Широкоформатная печать, стритлайны

Определение температуры перехода в светодиоде (LED)


Какова температура перехода в светодиоде, что влияет на температуру перехода в светодиоде, как понизить температуру перехода в светодиоде и каким образом? Далее, это будет детально рассмотрено.

Определение температуры перехода в светодиоде (LED)

1. Что такое температура перехода в светодиоде?

Основная структура светодиода (LED) – это полупроводник с P-N переходом. Эксперименты, в которых ток течет через светодиодный элемент, и когда, строго говоря, температура P-N перехода повышается, то температура области P-N перехода, определяется как температура перехода светодиода. Поскольку все компоненты, обычно имеют очень маленький размер чипа, то мы можем рассматривать ее, как температуру перехода LED чипа.

2. Что влияет на температуру перехода в светодиоде ?

При работе светодиода, существуют следующие пять причин, которые в различной степени могут способствовать повышению температуры перехода:

a. компоненты отрицательного электрода, структура, оконный слой подложки или области перехода, а так же серебряная проводящая паста. Кроме того, существует некоторая величина электросопротивления, увеличивающая сопротивление каждой составляющей, формирующей светодиод. Когда токи проходят через P-N переход, в то же самое время они будут течь через эти резисторы, выделяя Джоулево тепло, повышая температуру чипа или температуру перехода.

b. из-за того что P-N переход не может быть совершенным, то для компонентов, эффективность инжектирования - не 100 %, это означает, что кроме зоны P рабочей области светодиода в наружной части N зоны дополнительно появляются дырки, а в Р зоне, примыкающей к N рабочей области светодиода будут электроны, при нормальных обстоятельствах при рекомбинации электронов с дырками не будет происходить фотоэлектрический эффект, а только тепловое излучение. Даже если будет происходить полезная рекомбинация инжектированных зарядов, не все будет становиться светом, часть области перехода из-за взаимодействия с примесями или дефектами, в конечном счете, станет теплом.

c. доказано, что световая эффективность предела температуры перехода светодиода увеличивается, сводясь к основным причинам. В настоящее время, использование передовых материалов и компонентов, а также развитие процесса производства светодиодов позволили подавляющую часть подводимой энергии, преобразовывать в световое излучение, но так как материал светодиодного чипа, по сравнению с окружающей средой, имеет намного больший коэффициент преломления, в результате большая часть фотонов(90 %), генерируемых внутри чипа не может благополучно выходить за пределы чипа, благодаря полному отражение на границах раздела и возвращается в чип и через множество внутренних отражений фотоны, в конечном счете, поглощаются кремниевым материал или подложкой и в виде колебаний решетки превращается в тепло, вызывая повышение температуры перехода.

d. Очевидно, светодиодные компоненты, способные рассеивать тепло, должны определять температуру перехода. Вот еще одно ключевое условие для высокой или низкой температуры перехода. Охлаждающая способность уменьшает температуру перехода. И наоборот, температура перехода увеличится при плохом тепловом рассеянии. Поскольку эпоксидный клей является плохопроводящим тепло материалом, то в P-N переходе генерируемое тепло с трудом выделяется в окружающую среду через прозрачную эпоксидную смолу. Основная часть тепла расходится через подложку, серебряную пасту, оболочку, слой эпоксидного клея, печатную плату с радиаторами теплоотвода. Очевидно, соответствующие материалы будут напрямую воздействовать на способность проводить тепло, рассеивающую способность термокомпонентов. Полное теплосопротивление области P-N перехода для температуры окружающей среды составляет от 300 - 600 ℃ / Вт для хорошо структурированных мощных светодиодов и до 15 - 30 ℃ / Вт для обычных светодиодов. Огромная разница в теплосопротивлении показывает, что для обычных светодиодных компонентов допустима маленькая входная мощность для работы, тогда как для рассеяния энергии в мощных компонентах допустима мощность в ваттах или даже больше.

3. Пути снижения температуры перехода светодиода.

а. Снизить тепловое сопротивление самого светодиода
б. Хорошее вторичное охлаждающее тело
в. Уменьшить теплосопротивление поверхности раздела между светодиодом и вторичным охлаждающим телом
г. Контролировать номинальную входную мощность
д. Уменьшить температуру окружающей среды

Входная энергия в светодиоде-единственный источник теплового эффекта. Часть этой энергии излучается в виде света, а остальная превращается в тепло, таким образом, повышая температуру прибора. Очевидно, уменьшая первым делом термоэффект светодиода, некоторые пытаются улучшить эффективность конверсии электронно-оптических компонентов(также называемая внешняя квантовая эффективность), так чтобы, как можно больше входящей энергии преобразовать в свет. Другой важный способ заключается в попытке улучшить теплорассеивающую способность элемента, так чтобы температура перехода, вызванная теплом, рассеивалась по различным каналам в окружающую среду.

Издание:
Advertising Products & Making

Тематика:
Светодиоды (LED)





Вы не можете оставить комментарий
Необходимо авторизоваться или зарегистрироваться

Яндекс цитирования Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru