Especificacions i paràmetres dels LED

Hi ha molts LED de diferents formes, mides i potències. Tanmateix, cada LED sempre ho és dispositiu semiconductor, que es basa en el pas del corrent per la unió p-n en direcció cap endavant, provocant emissió òptica (llum visible).

Bàsicament, tots els LED es caracteritzen per una sèrie de característiques tècniques específiques, elèctriques i lluminoses, de les quals parlarem més endavant. Podeu trobar aquestes característiques a la fitxa tècnica (a la documentació tècnica) del LED.

Les característiques elèctriques són: corrent directe, caiguda de tensió directa, tensió inversa màxima, dissipació de potència màxima, característica corrent-tensió. Els paràmetres de la llum són: flux lluminós, intensitat lluminosa, angle de dispersió, color (o longitud d'ona), temperatura de color, eficiència lluminosa.

Corrent nominal directe (Si — corrent directe)

El corrent nominal nominal és el corrent quan passa per aquest LED en la direcció cap endavant, el fabricant garanteix els paràmetres de llum de passaport d'aquesta font de llum.En altres paraules, aquest és el corrent de funcionament del LED, en el qual definitivament el LED no es cremarà i podrà funcionar amb normalitat durant tota la seva vida útil. En aquestes condicions, la unió pn no es trencarà i no es sobreescalfarà.

A més del corrent nominal, hi ha un paràmetre com ara el pic de corrent directe (Ifp - pic de corrent directe) - el corrent màxim que només es pot passar per la transició per polsos de 100 μs de durada amb un cicle de treball de no més de DC = 0,1 (vegeu el full de dades per a dades exactes) ... En teoria, el corrent màxim és el corrent límit que el cristall només pot manejar durant un curt període de temps.

A la pràctica, el valor del corrent nominal directe depèn de la mida del cristall, del tipus de semiconductor i varia des d'uns pocs microamperes fins a desenes de mil·liamperes (encara més per a conjunts LED del tipus COB).

Caiguda de tensió contínua (Vf — Tensió directa)

Una caiguda de tensió sostinguda a la unió pn causant el corrent nominal del LED. S'aplica una tensió al LED de manera que l'ànode estigui a un potencial positiu respecte al càtode. Depenent de la composició química del semiconductor, la longitud d'ona de la radiació òptica, les caigudes de tensió directe a través de la unió també difereixen.

Per cert, per la caiguda de tensió directa es pot determinar química dels semiconductors... I aquí hi ha els rangs aproximats de caiguda de tensió directa per a diferents longituds d'ona (colors de llum LED):

• Els LED d'arsenur de gal·li infrarojos amb longituds d'ona superiors a 760 nm tenen una caiguda de tensió característica de menys d'1,9 V.

• Vermell (p. ex. fosfur de gal·li - 610 nm a 760 nm) - 1,63 a 2,03 V.

• Taronja (fosfur de gal·li - de 590 a 610 nm) - de 2,03 a 2,1 V.

• Groc (fosfur de gal·li, 570 a 590 nm) - 2,1 a 2,18 V.

• Verd (fosfur de gal·li, 500 a 570 nm) - 1,9 a 4 V.

• Blau (selenur de zinc, 450 a 500 nm) - 2,48 a 3,7 V.

• Violeta (nitrur d'indi gal·li, 400 a 450 nm) - 2,76 a 4 V.

• Ultraviolada (nitrur de bor, 215 nm) - 3,1 a 4,4 V.

• Blanc (blau o morat amb fòsfor) - uns 3,5 V.

Tensió inversa màxima (Vr — Tensió inversa)

La tensió inversa màxima d'un LED, com qualsevol LED, és una tensió que, quan s'aplica a una unió pn en polaritat inversa (quan el potencial del càtode és més gran que el potencial de l'ànode), el cristall es trenca i el LED falla. alguns LED tenen una tensió inversa màxima d'uns 5 V. Per als conjunts COB, encara més, i per als LED infrarojos, pot ser de fins a 1-2 volts.

Dissipació de potència màxima (Pd — Dissipació de potència total)

Aquesta característica es mesura a una temperatura ambient de 25 ° C. Aquesta és la potència (sovint en mW) que la carcassa del LED encara pot dissipar contínuament i no es cremarà. Es calcula com el producte de la caiguda de tensió pel corrent que circula pel cristall. Si se supera aquest valor (producte de tensió i corrent), molt aviat el cristall es trencarà, es produirà la seva destrucció tèrmica.

