Spesifikasi dan parameter LED

Ada banyak LED dengan berbagai bentuk, ukuran, kekuatan. Namun, setiap LED selalu demikian perangkat semikonduktor, yang didasarkan pada aliran arus melalui persimpangan p-n dalam arah maju, menyebabkan pancaran optik (cahaya tampak).

Pada dasarnya, semua LED dicirikan oleh sejumlah karakteristik teknis tertentu, kelistrikan dan cahaya, yang akan kita bicarakan nanti. Anda dapat menemukan karakteristik ini di lembar data (dalam dokumentasi teknis) untuk LED.

Karakteristik kelistrikan adalah: arus maju, penurunan tegangan maju, tegangan balik maksimum, disipasi daya maksimum, karakteristik tegangan arus. Parameter cahaya adalah: fluks bercahaya, intensitas cahaya, sudut hamburan, warna (atau panjang gelombang), suhu warna, efisiensi cahaya.

Nilai arus maju (Jika — arus maju)

Arus maju pengenal adalah arus ketika melewati LED ini ke arah depan, pabrikan menjamin parameter lampu paspor dari sumber cahaya ini.Dengan kata lain, ini adalah arus pengoperasian LED, di mana LED pasti tidak akan padam dan akan dapat bekerja secara normal selama masa pakainya. Dalam kondisi tersebut, sambungan pn tidak akan rusak dan tidak akan terlalu panas.

Selain arus pengenal, ada parameter seperti arus maju puncak (Ifp — arus maju puncak) — arus maksimum yang dapat dilewatkan melalui transisi hanya dengan pulsa berdurasi 100 μs dengan siklus kerja tidak lebih dari DC = 0,1 (lihat lembar data untuk data yang tepat) … Secara teori, arus maksimum adalah arus pembatas yang hanya dapat ditangani oleh kristal untuk waktu yang singkat.

Dalam praktiknya, nilai arus maju nominal tergantung pada ukuran kristal, pada jenis semikonduktor dan bervariasi dari beberapa mikroampere hingga puluhan miliampere (bahkan lebih untuk rakitan LED jenis COB).

Penurunan Tegangan Kontinu (Vf — Tegangan Maju)

Penurunan tegangan berkelanjutan di persimpangan pn menyebabkan arus pengenal LED. Tegangan diterapkan ke LED sehingga anoda berada pada potensial positif terhadap katoda. Bergantung pada komposisi kimia semikonduktor, panjang gelombang radiasi optik, penurunan tegangan langsung melintasi persimpangan juga berbeda.

Omong-omong, dengan penurunan tegangan langsung Anda dapat menentukan kimia semikonduktor… Dan berikut adalah perkiraan rentang penurunan tegangan maju untuk panjang gelombang yang berbeda (warna lampu LED):

• LED gallium arsenide inframerah dengan panjang gelombang di atas 760 nm memiliki penurunan tegangan karakteristik kurang dari 1,9 V.

• Merah (misalnya galium fosfida — 610 nm hingga 760 nm) — 1,63 hingga 2,03 V.

• Oranye (gallium fosfida — dari 590 hingga 610 nm) — dari 2,03 hingga 2,1 V.

• Kuning (gallium fosfida, 570 hingga 590 nm) — 2,1 hingga 2,18 V.

• Hijau (gallium fosfida, 500 hingga 570 nm) — 1,9 hingga 4 V.

• Biru (seng selenida, 450 hingga 500 nm) — 2,48 hingga 3,7 V.

• Violet (indium gallium nitride, 400 hingga 450 nm) — 2,76 hingga 4 V.

• Ultraviolet (boron nitrida, 215 nm) — 3,1 hingga 4,4 V.

• Putih (biru atau ungu dengan fosfor) — sekitar 3,5 V.

Tegangan Balik Maksimum (Vr — Tegangan Balik)

Tegangan balik maksimum LED, seperti LED apa pun, adalah tegangan yang, ketika diterapkan ke persimpangan pn dalam polaritas terbalik (ketika potensi katoda lebih besar dari potensi anoda), kristal rusak dan LED gagal. beberapa LED memiliki tegangan balik maksimum sekitar 5 V. Untuk rakitan COB, bahkan lebih, dan untuk LED inframerah, bisa mencapai 1-2 volt.

Disipasi Daya Maksimum (Pd — Total Disipasi Daya)

Karakteristik ini diukur pada suhu sekitar 25 ° C. Ini adalah daya (sering kali dalam mW) yang masih dapat dihamburkan oleh rumahan LED secara terus menerus dan tidak akan padam. Itu dihitung sebagai produk dari penurunan tegangan oleh arus yang mengalir melalui kristal. Jika nilai ini terlampaui (produk tegangan dan arus), kristal akan segera pecah, kerusakan termal akan terjadi.

