Здавалка
Главная | Обратная связь

Определение и оценка параметров светодиодов



 

Параметры светодиодов как элементов цепей постоянного тока определяются их вольт-амперными характеристиками. Различия прямых ветвей ВАХ связаны с разницей в ширине запрещенной зоны применяемых материалов. Чем меньше длина волн излучения, тем больше прямое падение напряжения на светодиоде и потери электрической энергии в нем. Обратные ветви ВАХ имеют малое допустимое обратное напряжение, так как ширина p-n - перехода в светодиодах невелика. При работе в схемах с большими обратными напряжениями последовательно со светодиодом необходимо включать обычный диод.

 

 

Рисунок 4.4 – Вольт-амперные характеристики диодов

Основные параметры диодов зависят от температуры. Зависимость яркости (силы света) от температуры практически линейная. С увеличением температуры яркость (сила света) уменьшается. В интервале рабочих температур яркость может изменяться в 2 - 3 раза.

Рисунок 4.5 – Зависимость тока IПР от напряжения VПР: 1 – красный СИД GaAs60P40, 2 – оранжевый СД GaAs35P65N, 3 – желтый СИД GaAs14P86N, 4 – зеленый СИД GaPN

 

Светодиоды обладают высоким быстродействием. Излучение нарастает за время менее 10 с после передачи импульса прямого тока. Однако для устройств отображения, в которых обычно используются светодиоды, быстродействие не является критичным. Поэтому для серийных светодиодов временные параметры не приводятся.

Светодиоды, широко применятся в радиоэлектронной аппаратуре в устройствах индикации: включения, готовности и работе, наличия напряжения, аварийной ситуации, достижения температурного порога, выполнения функционального задания.

Светодиоды излучают свет видимого спектра, когда через них протекает электрический ток. Приборы в металлическом корпусе со стеклянной линзой обеспечивают направленное излучение света, а изготовленные в пластмассовых корпусах, выполненных из оптически прозрачного компаунда, создают рассеянное излучение.

Хотя цвет (длина волны) излучения определяется использованным материалом, количе­ство света, испускаемого светодиодом, зависит от тока возбуж­дения и быстро увеличивается с ростом плотности тока.

Положение точки перегиба этих кривых непосредственно связано с шириной запрещенной зоны и для крас­ных светодиодов соответству­ет меньшему прямому паде­нию напряжения. Согласно рисунку, динамическое сопро­тивление красных светодиодов равно (1÷2) Ом, в то время как для материалов, дающих более коротковолновое излу­чение, оно составляет (7÷15) Ом.

По мере роста плот­ности тока через p-n - переход большее число электро­нов и дырок инжектируется в запрещенную зону. При их движении возникают вторич­ные эффекты, повышающие число дырок и электронов, которые могут излучательно рекомбинировать. В результате световая эффективность светодиодов увеличивается. На рисунке 4.6 показаны зависимости светового потока от тока возбуждения светодиодов для ряда материалов. Следует отметить, что красные GaP-светодиоды начинают излучать при малых плотностях тока, однако их излучение достигает насыщения при относи­тельно низких плотностях тока по сравнению со светодиодами из других материалов.

 

Рисунок 4.6 – Спектральные диапазоны излучения и максимальной фоточувствительности полупроводниковых материалов и структур

 

4.2.4 Схемы возбуждения, обеспечивающие высокую световую эф­фективность светодиодов

 

Наклон кривых для GaAsP на рисунке 4.6 показывает, что удвоение тока возбуждения приводит к более чем двукратному увеличению светового потока.

Это говорит о росте световой эффективности таких светодиодов при больших возбуждающих токах и указывает на то, что им­пульсные схемы возбуждения позволяют получить больший световой поток по сравнению со статическими. Достигаемое та­ким образом увеличение световой эффективности иллюстриру­ется числовым примером, относящимся к характеристике крас­ного GaAsP-светодиода и к форме импульсов возбуждающего тока, изображенной на рисунке 4.7, а. Как видно из рисунка 4.7, б, при возбуждении постоянным током 10 мА создается световой поток около 0,7 млм, а при импульсном возбуждении средний световой поток составляет 2,0 млм (~10% от 20 млм).

Рисунок 4.7 – Временные диаграммы: возбуждающего тока (а); светового потока (б). Коэффициент заполнения t1/t2 = 10%; частота регенерации = 1/t2

 

При возбуждении большими токами длительность и коэффициент заполнения импульса влияют на температуру перехода. Возни­кающие при этом явления обсуждаются в следующем подраз­деле. Если светодиоды возбуждаются импульсами частотой, значительно превышающей 30 Гц, то не возникает ни мелька­ний, ни других ощущений вспышки, заметных человеческому глазу.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.