Característica de corrent-tensió (VAC - Gràfic)

La dependència no lineal del corrent a través de la unió p-n de la tensió aplicada a la unió s'anomena característica de corrent-tensió (abreujat VAC) del LED.Aquesta dependència es mostra gràficament al full de dades i, a partir del gràfic disponible, podeu veure molt fàcilment quin corrent a quina tensió passarà pel cristall LED.

La naturalesa de la característica I — V depèn de la composició química del cristall. La característica I — V resulta ser molt útil en el disseny de dispositius electrònics amb LED, perquè gràcies a ella és possible, sense el comportament de mesures pràctiques, esbrinar quina tensió s'ha d'aplicar al LED per tal d'obtenir un corrent donat. Fins i tot amb l'ajuda de la característica I — V, és possible triar amb més precisió un limitador de corrent per al díode.

Intensitat lluminosa, flux lluminós

Els paràmetres de llum (òptics) dels LED es mesuren en l'etapa de la seva producció, en condicions normals i al corrent nominal a través de la unió. Se suposa que la temperatura ambient és de 25 ° C, s'estableix el corrent nominal i es mesura la intensitat de la llum (en Cd - candela) o el flux lluminós (en lm - lumen).

El flux lluminós d'un lumen s'entén com el flux lluminós emès per una font isòtropa puntual amb una intensitat lluminosa igual a una candela en un angle sòlid d'un esteradian.

Els LED de baixa intensitat es caracteritzen directament per la intensitat de la llum, que s'indica en milicanals. Una candela és una unitat d'intensitat lluminosa, i una candela és la intensitat lluminosa en una direcció determinada d'una font que emet radiació monocromàtica amb una freqüència de 540 × 1012 Hz, la intensitat lluminosa de la qual en aquesta direcció és 1/683 W/av.

En altres paraules, la intensitat de la llum quantifica la intensitat del flux de llum en una direcció determinada.Com més petit sigui l'angle de dispersió, més gran serà la intensitat de la llum del LED amb el mateix flux de llum. Per exemple, els LED ultrabrillants tenen una intensitat de llum de 10 candeles o més.

Angle de dispersió del LED (angle de visió)

Aquesta característica es descriu sovint a la documentació LED com a "doble theta mitja brillantor" i es mesura en graus (graus-graus-graus). El nom és només aquest, perquè el LED sol tenir una lent d'enfocament i la brillantor no és uniforme en tot l'angle de dispersió.

En general, aquest paràmetre pot estar en el rang de 15 a 140 °. Els LED SMD tenen un angle més ampli que els de plom. Per exemple, 120° per a un LED en un paquet SMD 3528 és normal.

Longitud d'ona dominant

Mesurada en nanòmetres. Caracteritza el color de la llum emesa pel LED, que al seu torn depèn de la longitud d'ona i de la composició química del cristall semiconductor.

La radiació infraroja té una longitud d'ona superior a 760 nm, vermella - de 610 nm a 760 nm, groc - de 570 a 590 nm, violeta - de 400 a 450 nm, ultraviolada - inferior a 400 nm. La llum blanca s'emet mitjançant fòsfors ultraviolats, violetes o blaus.

Temperatura de color (CCT - Temperatura de color)

Aquesta característica s'especifica a la documentació per als LED blancs i es mesura en Kelvin (K). Blanc fred (uns 6000K), blanc càlid (uns 3000K), blanc (uns 4500K): mostra amb precisió l'ombra de la llum blanca.

Depenent de la temperatura del color, la representació del color serà diferent, i el blanc és percebut per una persona amb diferents temperatures de color de diferents maneres. La llum càlida és més còmoda, millor per a la llar, la llum freda és més adequada per a espais públics.

Eficiència lumínica

Per als LED que s'utilitzen avui dia per a il·luminació, aquesta característica es troba al voltant dels 100 lm/W. Els models potents de fonts de llum LED han superat les làmpades fluorescents compactes (CFL), arribant als 150 lm/W o més. En comparació amb les làmpades incandescents, els LED són més de 5 vegades millors en eficiència lumínica.

Bàsicament, l'eficiència lumínica indica numèricament l'eficiència d'una font de llum en termes de consum d'energia: quants watts es necessiten per produir una certa quantitat de llum, quants lúmens són watts.

El dispositiu i principi de funcionament del LED

Per què s'ha de connectar el LED mitjançant una resistència

Perspectives per al desenvolupament de la tecnologia LED blanc