Penyebab Timbulnya Panas LED
Seperti sumber cahaya konvensional, dioda pemancar semikonduktor (LED) juga menghasilkan panas selama pengoperasian, bergantung pada efisiensi cahaya secara keseluruhan. Di bawah pengaruh energi listrik yang diterapkan, radiasi elektron dan lubang bergabung kembali untuk menghasilkan elektroluminesensi, dan cahaya yang dipancarkan di dekat sambungan PN harus melewati media semikonduktor dan media pengepakan chip itu sendiri untuk mencapai bagian luar (udara). Efisiensi injeksi arus komprehensif, efisiensi kuantum pendaran radiasi, efisiensi ekstraksi cahaya eksternal chip, dll., hanya 30-40% energi masukan terakhir yang menjadi energi cahaya, dan 60-70% sisanya energinya terutama terjadi di non- radiasi bentuk kompleks panas konversi getaran dot-matrix.
Peningkatan suhu chip akan meningkatkan kompleks non-radiasi, yang selanjutnya melemahkan efisiensi cahaya. Karena orang secara subyektif berpikir bahwa LED berdaya tinggi tidak menghasilkan panas, pada kenyataannya memang demikian. Panas yang banyak dengan mudah menimbulkan banyak masalah saat digunakan. Selain itu, banyak orang yang baru pertama kali menggunakan LED berdaya tinggi dan tidak memahami cara mengatasi masalah termal secara efektif, sehingga keandalan produksi menjadi masalah utama. Berikut beberapa pertanyaan yang perlu kita pikirkan: Apakah LED menghasilkan panas? Berapa banyak panas yang dapat dihasilkannya? Berapa banyak panas yang dihasilkan LED?
Di bawah tegangan maju LED, elektron memperoleh energi dari catu daya. Di bawah penggerak medan listrik, medan listrik pada sambungan PN diatasi, dan terjadi transisi dari daerah N ke daerah P. Elektron ini bergabung kembali dengan lubang di wilayah P. Karena elektron bebas yang masuk ke daerah P memiliki energi lebih tinggi daripada elektron valensi di daerah P, elektron kembali ke keadaan energi rendah selama rekombinasi, dan kelebihan energi dilepaskan dalam bentuk foton. Panjang gelombang foton yang dipancarkan berhubungan dengan perbedaan energi Misalnya. Terlihat bahwa area pemancar cahaya sebagian besar berada di dekat sambungan PN, dan emisi cahaya merupakan hasil energi yang dilepaskan oleh rekombinasi elektron dan lubang. Dalam dioda semikonduktor, elektron akan menemui hambatan sepanjang perjalanan dari zona semikonduktor ke zona semikonduktor. Secara sederhana dari prinsipnya, struktur fisik dioda semikonduktor secara sederhana dari prinsipnya, jumlah elektron yang dipancarkan dari elektroda negatif dan jumlah elektron yang dikembalikan ke elektroda positif dioda semikonduktor adalah sama. Dioda biasa, ketika terjadi rekombinasi pasangan elektron-lubang, karena faktor perbedaan tingkat energi Misalnya, spektrum foton yang dilepaskan tidak berada dalam kisaran tampak.
Dalam perjalanannya ke dalam dioda, elektron mengkonsumsi daya karena adanya hambatan. Daya yang dikonsumsi sesuai dengan hukum dasar elektronik:
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
Catatan: RN adalah daya tahan tubuh zona N
VTH adalah tegangan penyalaan sambungan PN
RP adalah resistensi terbesar di wilayah P
Panas yang dihasilkan oleh daya yang dikonsumsi adalah:
Q = Pt
Dimana: t adalah waktu dioda diberi energi.
Intinya, LED masih berupa dioda semikonduktor. Oleh karena itu, ketika LED bekerja ke arah depan, proses kerjanya sesuai dengan uraian di atas. Daya listrik yang dikonsumsi adalah:
P LED = U LED × I LED
Dimana: U LED adalah tegangan maju pada sumber cahaya LED
I LED adalah arus yang mengalir melalui LED
Tenaga listrik yang dikonsumsi diubah menjadi panas dan dilepaskan:
Q＝P LED × t
Catatan: t adalah waktu penyalaan
Faktanya, energi yang dilepaskan ketika elektron bergabung kembali dengan lubang di daerah P tidak secara langsung disediakan oleh catu daya eksternal, tetapi karena elektron berada di daerah N, ketika tidak ada medan listrik eksternal, maka tingkat energinya lebih tinggi. dibandingkan wilayah P. Tingkat elektron valensi lebih tinggi dari Misalnya. Ketika mencapai daerah P dan bergabung kembali dengan lubang menjadi elektron valensi di daerah P, ia akan melepaskan energi yang sangat besar. Besar kecilnya Eg ditentukan oleh bahan itu sendiri dan tidak ada hubungannya dengan medan listrik luar. Peran catu daya eksternal ke elektron adalah mendorongnya agar bergerak terarah dan mengatasi peran sambungan PN.
Jumlah panas yang dihasilkan oleh LED tidak ada hubungannya dengan efisiensi cahaya; tidak ada hubungan antara berapa persentase daya listrik yang menghasilkan cahaya, dan persentase sisa daya listrik yang menghasilkan panas. Melalui pemahaman konsep pembangkitan panas, ketahanan termal, dan suhu sambungan LED berdaya tinggi serta turunan rumus teoretis dan pengukuran ketahanan termal, kita dapat mempelajari desain kemasan aktual, evaluasi, dan aplikasi produk LED berdaya tinggi. Perlu dicatat bahwa manajemen panas adalah masalah utama pada tahap rendahnya efisiensi cahaya pada produk LED saat ini. Meningkatkan efisiensi cahaya secara mendasar untuk mengurangi pembangkitan energi panas adalah bagian bawah ketel. Hal ini memerlukan pembuatan chip, pengemasan LED, dan pengembangan produk aplikasi. Kemajuan teknologi di segala aspek.
