ข้อมูลจำเพาะและพารามิเตอร์ของ LED

มีไฟ LED จำนวนมากที่มีรูปร่าง ขนาด กำลังไฟที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม LED แต่ละตัวอยู่เสมอ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับทางเดินของกระแสผ่านทางแยก p-n ในทิศทางไปข้างหน้า ทำให้เกิดการเปล่งแสง (แสงที่มองเห็นได้)

โดยพื้นฐานแล้ว LED ทั้งหมดมีลักษณะทางเทคนิคเฉพาะหลายประการ ไฟฟ้าและแสง ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง คุณสามารถค้นหาคุณสมบัติเหล่านี้ได้ในแผ่นข้อมูล (ในเอกสารทางเทคนิค) สำหรับ LED

ลักษณะทางไฟฟ้าคือ: กระแสไปข้างหน้า, แรงดันตกไปข้างหน้า, แรงดันย้อนกลับสูงสุด, การกระจายกำลังสูงสุด, ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแส พารามิเตอร์ของแสงคือ: ฟลักซ์ส่องสว่าง, ความเข้มของการส่องสว่าง, มุมกระเจิง, สี (หรือความยาวคลื่น), อุณหภูมิสี, ประสิทธิภาพการส่องสว่าง

จัดอันดับกระแสไปข้างหน้า (ถ้า - กระแสไปข้างหน้า)

กระแสไฟไปข้างหน้าที่กำหนดคือกระแสไฟฟ้าเมื่อผ่าน LED นี้ในทิศทางไปข้างหน้า ผู้ผลิตรับประกันพารามิเตอร์แสงพาสปอร์ตของแหล่งกำเนิดแสงนี้กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่คือกระแสการทำงานของ LED ซึ่ง LED จะไม่ไหม้อย่างแน่นอนและจะสามารถทำงานได้ตามปกติตลอดอายุการใช้งาน ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จุดเชื่อมต่อ pn จะไม่พังและจะไม่ร้อนเกินไป

นอกเหนือจากกระแสที่กำหนดแล้วยังมีพารามิเตอร์เช่นกระแสไปข้างหน้าสูงสุด (IFp - กระแสไปข้างหน้าสูงสุด) - กระแสสูงสุดที่สามารถผ่านการเปลี่ยนแปลงโดยพัลส์ระยะเวลา 100 μsเท่านั้นโดยมีรอบการทำงานไม่เกิน DC = 0.1 (ดูแผ่นข้อมูลสำหรับข้อมูลที่แน่นอน) … ในทางทฤษฎี กระแสสูงสุดคือกระแสจำกัดที่คริสตัลสามารถจัดการได้ในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น

ในทางปฏิบัติ ค่าของกระแสไปข้างหน้าที่กำหนดขึ้นอยู่กับขนาดของคริสตัล ประเภทของเซมิคอนดักเตอร์ และแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่ไมโครแอมแปร์ไปจนถึงหลายสิบมิลลิแอมป์ (มากกว่านั้นสำหรับส่วนประกอบ LED ของประเภท COB)

แรงดันตกอย่างต่อเนื่อง (Vf — แรงดันไปข้างหน้า)

แรงดันไฟตกคร่อมทางแยก pn อย่างต่อเนื่องทำให้กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของ LED แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับ LED เพื่อให้ขั้วบวกมีศักย์เป็นบวกเมื่อเทียบกับขั้วลบ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเซมิคอนดักเตอร์ ความยาวคลื่นของรังสีออปติคัล แรงดันตกคร่อมทางแยกก็แตกต่างกันไปเช่นกัน

โดยวิธีการที่คุณสามารถกำหนดโดยแรงดันตกโดยตรง เคมีสารกึ่งตัวนำ… และนี่คือช่วงแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าโดยประมาณสำหรับความยาวคลื่นต่างๆ (สีของไฟ LED):

• LED แกลเลียมอาร์เซไนด์อินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นสูงกว่า 760 นาโนเมตรมีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำกว่า 1.9 V

• สีแดง (เช่น แกลเลียมฟอสไฟด์ — 610 นาโนเมตรถึง 760 นาโนเมตร) — 1.63 ถึง 2.03 V.

• ออเรนจ์ (แกลเลียมฟอสไฟด์ — ตั้งแต่ 590 ถึง 610 นาโนเมตร) — ตั้งแต่ 2.03 ถึง 2.1 V.

