ש1: מה ההבדל בין יעילות הלומן של לד בודד לזו של מנורה העשויה מנורות לד?
ת: עבור LED ספציפי, יש הטיה קדימה מוגדרת, כגון זרם IF=20mA קדימה (מקביל ל-VF ≈ 3.4V), ושטף הקרינה הנמדד φ=1.2lm, ולאחר מכן לומן ההשפעה של LED היא η=1.2LM × 1000/3.4V × 20mA=1200/68≈17.6LM/W. ברור שעבור LED בודד, למשל, ההספק החשמלי המופעל Pe=VF × IF, אזי שטף הקרינה הנמדד בהספק זה יומר ללומנס לוואט, שהוא אפקט הלומן של LED בודד.
עם זאת, בתור מנורה, לא משנה הספק VF על צומת LEDPN במציאות × מה זה IF? הכוח החשמלי של המנורה הוא תמיד יציאת הקלט של המנורה. הוא כולל את צריכת החשמל של מחלקת אספקת החשמל (כגון וסת מתח, מייצב מתח, מיישר AC לאספקת חשמל DC וכו'). נוכחות של מעגל הנעה במנורה תגרום ליעילות הלומן שלה תהיה נמוכה מזו של ה-LED הבודדת הנבדקת. ככל שצריכת המעגל גדולה יותר, כך אפקט הלומן נמוך יותר, ולכן חשוב ביותר למצוא מעגל דרייבר LED יעיל.
ש 2: מהי טמפרטורת צומת LED? איזו השפעה יש לטמפרטורת צומת גבוהה על LED?
ת: מבנה הבסיס של LED הוא צומת PN של מוליכים למחצה. כאשר הזרם זורם דרך התקן LED, טמפרטורת צומת PN תעלה. באופן קפדני, הטמפרטורה של אזור צומת PN מוגדרת כטמפרטורת הצומת של LED. בדרך כלל, מכיוון ששבב המכשיר קטן מאוד, אנו יכולים גם לקחת את טמפרטורת שבב ה-LED כטמפרטורת הצומת.מנורת שטיפת קיר LEDמחיר
כאשר טמפרטורת צומת PN (כגון טמפרטורת מעטפת) עולה, היינון של זיהומים בצומת PN מואץ, והעירור הפנימי מואץ. כאשר ריכוז הנשאים המרוכבים הנוצרים על ידי עירור פנימי גבוה בהרבה מריכוז הזיהומים, עם ירידה בקצב הנדידה, השפעת העלייה במספר הנשאים הפנימיים חמורה יותר מזו של מעבר התנגדות מוליכים למחצה, מה שמוביל ל אפקט קוונטי פנימי. עליית הטמפרטורה מובילה לירידה בהתנגדות, מה שמוביל לירידה של VF באותם תנאי תדר ביניים. הנורית המונעת על ידי מקור זרם קבוע IF לא בוטלה. הירידה ב-VF תגדיל את מדד ה-IF. תהליך זה יכפיל את טמפרטורת צומת LEDPN, ובסופו של דבר עליית הטמפרטורה תעבור את טמפרטורת הצומת הגדולה, מה שיוביל לאפקט LEDPN כבוי. זהו תהליך ממאיר משוב חיובי. מחיר שלמנורת שטיפת קיר חיצונית
עליית הטמפרטורה בצומת ה-PN גורמת לתהליך פליטת הפוטונים של תגובת ריקומבינציית האלקטרון/חור הנרגשת בצומת PN המוליכים למחצה להתנוון מרמת האנרגיה הגבוהה לרמת האנרגיה הנמוכה. הסיבה לכך היא שכאשר הטמפרטורה בצומת PN עולה, המשרעת של סריג המוליך למחצה עולה, ובכך מגדילה את אנרגיית הרטט. כאשר חריגה מהערך הדרוש, האלקטרון/חור יחליף אנרגיה עם אטום הסריג (או היון), ויעבור ממצב הנרגש למצב הקרקע, ובכך יהפוך למעבר ללא קרינת פוטון, והתפקוד האופטי של ה-LED יהיה יְרִידָה.
בנוסף, טמפרטורת צומת PN יכולה גם לעורר יינון של זיהומים ביוני זיהומים מוליכים למחצה של שדה הסריג, ולגרום לביקוע אופקי של יונים, אשר נוטה להיות יציב בהשפעת טמפרטורת צומת PN, כלומר הסריג. רטט משנה את סימטריית הסריג שלו, מעורר את רמות האנרגיה ואת ספקטרום המעבר האלקטרוני עקב השפעת הטמפרטורה, וזו הסיבה שאורך הגל של אור LED משתנה עם עליית טמפרטורת צומת PN.
לסיכום, עליית הטמפרטורה של צומת LEN PN תוביל לטרנספורמציה של הפונקציות החשמליות, האופטיות והתרמיות שלו. עליית טמפרטורה מוגזמת תשנה גם את התכונות הפיזיקליות של חומרי אריזה של LED (כגון שרף אפוקסי, זרחן וכו'), מה שיוביל לכשל של LED. לכן, הפחתת עליית הטמפרטורה של צומת PN היא נקודת המפתח לשימוש ב-LED.
ש 3: מהו פירוק אלקטרוסטטי? איזה סוג של LED קל להינזק מחשמל סטטי ולגרום לכשל?
ת: חשמל אלקטרוסטטי מורכב למעשה מהצטברות מטען. בחיי היומיום, במיוחד באקלים יבש, אנשים יחושו "הלם חשמלי" בעת נגיעה בדלתות וחלונות, שהיא "הפרשה" של חשמל סטטי המצטבר בדלתות ובחלונות במידה מסוימת. עבור בדי צמר ומוצרי סיבים כימיים ניילון, מתח הצטברות החשמל הסטטי יכול להגיע עד 10000 וולט. המתח גבוה מאוד, אבל הספק החשמל הסטטי אינו גדול, מה שלא יאיים על החיים, אלא אפילו על החיים. עם זאת, חלק מהציוד האלקטרוני יגרום לירידה בציוד.