Незважаючи на існуюче різноманіття світлодіодів, що відрізняються формою і призначенням, всі вони створені з напівпровідникового кристала і мають загальний принцип дії. Значить, їх робота заснована на одних і тих же технічних характеристиках, серед яких виділяють вхідні і вихідні параметри світлодіодів.
вхідні параметри
Технічні характеристики світлодіодів, які впливають на його роботу, умовно називають вхідними. Мова йде про пряме (зворотному) струмі і напрузі і їх графічної залежності.
прямий струм
Технічним параметром №1 будь-якого світлодіода є висока напруга, яка в прямому напрямку через p-n-перехід. Номінальний (робочий) струм - це струм, при якому виробник гарантує заявлену яскравість протягом усього терміну експлуатації. Також вказується максимальний струм, перевищення якого веде до електричного пробою. Для деяких модифікацій номінальний прямий струм теоретично дорівнює максимальному. У таких випадках рекомендується експлуатувати світлодіод на 90-95% від номінального значення. Величина робочого струму в чому залежить від розміру кристала і режиму роботи. Наприклад, ток органічного світлодіода, використовуваного для формування OLED матриць, не перевищує декількох мікроампер. І, навпаки, кристал потужністю 1 Вт споживає близько 0,35 А.
Падіння напруги
Під цим параметром прийнято розуміти пряме падіння напруги при протіканні через p-n-перехід номінального струму. Його значення залежить від хімічного складу напівпровідника (кольору світіння). Найменшим прямим напругою мають інфрачервоні діоди (близько 1,9В), а найбільшим ультрафіолетові (від 3,1 до 4,4В). Найчастіше в паспорті вказують діапазон можливих значень.
Зворотна напруга
Під максимальним зворотною напругою розуміють напругу зворотної полярності, що прикладається до p-n-переходу, при перевищенні якого відбувається електричний пробій і, як наслідок, вихід з ладу напівпровідникового приладу. Для превалюючою частини світлодіодів його значення становить 5В. Серед випромінюючих діодів ІЧ-діапазону чимало приладів з допустимим зворотним напругою 1 або 2 вольта.
потужність розсіювання
Потужність, що розсіюється корпусом, визначається як добуток максимального струму і прямого напруги і вказує на найбільшу кількість енергії, яку здатний ефективно розсіювати світлодіод протягом тривалого часу. При перевищенні паспортного значення в кристалі напівпровідника виникає електричний або тепловий пробій.
Вольтамперная характеристика світлодіода є графічною залежність прямого струму від прикладається прямого напруги. За допомогою цього технічного параметра можна легко дізнатися падіння напруги на світлодіоді при завданні струму певної величини без проведення лабораторних досліджень. ВАХ допомагає зробити теоретичні розрахунки майбутньої електричного кола.
вихідні параметри
Під вихідними параметрами на увазі характеристики світлодіодів, виміряні при певних умовах. Замір вихідних параметрів виробляють на номінальному струмі і температурі навколишнього середовища, рівній 25 ° C.
Світловий потік і сила світла
Оптичні характеристики світлодіода висловлюють у вигляді світлового потоку і сили світла. Світловий потік (лм) - це кількість світлової енергії (видиме світло), випромінюваної кристалом і яку переносять на поверхню за одиницю часу. Для слабкострумових світлодіодів з розсіює лінзою зазвичай вказують силу світла (кд). Її фізичний зміст полягає у ставленні світлового потоку до кута, всередині якого поширюється випромінювання. Іншими словами, сила світла - це інтенсивність світлового потоку в певному напрямку. Звідси випливає, що світлодіод з меншим кутом випромінювання має більшу силу світла при однаковому світловому потоці. Сучасні 5 мм світлодіоди високої яскравості здатні видавати до 15 кд.
