Làm thế nào để mô tả các đặc điểm cơ bản của đèn LED?
Là một thiết bị tiếp giáp PN phát quang điện, các đặc tính của đèn LED có thể được mô tả bằng các thông số điện của điểm nối PN và các thông số quang học như một thiết bị phát sáng.
Đặc tính vôn-ampe là một tham số quan trọng để mô tả thiết bị nối PN. Nó là một chỉ số quan trọng của hiệu suất mối nối PN và những ưu nhược điểm của quá trình chế tạo mối nối PN. Cái gọi là đặc tính vôn-ampe là đặc tính dòng điện chạy qua điểm nối PN thay đổi theo điện áp, có thể được hiển thị rất sinh động trên máy hiện sóng. Một đường cong vôn-ampe hoàn chỉnh bao gồm các đặc tính thuận và nghịch. Thông thường, đường đặc tính ngược thay đổi dốc, và khi điện áp vượt quá một ngưỡng nhất định, dòng điện sẽ tăng theo cấp số nhân. Nói chung, ba tham số của điện áp đánh thủng ngược, dòng điện ngược và điện áp thuận có thể được sử dụng để mô tả đường đặc tính vôn-ampe.
Điện áp thuận VF đề cập đến điện áp rơi trên thiết bị dưới dòng điện thuận danh định, không chỉ liên quan đến độ rộng dải cấm của vật liệu, mà còn xác định điện trở số lượng lớn và điện trở tiếp xúc ohmic của đường giao nhau PN. Kích thước của VF phản ánh những ưu điểm và nhược điểm của việc chế tạo điện cực ở một mức độ nhất định. Tương đối với dòng chuyển tiếp 20 mA, giá trị VF của đèn LED màu đỏ và vàng là khoảng 2 vôn, trong khi giá trị VF của các thiết bị đèn LED màu xanh lá cây dựa trên GaN thường lớn hơn 3 vôn. Dòng điện rò ngược IR đề cập đến giá trị dòng điện ngược chạy qua thiết bị dưới một điện áp ngược nhất định và giá trị của giá trị này rất nhạy cảm với chất lượng của thiết bị. Thông thường ở điện áp ngược là 5 vôn, dòng rò ngược không được lớn hơn 10 micromps và IR quá lớn cho thấy đặc tính mối nối kém. Điện áp đánh thủng ngược có nghĩa là khi điện áp ngược lớn hơn một giá trị nào đó thì dòng điện rò ngược sẽ tăng mạnh, phản ánh đặc tính của điện áp chịu ngược của thiết bị. Đối với một thiết bị cụ thể, tiêu chuẩn của dòng điện rò rỉ là khác nhau. Trong trường hợp nghiêm ngặt hơn, dòng điện rò ngược được yêu cầu không quá 10 micromet dưới điện áp quy định.
Ngoài các đặc tính điện, một loạt các thông số quang học cũng được yêu cầu để mô tả hiệu suất của thiết bị LED, trong đó các thông số quan trọng hơn là bước sóng đỉnh và cường độ ánh sáng của thiết bị. Ánh sáng nhìn thấy thuộc loại sóng điện từ, và các bước sóng thường có thể được sử dụng để thể hiện những gì mắt người có thể cảm nhận được. Năng lượng bức xạ của ánh sáng nhìn thấy, nói chung dải bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nằm trong khoảng từ 380nm đến 760nm. Bước sóng càng dài, năng lượng photon tương ứng càng giảm và màu của ánh sáng càng đỏ. Khi bước sóng của photon trở nên ngắn hơn, ánh sáng sẽ chuyển dần từ màu đỏ chuyển sang màu vàng, sau đó màu xanh lá cây chuyển sang màu xanh lam, cho đến khi nó chuyển sang màu tím. Đối với thiết bị LED, ánh sáng do nó phát ra sẽ nở ra ở đỉnh λP và nửa chiều rộng bước sóng của nó thường là 10-30 nm. Nửa chiều rộng càng nhỏ, vật liệu của thiết bị LED càng tinh khiết, hiệu suất càng đồng đều và tinh thể càng hoàn chỉnh. Tình dục cũng tốt hơn. Cường độ ánh sáng là một thông số quan trọng khác để đo chất lượng hoạt động của đèn LED, thường được biểu thị bằng chữ Iv. Định nghĩa về cường độ ánh sáng là ánh sáng theo một hướng nhất định phát ra 1 lumen ánh sáng trong một góc đặc có đơn vị là 1 candela, và đơn vị của nó được biểu thị bằng candela (cd). Mối quan hệ của nó có thể được biểu diễn bằng công thức (6-1):
Iv=dφ / dΩ (6-1)
Trong công thức, đơn vị của φ là lumen, đơn vị của Iv là cd, và dΩ là đơn vị góc rắn, và đơn vị là độ. Cường độ ánh sáng bình thường của chip LED siêu sáng thường nằm trong khoảng 30-120 mcd. Sau khi được đóng gói thành thiết bị, cường độ sáng bình thường của nó thường lớn hơn 1cd.
Quang thông là một thông số khách quan hơn để đánh giá hiệu quả phát sáng của đèn LED. Nó đại diện cho kích thước của năng lượng ánh sáng phát ra bởi cơ thể phát quang trên một đơn vị thời gian, và đơn vị là lumen (lm). Nói chung, hiệu suất phát sáng của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang lần lượt là 15lm / w và 60lm / w. Công suất của bóng đèn càng lớn thì quang thông càng lớn. Đối với thiết bị LED hiệu suất cao, hiệu suất phát sáng là 20lm / w, và cấp phòng thí nghiệm cũng đạt 100lm / w. Để các thiết bị LED dùng để chiếu sáng nhanh hơn thì hiệu suất phát sáng của các thiết bị LED phải được nâng cao hơn nữa. Theo ước tính, sau 10 năm, hiệu suất phát sáng của đèn LED có thể đạt 200lm / w. Khi đó, nhân loại sẽ mở ra một kỷ nguyên mới, trong đó các nguồn sáng thể rắn thay thế hoàn toàn các nguồn sáng truyền thống.
