Mga sanhi ng Heat Generation ng LED
Tulad ng mga nakasanayang pinagmumulan ng liwanag, ang mga semiconductor emitting diode (LED) ay gumagawa din ng init sa panahon ng operasyon, depende sa pangkalahatang kahusayan sa ningning. Sa ilalim ng pagkilos ng inilapat na elektrikal na enerhiya, ang radiation ng mga electron at mga butas ay muling pinagsama upang makabuo ng electroluminescence, at ang liwanag na na-radiated malapit sa PN junction ay kailangang dumaan sa semiconductor medium at packing medium ng chip mismo upang maabot ang labas (hangin). Comprehensive kasalukuyang kahusayan sa pag-iniksyon, radiation luminescence quantum efficiency, chip external light extraction efficiency, atbp., ang huling 30-40% lamang ng input energy sa light energy, at ang natitirang 60-70% ng enerhiya nito ay pangunahing nangyayari sa isang non- radiation complex form ng dot-matrix vibration conversion heat.
Ang pagtaas ng temperatura ng chip ay magpapahusay sa non-radiation complex, na higit pang magpapahina sa makinang na kahusayan. Dahil ang mga tao ay nag-iisip na ang mga high power LED ay walang init, sa katunayan, ginagawa nila. Ang maraming init ay madaling nagdudulot ng maraming problema habang ginagamit. Bilang karagdagan, maraming mga tao na gumagamit ng mataas na kapangyarihan LEDs sa unang pagkakataon at hindi nauunawaan kung paano epektibong malutas ang mga problema sa thermal, na ginagawang ang pagiging maaasahan ng produksyon ay naging pangunahing problema. Kaya't narito ang ilang mga tanong na isipin natin: Ang mga LED ba ay may anumang init na nabuo? Gaano karaming init ang maaaring gawin nito? Gaano karaming init ang nabubuo ng LED?
Sa ilalim ng pasulong na boltahe ng LED, ang mga electron ay nakakakuha ng enerhiya mula sa power supply. Sa ilalim ng pagmamaneho ng electric field, ang electric field ng PN junction ay nagtagumpay, at ang paglipat mula sa N na rehiyon patungo sa P na rehiyon ay nangyayari. Ang mga electron na ito ay muling pinagsama sa mga butas sa rehiyon ng P. Dahil ang mga libreng electron na lumilipat sa rehiyon ng P ay may mas mataas na enerhiya kaysa sa mga valence electron sa rehiyon ng P, ang mga electron ay bumalik sa isang mababang estado ng enerhiya sa panahon ng recombination, at ang labis na enerhiya ay inilabas sa anyo ng mga photon. Ang wavelength ng ibinubuga na photon ay nauugnay sa pagkakaiba ng enerhiya Hal. Ito ay makikita na ang light-emitting area ay higit sa lahat malapit sa PN junction, at ang light emission ay resulta ng enerhiya na inilabas ng recombination ng mga electron at hole. Sa isang semiconductor diode, ang mga electron ay makakatagpo ng paglaban sa buong paglalakbay mula sa semiconductor zone hanggang sa semiconductor zone. Mula lamang sa prinsipyo, ang pisikal na istraktura ng semiconductor diode ay mula lamang sa prinsipyo, ang bilang ng mga electron na ibinubuga mula sa negatibong elektrod at ang mga electron ay bumalik sa positibong elektrod ng semiconductor diode ay pantay. Ordinaryong diodes, kapag ang electron-hole pair recombination ay nangyayari, dahil sa factor ng energy level difference Hal, ang inilabas na photon spectrum ay wala sa nakikitang hanay.
Sa daan sa loob ng diode, ang mga electron ay kumonsumo ng kapangyarihan dahil sa pagkakaroon ng paglaban. Ang kuryenteng natupok ay sumusunod sa mga pangunahing batas ng electronics:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Mga Tala: Ang RN ay ang body resistance ng N zone
Ang VTH ay ang turn-on na boltahe ng PN junction
Ang RP ay ang bulk resistance ng P region
Ang init na nabuo ng natupok na kuryente ay:
Q = Pt
Kung saan: t ay ang oras na ang diode ay pinalakas.
Sa esensya, ang LED ay isang semiconductor diode pa rin. Samakatuwid, kapag ang LED ay gumagana sa pasulong na direksyon, ang proseso ng pagtatrabaho nito ay sumusunod sa paglalarawan sa itaas. Ang kuryenteng ginagamit nito ay:
P LED = U LED × I LED
Kung saan: Ang U LED ay ang pasulong na boltahe sa pinagmumulan ng ilaw ng LED
Ang LED ko ay ang kasalukuyang dumadaloy sa LED
Ang kuryenteng natupok ay na-convert sa init at inilabas:
Q＝P LED × t
Mga Tala: t ay ang power-on time
Sa katunayan, ang enerhiya na inilabas kapag ang elektron ay muling pinagsama sa butas sa rehiyon ng P ay hindi direktang ibinibigay ng panlabas na suplay ng kuryente, ngunit dahil ang elektron ay nasa rehiyon ng N, kapag walang panlabas na larangan ng kuryente, ang antas ng enerhiya nito ay mas mataas. kaysa sa rehiyon ng P. Ang antas ng elektron ng Valence ay mas mataas kaysa Hal. Kapag naabot nito ang rehiyon ng P at muling pinagsama ang mga butas upang maging mga valence electron sa rehiyon ng P, maglalabas ito ng napakaraming enerhiya. Ang laki ng Eg ay tinutukoy ng materyal mismo at walang kinalaman sa panlabas na electric field. Ang papel na ginagampanan ng panlabas na supply ng kuryente sa elektron ay itulak ito upang lumipat nang direksiyon at pagtagumpayan ang papel ng PN junction.
Ang dami ng init na nabuo ng isang LED ay walang kinalaman sa liwanag na kahusayan; walang kaugnayan sa pagitan ng kung anong porsyento ng kuryente ang gumagawa ng liwanag, at ang natitirang porsyento ng kuryente ay gumagawa ng init. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga konsepto ng heat generation, thermal resistance at junction temperature ng high-power LEDs at ang derivation ng theoretical formula at thermal resistance measurements, maaari nating pag-aralan ang aktwal na disenyo ng packaging, pagsusuri at mga application ng produkto ng high-power LEDs. Dapat tandaan na ang pamamahala ng init ay isang pangunahing isyu sa kasalukuyang yugto ng mababang makinang na kahusayan ng mga produktong LED. Ang pangunahing pagpapabuti ng makinang na kahusayan upang mabawasan ang pagbuo ng enerhiya ng init ay ang ilalim ng takure. Nangangailangan ito ng paggawa ng chip, LED packaging at pagbuo ng produkto ng application. Pag-unlad ng teknolohiya sa lahat ng aspeto.
