Introducción a los parámetros básicos del chip de lámpara LED
Como dispositivo de unión P-N electroluminiscente, las características del LED se pueden describir mediante los parámetros eléctricos de la unión P-N y los parámetros ópticos de un dispositivo emisor de luz.
1. La característica voltio-amperio es un parámetro importante que describe un dispositivo de unión P-N. Es un indicador importante del rendimiento de la unión P-N y la calidad del proceso de fabricación de la unión P-N. La llamada característica voltio-amperio es la característica de que la corriente que fluye a través de la unión P-N cambia con el voltaje, que se puede mostrar vívidamente en el osciloscopio.
Una curva completa de voltio-amperios incluye características hacia adelante y hacia atrás. Generalmente, la curva característica inversa cambia abruptamente, y cuando el voltaje excede un cierto umbral, la corriente aumentará exponencialmente. En general, se pueden usar tres parámetros de voltaje de ruptura inversa, corriente inversa y voltaje directo para describir la curva característica voltio-amperio. El voltaje directo VF se refiere a la caída de voltaje entre los dos terminales del dispositivo bajo la corriente delantera nominal. Esto no solo está relacionado con el espacio de banda del material, sino que también indica la resistencia al volumen y la resistencia de contacto óhmica de la unión P-N. El tamaño del VF refleja los pros y los contras de la producción de electrodos hasta cierto punto. En relación con una corriente de avance de 20 mA, el valor vf de los LED rojo-amarillos es de aproximadamente 2 voltios, mientras que el valor VF de los dispositivos LED azul-verdes basados en GaN suele ser superior a 3 voltios. La corriente de fuga inversa IR se refiere al valor de corriente inversa que fluye a través del dispositivo bajo un voltaje inverso dado. La magnitud de este valor es muy sensible a la calidad del dispositivo. Normalmente, bajo un voltaje inverso de 5 voltios, la corriente de fuga inversa no debe ser más de 10 microamperios. El IR excesivo indica características de unión deficientes. El voltaje de ruptura inversa significa que cuando el voltaje inverso es mayor que un cierto valor, la corriente de fuga inversa aumentará bruscamente, reflejando las características de voltaje de resistencia inversa del dispositivo. Para un dispositivo específico, el estándar para la magnitud de la corriente de fuga es diferente. En circunstancias más estrictas, se requiere que la corriente de fuga inversa no sea más de 10 microamperios bajo el voltaje especificado.
En segundo lugar, además de las características eléctricas, se deben utilizar una serie de parámetros ópticos para describir el rendimiento de los dispositivos LED, entre los cuales los parámetros más importantes son la longitud de onda máxima y la intensidad de la luz del dispositivo. La luz visible pertenece a la categoría de ondas electromagnéticas, y las longitudes de onda generalmente se pueden usar para expresar lo que el ojo humano puede sentir. La energía de radiación de la luz visible generalmente tiene un rango de longitud de onda de 380nm-760nm. Cuanto más larga sea la longitud de onda, menor será la energía de los fotones correspondiente y más rojo será el color de la luz. Cuando la longitud de onda del fotón se acorta, la luz cambiará gradualmente de rojo a amarillo, luego se vuelve verde a azul, hasta que se vuelve púrpura. Para un dispositivo LED, la luz emitida se expandirá en el pico λP, y su longitud de onda de ancho medio suele ser de 10-30nm. Cuanto menor sea el ancho medio, más puro será el material del dispositivo LED, más uniforme será el rendimiento y la integridad del cristal. Cuanto mejor sea el sexo. La intensidad de la luz es otro parámetro importante para medir el rendimiento de los LED, generalmente representado por la letra Iv. La definición de intensidad de luz es que en una dirección dada, la luz tiene 1 corriente por unidad de ángulo sólido.
La luz de brillante es 1 candela, y su unidad se expresa por candela (cd). La relación se puede caracterizar por la fórmula (6-1):
Iv=dφ/dΩ (6-1)
En la fórmula, la unidad de φ es lúmenes, la unidad de Iv es cd y dΩ es la unidad de ángulo sólido, y la unidad es grado. La intensidad de luz normal de un chip LED ultra brillante es generalmente entre 30-120mcd. Después de ser empaquetado en un dispositivo, su intensidad de luz normal suele ser superior a 1cd.
El flujo luminoso es un parámetro más objetivo para juzgar la eficiencia luminosa de los LED. Representa la cantidad de energía lumínrica emitida por el cuerpo electroluminiscente en una unidad de tiempo, en lúmenes (lm). En general, la eficiencia luminosa de las lámparas incandescentes y fluorescentes es de 15lm/w y 60lm/w respectivamente. Cuanto mayor sea la potencia de la bombilla, mayor será el flujo luminoso. Para un dispositivo LED de alto rendimiento, la eficiencia luminosa es de 20lm / w, y el nivel de laboratorio puede alcanzar los 100lm / w. Para que los dispositivos LED se utilicen para iluminar más rápido, la eficiencia luminosa de los dispositivos LED debe mejorarse aún más. Se estima que después de 10 años, la eficiencia luminosa de los LED puede alcanzar los 200lm/w. Para entonces, la humanidad marcará el comienzo de una nueva era en la que las fuentes de luz de estado sólido reemplazarán por completo a las fuentes de luz tradicionales.