кут випромінювання
У різних джерелах можна зустріти назви: «видимий кут», «кут розсіювання». З фізичної точки зору його правильно називати «Подвійний кут половинній яскравості» і позначати - «2Q1 / 2». Подвійний кут половинній яскравості притаманний тільки приладів, які мають фокусуються лінзу, і залежить від форми корпусу. Він може мати значення в межах 15-140 °. Білі світлодіоди, призначені для smt монтажу, і матриці на їх основі характеризуються широким кутом випромінювання - 115-140 °.
Колір випромінювання і довжина хвилі
Залежно від типу напівпровідникового матеріалу світлодіод випромінює світло в певному хвильовому діапазоні. Наприклад, зеленого кольору відповідає діапазон довжин від 500 до 570 нм. При цьому прилад з λ = 500-520 нм має салатний відтінок, а з λ = 550-570 нм - бірюзовий відтінок. Білий світлодіод випромінює в ультрафіолетовому або в широкому спектрі з подальшим виділенням білого світла за допомогою люмінофора. ІК і УФ діоди працюють в невидимій зоні спектра. Тому в їх маркуванні вказується робоча довжина хвилі.
кольорова температура
Цей параметр притаманний виключно білим светодиодам. Колірна температура вказує на відтінок, який отримують предмети, освітлювані в даному світлі. Умовно весь білий світ поділяють на теплий, нейтральний і холодний і вимірюють його в градусах Кельвіна. Світло від світлодіодів з однаковою колірною температурою може сприйматися по-різному, що пояснюється їх різним коефіцієнтом передачі кольору. Більш докладно про це написано тут.
світлова віддача
Цей параметр показує, яка кількість світлового потоку випромінює світлодіод на одиницю спожитої потужності і вимірюється в лм / Вт. Светоотдача є своєрідним коефіцієнтом корисної дії світлодіода. За цим показником потужні світлодіоди вже перевершили газорозрядні лампи, переступивши рубіж в 150 лм / Вт. Серійно випускаються світлодіоди мають світловіддачу близько 100 лм / Вт. Світлова віддача світлодіодних ламп на 220В в 5-7 разів більше, ніж у ламп розжарювання.
інерційність
Таке поняття як «інерційність» часто відсутній в datasheet на світлодіоди. Загальноприйнято вважати, що вони миттєво включаються і відключаються, тобто є безінерційні. Насправді затримка при перемиканні може досягати декількох нс. Для вітчизняних ІК випромінюючих діодів інерційність вказують у вигляді часу наростання і спаду випромінює імпульсу. Ці тимчасові інтервали коливаються в межах одиниць-сотень наносекунд і впливають на роботу в високочастотному імпульсному режимі.
додаткові характеристики
Крім основних технічних параметрів, при проектуванні світлодіодних світильників потрібно враховувати ще кілька додаткових факторів, таких як вплив температури і різних коефіцієнтів.
температурна залежність
Тривала і стабільна робота випромінює діода багато в чому залежить від ефективного відводу тепла від кристала. У зв'язку з цим у потужних світлодіодів має бути низький тепловий опір переходу кристал-підкладка. Наприклад, SMD 5730 і SMD 3014 мають всього 4 ° C / Вт, що є досягненням сучасних технологій.
- максимальна температура p-n-переходу (температура кристала), яка для SMD приладів може досягати 130 ° C;
- температурний діапазон, при якому допускається експлуатація;
- температурний діапазон, при якому можна зберігати напівпровідниковий прилад;
- температурно-часовий графік пайки SMD світлодіодів.
Світлодіодний бін є неподільну область на діаграмі кольоровості, умовно виражену в цифробуквене коді. Необхідність біновкі білих світлодіодів викликана похибкою, що допускається в процесі їх виготовлення. Бін-код дозволяє максимально точно вказати відтінок білого світла приладів, що мають однакову колірну температуру і коефіцієнт передачі кольору. Даний параметр враховують виробники світильників високої якості.
- Типи, види і маркування автомобільних ламп
- Характеристики та найбільші виробники потужних світлодіодів для ліхтариків
- Світлодіодні (LED) лампи filament