• สีเหลือง (แกลเลียมฟอสไฟด์ 570 ถึง 590 นาโนเมตร) — 2.1 ถึง 2.18 V.

• สีเขียว (แกลเลียมฟอสไฟด์ 500 ถึง 570 นาโนเมตร) — 1.9 ถึง 4 V.

• สีน้ำเงิน (สังกะสีซีลีไนด์ 450 ถึง 500 นาโนเมตร) — 2.48 ถึง 3.7 V.

• สีม่วง (อินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ 400 ถึง 450 นาโนเมตร) — 2.76 ถึง 4 V.

• อัลตราไวโอเลต (โบรอนไนไตรด์ 215 นาโนเมตร) — 3.1 ถึง 4.4 V.

• สีขาว (สีน้ำเงินหรือสีม่วงพร้อมสารเรืองแสง) — ประมาณ 3.5 V.

แรงดันย้อนกลับสูงสุด (Vr — แรงดันย้อนกลับ)

แรงดันย้อนกลับสูงสุดของ LED เช่นเดียวกับ LED อื่นๆ คือแรงดันที่เมื่อใช้กับจุดเชื่อมต่อ pn ในขั้วกลับ (เมื่อศักย์แคโทดมากกว่าศักย์แอโนด) คริสตัลจะแตกและ LED ล้มเหลว ยิ่งมีขนาดใหญ่ ไฟ LED บางดวงมีแรงดันย้อนกลับสูงสุดที่ประมาณ 5 V สำหรับชุดประกอบ COB อาจมีมากกว่านั้น และสำหรับ LED แบบอินฟราเรด สามารถมีได้ถึง 1-2 โวลต์

การกระจายพลังงานสูงสุด (Pd — การกระจายพลังงานทั้งหมด)

คุณลักษณะนี้วัดได้ที่อุณหภูมิแวดล้อม 25 °C นี่คือพลังงาน (มักเป็นมิลลิวัตต์) ที่ตัวเรือน LED ยังสามารถกระจายได้อย่างต่อเนื่องและจะไม่ไหม้ มันถูกคำนวณเป็นผลคูณของแรงดันตกโดยกระแสที่ไหลผ่านคริสตัล หากเกินค่านี้ (ผลคูณของแรงดันและกระแส) ในไม่ช้าคริสตัลจะแตก การทำลายด้วยความร้อนจะเกิดขึ้น

ลักษณะกระแส-แรงดัน (VAC - กราฟ)

การพึ่งพาแบบไม่เชิงเส้นของกระแสผ่านทางแยก p-n บนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับทางแยกเรียกว่าลักษณะแรงดันกระแส (ตัวย่อ VAC) ของ LEDการพึ่งพาอาศัยกันนี้แสดงเป็นภาพกราฟิกในแผ่นข้อมูล และจากกราฟที่มีอยู่ คุณสามารถดูได้อย่างง่ายดายว่ากระแสใดที่แรงดันไฟฟ้าใดจะผ่านคริสตัล LED

ลักษณะของลักษณะ I — V ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของผลึก คุณลักษณะ I - V นั้นมีประโยชน์อย่างมากในการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีไฟ LED เพราะมันเป็นไปได้โดยไม่ต้องมีพฤติกรรมของการวัดเชิงปฏิบัติเพื่อค้นหาว่าควรใช้แรงดันไฟฟ้าใดกับ LED เพื่อให้ได้ กระแสที่กำหนด แม้จะใช้คุณสมบัติ I - V ก็ยังสามารถเลือกตัวจำกัดกระแสสำหรับไดโอดได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ความเข้มของการส่องสว่าง, ฟลักซ์การส่องสว่าง

พารามิเตอร์แสง (ออปติคัล) ของ LED วัดได้ที่ขั้นตอนการผลิต ภายใต้สภาวะปกติและที่กระแสเล็กน้อยผ่านทางแยก สันนิษฐานว่าอุณหภูมิโดยรอบคือ 25 ° C ตั้งค่ากระแสที่กำหนดและวัดความเข้มของแสง (เป็น Cd — แคนเดลา) หรือฟลักซ์ส่องสว่าง (เป็น lm — ลูเมน)

ฟลักซ์การส่องสว่างของหนึ่งลูเมนเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นฟลักซ์การส่องสว่างที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดไอโซโทรปิกที่มีความเข้มของการส่องสว่างเท่ากับหนึ่งแคนเดลาในมุมทึบของหนึ่งสเตอเรเดียน