Karakteristik Arus-Tegangan (VAC - Grafik)

Ketergantungan nonlinier arus melalui persimpangan p-n pada tegangan yang diterapkan ke persimpangan disebut karakteristik arus-tegangan (disingkat VAC) dari LED.Ketergantungan ini digambarkan secara grafis dalam lembar data, dan dari grafik yang tersedia Anda dapat dengan mudah melihat arus pada tegangan berapa yang akan melewati kristal LED.

Sifat dari karakteristik I-V tergantung pada komposisi kimia dari kristal. Karakteristik I — V ternyata sangat berguna dalam perancangan perangkat elektronik dengan LED, karena berkat itu dimungkinkan, tanpa perilaku pengukuran praktis, untuk mengetahui tegangan apa yang harus diterapkan pada LED untuk mendapatkan arus yang diberikan. Bahkan dengan bantuan karakteristik I — V, dimungkinkan untuk lebih akurat memilih pembatas arus untuk dioda.

Intensitas bercahaya, fluks bercahaya

Parameter lampu (optik) LED diukur pada tahap produksinya, dalam kondisi normal dan pada arus pengenal melalui sambungan. Diasumsikan bahwa suhu lingkungan adalah 25 ° C, arus nominal diatur dan intensitas cahaya (dalam Cd — kandela) atau fluks cahaya (dalam lm — lumen) diukur.

Fluks bercahaya satu lumen dipahami sebagai fluks bercahaya yang dipancarkan oleh sumber isotropik titik dengan intensitas cahaya sama dengan satu candela dalam sudut padat satu steradian.

LED arus rendah dicirikan langsung oleh intensitas cahaya, yang ditunjukkan dalam milichannel. Satu candela adalah satuan intensitas cahaya, dan satu candela adalah intensitas cahaya dalam arah tertentu dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 × 1012 Hz, yang intensitas cahayanya ke arah tersebut adalah 1/683 W / av.

Dengan kata lain, intensitas cahaya menghitung intensitas fluks cahaya dalam arah tertentu.Semakin kecil sudut hamburan, semakin besar intensitas cahaya LED pada fluks cahaya yang sama. Misalnya, LED ultra-terang memiliki intensitas cahaya 10 candelas atau lebih.

Sudut hamburan LED (sudut pandang)

Karakteristik ini sering dijelaskan dalam dokumentasi LED sebagai "kecerahan setengah theta ganda" dan diukur dalam derajat (deg-derajat-derajat). Namanya hanya itu, karena LED biasanya memiliki lensa pemfokusan dan kecerahannya tidak seragam di seluruh sudut hamburan.

Secara umum, parameter ini dapat berkisar antara 15 hingga 140 °. LED SMD memiliki sudut yang lebih lebar daripada yang memimpin. Misalnya, 120° untuk LED dalam paket SMD 3528 adalah normal.

Panjang gelombang dominan

Diukur dalam nanometer. Ini mencirikan warna cahaya yang dipancarkan oleh LED, yang bergantung pada panjang gelombang dan komposisi kimia dari kristal semikonduktor.

Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang lebih dari 760 nm, merah - dari 610 nm hingga 760 nm, kuning - dari 570 hingga 590 nm, ungu - dari 400 hingga 450 nm, ultraviolet - kurang dari 400 nm. Cahaya putih dipancarkan menggunakan fosfor ultraviolet, ungu atau biru.

Temperatur Warna (CCT - Temperatur Warna)

Karakteristik ini ditentukan dalam dokumentasi untuk LED putih dan diukur dalam Kelvin (K). Putih sejuk (sekitar 6000K), putih hangat (sekitar 3000K), putih (sekitar 4500K) — secara akurat menunjukkan bayangan cahaya putih.

Bergantung pada suhu warna, rendering warna akan berbeda, dan putih dirasakan oleh orang dengan suhu warna berbeda dengan cara berbeda. Cahaya hangat lebih nyaman, lebih baik untuk rumah, cahaya dingin lebih cocok untuk ruang publik.

Efisiensi cahaya

Untuk LED yang digunakan saat ini untuk penerangan, karakteristik ini berada di wilayah 100 lm / W. Model sumber cahaya LED yang kuat telah melampaui lampu neon kompak (CFL), mencapai 150 lm / W atau lebih. Dibandingkan dengan lampu pijar, LED lebih dari 5 kali lebih baik dalam efisiensi cahaya.

Pada dasarnya, efisiensi cahaya secara numerik menunjukkan seberapa efisien sumber cahaya dalam hal konsumsi energi: berapa banyak watt yang diperlukan untuk menghasilkan sejumlah cahaya — berapa banyak lumen adalah watt.

Perangkat dan prinsip pengoperasian LED

Mengapa LED harus dihubungkan melalui resistor

Prospek pengembangan teknologi LED putih