электронҳо ҳангоми рекомбинатсия ба ҳолати энергияи паст бармегарданд ва энергияи зиёдатӣ дар шакли фотонҳо хориҷ мешавад. Дарозии мавҷи фотони баровардашуда бо фарқияти энергия алоқаманд аст, масалан. Мумкин аст, ки майдони рӯшноӣ асосан дар наздикии пайванди PN ҷойгир аст ва партоби рӯшноӣ натиҷаи энергияест, ки дар натиҷаи рекомбинатсияи электронҳо ва сӯрохиҳо ба вуҷуд меояд. Дар диоди нимноқилӣ электронҳо дар тӯли тамоми сафар аз минтақаи нимноқил ба минтақаи нимноқил ба муқовимат дучор мешаванд. Содда аз принсип, сохтори физикии диодҳои нимноқилҳо аз принсип иборат аст, шумораи электронҳои аз электроди манфӣ баровардашуда ва электронҳое, ки ба электроди мусбати диоди нимноқил бармегарданд, баробаранд. Диодҳои оддӣ, вақте ки рекомбинатсияи ҷуфтҳои электронии сӯрохиҳо ба амал меояд, бинобар омили фарқияти сатҳи энергия, масалан, спектри фотонҳои озодшуда дар диапазони намоён нест.
Дар роҳ дар дохили диод, электронҳо аз сабаби мавҷудияти муқовимат қувваи барқро истеъмол мекунанд. Қувваи истеъмолшуда ба қонунҳои асосии электроника мувофиқат мекунад:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Эзоҳ: RN муқовимати бадани минтақаи N мебошад
VTH шиддати фаъолкунии гузаргоҳи PN мебошад
RP муқовимати умумии минтақаи P мебошад
Гармии аз ҳисоби қувваи истеъмолшуда тавлидшуда ин аст:
Q = Пт
Дар куҷо: t - вақти ба диод қувват бахшидан.
Дар асл, LED то ҳол як диоди нимноқил аст. Аз ин рӯ, вақте ки LED дар самти пеш кор мекунад, раванди кори он ба тавсифи дар боло овардашуда мувофиқат мекунад. Қувваи барқе, ки он истеъмол мекунад:
P LED = U LED × I LED
Дар куҷо: U LED шиддати пешқадам дар манбаи нури LED аст
I LED ҷараёнест, ки тавассути LED ҷорӣ мешавад
Қувваи барқи истеъмолшуда ба гармӣ табдил дода мешавад:
Q＝P LED × t
Эзоҳ: t вақти фаъолсозии барқ аст
Дарвоқеъ, энергияе, ки ҳангоми рекомбинатсияи электрон бо сӯрохи минтақаи P хориҷ мешавад, мустақиман аз ҷониби таъминоти барқи беруна таъмин карда намешавад, балки азбаски электрон дар минтақаи N ҷойгир аст, вақте ки майдони электрикии беруна вуҷуд надорад, сатҳи энергетикии он баландтар аст. назар ба райони П. Сатҳи электронии валентӣ нисбат ба масалан. Вақте ки он ба минтақаи P мерасад ва бо сӯрохиҳо муттаҳид шуда, дар минтақаи P ба электронҳои валентӣ табдил меёбад, он қадар энергияро ҷудо мекунад. Андозаи Ег-ро худи материал муайян мекунад ва бо майдони электрии беруна алокае надорад. Нақши таъминоти барқи беруна ба электрон аз он иборат аст, ки он ба самт ҳаракат кунад ва нақши пайванди PN-ро бартараф кунад.
Миқдори гармие, ки аз ҷониби LED тавлид мешавад, ба самаранокии рӯшноӣ ҳеҷ иртиботе надорад; дар байни чанд фоизи кувваи электр рушной хосил мекунад ва фоизи бокимондаи кувваи электр гармй хосил мекунад, алокае нест. Тавассути дарки мафҳумҳои тавлиди гармӣ, муқовимати гармӣ ва ҳарорати пайвастшавии LED-ҳои пуриқтидор ва истихроҷи формулаҳои назариявӣ ва ченакҳои муқовимати гармӣ, мо метавонем тарҳи воқеии бастабандӣ, арзёбӣ ва татбиқи маҳсулоти LED-ҳои пурқувватро омӯзем. Бояд қайд кард, ки идоракунии гармӣ дар марҳилаи кунунии самаранокии пасти равшании маҳсулоти LED як масъалаи асосӣ мебошад. Ба таври куллӣ баланд бардоштани самаранокии рӯшноӣ барои кам кардани тавлиди энергияи гармӣ поёни чойник аст. Ин истеҳсоли чип, бастабандии LED ва таҳияи маҳсулоти барномаро талаб мекунад. Прогресси техникй дар хамаи чихатхо.
