Bagaimana untuk menerangkan ciri-ciri asas LED?
Sebagai peranti simpang PN electroluminescent, ciri-ciri LED boleh diterangkan oleh parameter elektrik simpang PN dan parameter optik sebagai peranti pemancar cahaya.
Ciri volt-ampere ialah parameter penting untuk menerangkan peranti simpang PN. Ia merupakan penunjuk penting prestasi simpang PN dan kebaikan dan keburukan proses fabrikasi simpang PN. Ciri volt-ampere yang dipanggil ialah ciri bahawa arus yang mengalir melalui persimpangan PN berubah dengan voltan, yang boleh dipaparkan dengan sangat jelas pada osiloskop. Lengkung volt-ampere lengkap termasuk ciri ke hadapan dan belakang. Biasanya, lengkung ciri terbalik berubah secara mendadak, dan apabila voltan melebihi ambang tertentu, arus akan meningkat secara eksponen. Secara amnya, tiga parameter voltan pecahan terbalik, arus songsang dan voltan hadapan boleh digunakan untuk menggambarkan lengkung ciri volt-ampere.
Voltan hadapan VF merujuk kepada penurunan voltan merentasi peranti di bawah arus ke hadapan undian, yang bukan sahaja berkaitan dengan lebar jalur terlarang bahan, tetapi juga mengenal pasti rintangan pukal dan rintangan sentuhan ohmik simpang PN. Saiz VF mencerminkan kelebihan dan kekurangan fabrikasi elektrod pada tahap tertentu. Berbanding dengan arus hadapan 20 mA, nilai VF LED merah dan kuning adalah kira-kira 2 volt, manakala nilai VF peranti LED hijau berasaskan GaN biasanya lebih besar daripada 3 volt. IR arus bocor terbalik merujuk kepada nilai arus terbalik yang mengalir melalui peranti di bawah voltan terbalik yang diberikan, dan nilai nilai ini sangat sensitif terhadap kualiti peranti. Biasanya pada voltan terbalik 5 volt, arus bocor terbalik tidak boleh lebih daripada 10 mikroamp, dan IR yang terlalu besar menunjukkan ciri-ciri simpang yang lemah. Voltan pecahan terbalik bermakna apabila voltan terbalik lebih besar daripada nilai tertentu, arus bocor terbalik akan meningkat dengan mendadak, mencerminkan ciri voltan tahan terbalik peranti. Untuk peranti tertentu, piawaian arus bocor adalah berbeza. Dalam kes yang lebih ketat, arus bocor terbalik diperlukan tidak lebih daripada 10 mikroamp di bawah voltan yang ditentukan.
Sebagai tambahan kepada ciri elektrik, satu siri parameter optik juga diperlukan untuk menerangkan prestasi peranti LED, antaranya parameter yang lebih penting ialah panjang gelombang puncak dan keamatan cahaya peranti. Cahaya boleh dilihat tergolong dalam kategori gelombang elektromagnet, dan panjang gelombang biasanya boleh digunakan untuk menyatakan apa yang boleh dilihat oleh mata manusia. Tenaga sinaran cahaya boleh dilihat, secara amnya julat panjang gelombang cahaya kelihatan adalah antara 380nm dan 760nm. Semakin panjang gelombang, semakin rendah tenaga foton yang sepadan, dan semakin merah warna cahaya. Apabila panjang gelombang foton menjadi lebih pendek, cahaya akan berubah secara beransur-ansur daripada Merah bertukar kuning, kemudian hijau bertukar biru, sehingga menjadi ungu. Untuk peranti LED, cahaya yang dipancarkan olehnya akan mengembang pada puncak λP, dan panjang gelombang separuh lebarnya biasanya 10-30nm. Lebih kecil separuh lebar, lebih tulen bahan peranti LED, lebih seragam prestasi, dan lebih lengkap kristal. Seks juga lebih baik. Keamatan cahaya adalah satu lagi parameter penting untuk mengukur kualiti prestasi LED, biasanya diwakili oleh huruf Iv. Takrif keamatan cahaya ialah cahaya dalam arah tertentu memancarkan 1 lumen cahaya dalam sudut pepejal unit sebagai 1 candela, dan unitnya dinyatakan dalam candela (cd). Hubungannya boleh diwakili dengan formula (6-1):
Iv=dφ/dΩ (6-1)
Dalam formula, unit φ ialah lumen, unit Iv ialah cd, dan dΩ ialah unit sudut pepejal, dan unitnya ialah darjah. Keamatan cahaya biasa cip LED ultra-terang biasanya antara 30-120mcd. Selepas dibungkus ke dalam peranti, keamatan cahaya biasa biasanya lebih besar daripada 1cd.
Fluks bercahaya ialah parameter yang lebih objektif untuk menilai kecekapan bercahaya LED. Ia mewakili saiz tenaga cahaya yang dipancarkan oleh badan elektroluminescent per unit masa, dan unitnya ialah lumen (lm). Secara amnya, keberkesanan bercahaya lampu pijar dan lampu pendarfluor ialah 15lm/w dan 60lm/w masing-masing. Lebih besar kuasa mentol, lebih besar fluks bercahaya. Untuk peranti LED berprestasi tinggi, kecekapan bercahaya ialah 20lm/w, dan tahap makmal juga mencapai 100lm/w. Untuk menjadikan peranti LED digunakan untuk pencahayaan lebih pantas, kecekapan bercahaya peranti LED mesti dipertingkatkan lagi. Dianggarkan selepas 10 tahun, kecekapan bercahaya LED boleh mencapai 200lm/w. Pada masa itu, manusia akan memasuki era baharu di mana sumber cahaya keadaan pepejal menggantikan sepenuhnya sumber cahaya tradisional.
