מפרטים ופרמטרים של נוריות

ישנן נוריות LED רבות בצורות, גדלים, כוחות שונים. עם זאת, כל LED תמיד מכשיר מוליכים למחצה, אשר מבוסס על מעבר זרם דרך צומת p-n בכיוון קדימה, הגורם לפליטת אופטית (אור נראה).

בעיקרון, כל נוריות הלד מאופיינות במספר מאפיינים טכניים ספציפיים, חשמליים ואור, עליהם נדבר בהמשך. אתה יכול למצוא את המאפיינים האלה בגיליון הנתונים (בתיעוד הטכני) של ה-LED.

המאפיינים החשמליים הם: זרם קדימה, ירידת מתח קדימה, מתח הפוך מקסימלי, פיזור הספק מקסימלי, מאפיין זרם-מתח. הפרמטרים של האור הם: שטף אור, עוצמת אור, זווית פיזור, צבע (או אורך גל), טמפרטורת צבע, יעילות האור.

זרם מדורג קדימה (אם - זרם קדימה)

הזרם המדורג קדימה הוא הזרם כשהוא עובר דרך LED זה בכיוון קדימה, היצרן מבטיח את פרמטרי אור הדרכון של מקור אור זה.במילים אחרות, זהו זרם ההפעלה של ה-LED, שבו ה-LED בהחלט לא יישרף ויוכל לעבוד כרגיל לאורך חיי השירות שלו. בתנאים אלה, צומת pn לא יתקלקל ולא יתחמם יתר על המידה.

בנוסף לזרם המדורג, קיים פרמטר כמו זרם שיא קדימה (Ifp - זרם שיא קדימה) - הזרם המקסימלי שניתן להעביר במעבר רק על ידי פולסים של 100 מיקרומטרים עם מחזור עבודה של לא יותר מ DC = 0.1 (ראה גליון נתונים לנתונים מדויקים) … בתיאוריה, הזרם המרבי הוא הזרם המגביל שהגביש יכול להתמודד איתו רק לזמן קצר.

בפועל, ערכו של הזרם הנומינלי קדימה תלוי בגודל הגביש, בסוג המוליך למחצה ומשתנה בין כמה מיקרואמפר לעשרות מיליאמפר (אפילו יותר עבור מכלולי LED מסוג COB).

נפילת מתח מתמשכת (Vf - מתח קדימה)

נפילת מתח מתמשכת על פני צומת pn הגורמת לזרם הנקוב של הנורית. מתח מופעל על LED כך שהאנודה נמצאת בפוטנציאל חיובי ביחס לקתודה. בהתאם להרכב הכימי של המוליך למחצה, אורך הגל של הקרינה האופטית, נפילות המתח הישר על פני הצומת גם הן שונות.

אגב, לפי מפל המתח הישיר אתה יכול לקבוע כימיה של מוליכים למחצה... והנה טווחי נפילת המתח הקדמיים המשוערים עבור אורכי גל שונים (צבעי אור LED):

• נוריות אינפרא אדום גליום ארסניד עם אורכי גל מעל 760 ננומטר בעלות נפילת מתח אופיינית של פחות מ-1.9 וולט.

• אדום (למשל גליום פוספיד - 610 ננומטר עד 760 ננומטר) - 1.63 עד 2.03 V.

• כתום (גליום פוספיד - מ-590 עד 610 ננומטר) - מ-2.03 עד 2.1 V.

• צהוב (גליום פוספיד, 570 עד 590 ננומטר) - 2.1 עד 2.18 וולט.

• ירוק (גליום פוספיד, 500 עד 570 ננומטר) - 1.9 עד 4 וולט.

• כחול (סלניד אבץ, 450 עד 500 ננומטר) - 2.48 עד 3.7 וולט.

• ויולט (אינדיום גליום ניטריד, 400 עד 450 ננומטר) - 2.76 עד 4 וולט.

• אולטרה סגול (בורון ניטריד, 215 ננומטר) - 3.1 עד 4.4 וולט.

• לבן (כחול או סגול עם זרחן) - בערך 3.5 V.

מתח הפוך מרבי (Vr - מתח הפוך)

המתח ההפוך המקסימלי של נורית, כמו כל לד, הוא מתח שכאשר מופעל על צומת pn בקוטביות הפוכה (כאשר פוטנציאל הקתודה גדול מפוטנציאל האנודה), הקריסטל מתקלקל וה-LED נכשל. לחלק מהנוריות יש מתח הפוך מרבי של כ-5 V. עבור מכלולי COB, אפילו יותר, ועבור נוריות אינפרא אדום, זה יכול להיות עד 1-2 וולט.

פיזור כוח מרבי (Pd - פיזור כוח כולל)

מאפיין זה נמדד בטמפרטורת סביבה של 25 מעלות צלזיוס. זהו ההספק (לעתים קרובות ב-mW) שדיור ה-LED עדיין יכול להתפוגג ברציפות ולא ישרף. זה מחושב כמכפלת ירידת המתח על ידי הזרם הזורם דרך הגביש. אם חריגה מערך זה (המכפלה של מתח וזרם), בקרוב מאוד הגביש ישבר, הרס תרמי שלו יתרחש.

מאפיין מתח זרם (VAC - גרף)

התלות הלא ליניארית של הזרם דרך צומת p-n במתח המופעל על הצומת נקראת מאפיין הזרם-מתח (בקיצור VAC) של הנורית.תלות זו מתוארת בצורה גרפית בגיליון הנתונים, ומהגרף הזמין ניתן לראות בקלות רבה איזה זרם באיזה מתח יעבור דרך גביש ה-LED.

אופי המאפיין I - V תלוי בהרכב הכימי של הגביש. מאפיין I - V מתברר כיעיל מאוד בתכנון של מכשירים אלקטרוניים עם נוריות, מכיוון שבזכותו ניתן, ללא התנהגות של מדידות מעשיות, לגלות איזה מתח יש להפעיל על ה-LED כדי לקבל זרם נתון. אפילו בעזרת המאפיין I - V, ניתן לבחור בצורה מדויקת יותר מגביל זרם עבור הדיודה.

עוצמת הארה, שטף האור

פרמטרים אור (אופטי) של נוריות נמדדים בשלב הייצור שלהם, בתנאים רגילים ובזרם הנומינלי דרך הצומת. ההנחה היא שטמפרטורת הסביבה היא 25 מעלות צלזיוס, הזרם הנומינלי נקבע ונמדדת עוצמת האור (ב-Cd - קנדלה) או שטף האור (ב-lm - לומן).

שטף האור של לומן אחד מובן כשטף האור הנפלט ממקור איזוטרופי נקודתי עם עוצמת אור השווה לקנדלה אחת בזווית מוצקה של סטרדיאן אחד.

נורות LED עם זרם נמוך מאופיינות ישירות בעוצמת האור, המצוינת במילי-ערוצים. קנדלה היא יחידה של עוצמת האור, וקנדלה אחת היא עוצמת האור בכיוון נתון של מקור הפולט קרינה מונוכרומטית בתדר של 540 × 1012 הרץ, שעוצמת האור שלו בכיוון זה היא 1/683 W/av.

במילים אחרות, עוצמת האור מכמתת את עוצמת שטף האור בכיוון מסוים.ככל שזווית הפיזור קטנה יותר, כך עוצמת האור של ה-LED גדולה יותר באותה שטף אור. לדוגמה, לדים בהירים במיוחד יש עוצמת אור של 10 קנדלות או יותר.

זווית פיזור LED (זווית ראייה)

מאפיין זה מתואר לעתים קרובות בתיעוד LED כ"בהירות חצי תטא כפולה" ונמדד במעלות (מעלות-מעלות-מעלות). השם הוא בדיוק זה, כי לרוב יש ללד עדשת מיקוד והבהירות אינה אחידה על פני כל זווית הפיזור.

באופן כללי, פרמטר זה יכול להיות בטווח שבין 15 ל-140 מעלות. לנורות SMD יש זווית רחבה יותר מאלו של עופרת. לדוגמה, 120° עבור LED בחבילת SMD 3528 זה נורמלי.

אורך גל דומיננטי

נמדד בננומטרים. הוא מאפיין את צבע האור הנפלט מה-LED, אשר בתורו תלוי באורך הגל ובהרכב הכימי של הגביש המוליך למחצה.

לקרינת אינפרא אדום יש אורך גל גדול מ-760 ננומטר, אדום - מ-610 ננומטר ל-760 ננומטר, צהוב - מ-570 עד 590 ננומטר, סגול - מ-400 עד 450 ננומטר, אולטרה סגול - פחות מ-400 ננומטר. אור לבן נפלט באמצעות זרחן אולטרה סגול, סגול או כחול.

טמפרטורת צבע (CCT - טמפרטורת צבע)

מאפיין זה מצוין בתיעוד עבור נוריות לד לבנות ונמדד בקלווין (K). לבן קריר (כ-6000K), לבן חם (כ-3000K), לבן (כ-4500K) - מציג במדויק את גוון האור הלבן.

בהתאם לטמפרטורת הצבע, עיבוד הצבע יהיה שונה, ולבן נתפס על ידי אדם עם טמפרטורות צבע שונות בדרכים שונות. אור חם נוח יותר, טוב יותר לבית, אור קר מתאים יותר לחללים ציבוריים.

יעילות קלה

עבור נוריות LED המשמשות כיום לתאורה, מאפיין זה הוא באזור 100 lm/W. דגמים רבי עוצמה של מקורות אור LED עלו על מנורות פלורסנט קומפקטיות (CFL), והגיעו ל-150 lm/W או יותר. בהשוואה למנורות ליבון, נוריות LED טובות יותר מפי 5 ביעילות האור.

בעיקרון, יעילות האור מציינת באופן מספרי עד כמה מקור אור יעיל מבחינת צריכת אנרגיה: כמה וואט נדרשים כדי להפיק כמות מסוימת של אור - כמה לומן הם וואט.

המכשיר ועיקרון הפעולה של LED

למה צריך לחבר את ה-LED דרך נגד

סיכויים לפיתוח טכנולוגיית LED לבנים