ไฟ LED กระแสต่ำมีลักษณะโดยตรงจากความเข้มของแสงซึ่งระบุเป็นมิลลิแชนเนล แคนเดลาเป็นหน่วยของความเข้มของการส่องสว่าง และหนึ่งแคนเดลาคือความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่ปล่อยรังสีเอกรงค์ที่มีความถี่ 540 × 1012 Hz ซึ่งความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางนั้นคือ 1/683 W / av

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเข้มของแสงจะวัดความเข้มของฟลักซ์แสงในทิศทางหนึ่งๆยิ่งมุมกระเจิงน้อยเท่าใด ความเข้มของแสงของ LED ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้นที่ฟลักซ์แสงเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษมีความเข้มของแสงตั้งแต่ 10 แคนเดลาขึ้นไป

มุมการกระเจิงของ LED (มุมมองภาพ)

คุณลักษณะนี้มักจะอธิบายไว้ในเอกสาร LED ว่า "double theta half Brightness" และวัดเป็นองศา (deg-degrees-degrees) ชื่อเป็นเพียงแค่นั้น เนื่องจาก LED มักจะมีเลนส์โฟกัสและความสว่างไม่สม่ำเสมอตลอดมุมการกระเจิงทั้งหมด

โดยทั่วไป พารามิเตอร์นี้สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 15 ถึง 140 ° ไฟ LED แบบ SMD มีมุมที่กว้างกว่าแบบตะกั่ว ตัวอย่างเช่น 120° สำหรับ LED ในแพ็คเกจ SMD 3528 เป็นเรื่องปกติ

ความยาวคลื่นที่โดดเด่น

วัดเป็นนาโนเมตร ลักษณะเฉพาะของสีของแสงที่ปล่อยออกมาจาก LED ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและองค์ประกอบทางเคมีของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์

รังสีอินฟราเรดมีความยาวคลื่นมากกว่า 760 นาโนเมตร, สีแดง — ตั้งแต่ 610 นาโนเมตรถึง 760 นาโนเมตร, สีเหลือง — ตั้งแต่ 570 ถึง 590 นาโนเมตร, สีม่วง — ตั้งแต่ 400 ถึง 450 นาโนเมตร, อัลตราไวโอเลต — น้อยกว่า 400 นาโนเมตร แสงสีขาวถูกเปล่งออกมาโดยใช้สารเรืองแสงอัลตราไวโอเลต ไวโอเลต หรือสีน้ำเงิน

อุณหภูมิสี (CCT - อุณหภูมิสี)

คุณลักษณะนี้ระบุไว้ในเอกสารประกอบสำหรับไฟ LED สีขาวและวัดเป็นเคลวิน (K) สีขาวนวล (ประมาณ 6000K), สีขาวนวล (ประมาณ 3000K), สีขาว (ประมาณ 4500K) — แสดงเฉดสีของแสงสีขาวได้อย่างถูกต้อง

การแสดงสีจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสี และสีขาวจะถูกรับรู้โดยบุคคลที่มีอุณหภูมิสีต่างกันในรูปแบบต่างๆ แสงอุ่นสบายกว่า ดีกว่าสำหรับบ้าน แสงเย็นเหมาะสำหรับพื้นที่สาธารณะมากกว่า

ประสิทธิภาพแสง

สำหรับ LED ที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับการให้แสงสว่าง คุณลักษณะนี้อยู่ในพื้นที่ 100 lm / W แหล่งกำเนิดแสง LED รุ่นที่ทรงพลังนั้นเหนือกว่าหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (CFL) ถึง 150 lm / W หรือมากกว่านั้น เมื่อเทียบกับหลอดไส้ หลอด LED มีประสิทธิภาพแสงดีกว่าถึง 5 เท่า

โดยพื้นฐานแล้ว ประสิทธิภาพของแสงเป็นตัวเลขบ่งชี้ว่าแหล่งกำเนิดแสงมีประสิทธิภาพเพียงใดในแง่ของการใช้พลังงาน: ต้องใช้กี่วัตต์ในการผลิตแสงในปริมาณที่กำหนด — จำนวนลูเมนคือวัตต์

อุปกรณ์และหลักการทำงานของ LED

เหตุใดจึงต้องเชื่อมต่อ LED ผ่านตัวต้านทาน

อนาคตของการพัฒนาเทคโนโลยี LED สีขาว