LED의 사양 및 매개변수
모양, 크기, 전원이 다른 많은 LED가 있습니다. 그러나 각 LED는 항상 반도체 장치, 순방향으로 p-n 접합을 통한 전류 통과를 기반으로 광학 방출(가시광선)을 유발합니다.
기본적으로 모든 LED는 나중에 설명할 전기 및 조명과 같은 여러 가지 특정 기술적 특성이 특징입니다. LED의 데이터 시트(기술 문서)에서 이러한 특성을 찾을 수 있습니다.
전기적 특성은 순방향 전류, 순방향 전압 강하, 최대 역방향 전압, 최대 전력 손실, 전류-전압 특성입니다. 조명의 매개변수는 다음과 같습니다. 광속, 광도, 산란각, 색상(또는 파장), 색온도, 광효율.
순방향 정격 전류(If — 순방향 전류)
정격 순방향 전류는 이 LED를 순방향으로 통과할 때의 전류이며 제조업체는 이 광원의 패스포트 라이트 매개변수를 보증합니다.즉, 이것은 LED가 확실히 타지 않고 서비스 수명 동안 정상적으로 작동할 수 있는 LED의 작동 전류입니다. 이러한 조건에서 pn 접합은 분해되지 않고 과열되지 않습니다.
정격 전류 외에도 최대 순방향 전류(Ifp - 최대 순방향 전류)와 같은 매개변수가 있습니다. 듀티 사이클이 100μs 이하인 펄스에 의해서만 전환을 통과할 수 있는 최대 전류입니다. DC = 0.1(정확한 데이터는 데이터시트 참조) ... 이론적으로 최대 전류는 크리스털이 짧은 시간 동안만 처리할 수 있는 제한 전류입니다.
실제로 공칭 순방향 전류의 값은 결정 크기, 반도체 유형에 따라 달라지며 수 마이크로암페어에서 수십 밀리암페어까지 다양합니다(COB 유형의 LED 어셈블리의 경우 훨씬 더 많음).
연속 전압 강하(Vf - 순방향 전압)
pn 접합에서 지속되는 전압 강하로 인해 LED의 정격 전류가 발생합니다. 애노드가 캐소드에 대해 포지티브 전위에 있도록 전압이 LED에 인가된다. 반도체의 화학적 조성, 광학 방사의 파장에 따라 접합을 가로지르는 직접 전압 강하도 다릅니다.
그건 그렇고, 직접 전압 강하로 결정할 수 있습니다 반도체 화학... 그리고 다음은 다양한 파장(LED 조명 색상)에 대한 대략적인 순방향 전압 강하 범위입니다.
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파장이 760nm 이상인 적외선 갈륨 비소 LED는 특성 전압 강하가 1.9V 미만입니다.
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빨간색(예: 갈륨 인화물 — 610nm ~ 760nm) — 1.63 ~ 2.03V.
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주황색(인화 갈륨 - 590~610nm) - 2.03~2.1V
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노란색(인화 갈륨, 570~590nm) — 2.1~2.18V
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녹색(인화 갈륨, 500~570nm) — 1.9~4V
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파란색(셀렌화아연, 450~500nm) — 2.48~3.7V
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보라색(질화 인듐 갈륨, 400~450nm) — 2.76~4V
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자외선(질화붕소, 215nm) — 3.1~4.4V
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흰색(파란색 또는 형광체가 있는 보라색) — 약 3.5V.
최대 역전압(Vr — 역전압)
LED의 최대 역전압은 다른 LED와 마찬가지로 역극성으로 pn 접합에 인가될 때(음극 전위가 양극 전위보다 클 때) 결정이 파손되어 LED가 고장나는 전압입니다. 일부 LED의 최대 역 전압은 약 5V입니다. COB 어셈블리의 경우 훨씬 더 많으며 적외선 LED의 경우 최대 1-2V가 될 수 있습니다.
최대 전력 손실(Pd — 총 전력 손실)
이 특성은 주변 온도 25°C에서 측정됩니다. 이것은 LED 하우징이 여전히 지속적으로 소산될 수 있고 소진되지 않는 전력(종종 mW)입니다. 크리스탈을 통해 흐르는 전류에 의한 전압 강하의 곱으로 계산됩니다. 이 값을 초과하면(전압과 전류의 곱) 곧 크리스탈이 파손되어 열 파괴가 발생합니다.
전류-전압 특성(VAC - 그래프)
접합에 인가된 전압에 대한 p-n 접합을 통한 전류의 비선형 의존성을 LED의 전류-전압 특성(약자로 VAC)이라고 합니다.이 종속성은 데이터시트에 그래픽으로 표시되어 있으며 사용 가능한 그래프에서 어떤 전압에서 어떤 전류가 LED 크리스탈을 통과하는지 매우 쉽게 확인할 수 있습니다.
I-V 특성의 특성은 결정의 화학적 조성에 따라 달라집니다. I-V 특성은 LED가 있는 전자 장치의 설계에 매우 유용합니다. 주어진 전류. I-V 특성을 사용하더라도 다이오드의 전류 제한기를 보다 정확하게 선택할 수 있습니다.
광도, 광속
LED의 광(광학) 매개변수는 생산 단계, 정상 조건 및 접합부를 통과하는 공칭 전류에서 측정됩니다. 주변 온도가 25 ° C이고 공칭 전류가 설정되고 광도 (Cd — 칸델라) 또는 광속 (lm — 루멘)이 측정된다고 가정합니다.
1루멘의 광속은 1스테라디안의 입체각에서 1칸델라와 동일한 광도를 갖는 점 등방성 광원에서 방출되는 광속으로 이해됩니다.
저전류 LED는 밀리채널 단위로 표시되는 광도에 의해 직접적으로 특징지어집니다. 칸델라는 광도의 단위이며, 1칸델라는 주파수 540×1012Hz의 단색 복사선을 방출하는 광원의 주어진 방향에서의 광도이며 해당 방향의 광도는 1/683W/av입니다.
즉, 광도는 특정 방향으로의 광속의 강도를 정량화한 것입니다.산란각이 작을수록 동일한 광속에서 LED의 광도가 커집니다. 예를 들어 초고휘도 LED는 광도가 10칸델라 이상입니다.
LED 산란각(화각)
이 특성은 종종 LED 문서에서 "double theta half brightness"로 설명되며 각도(deg-degrees-degrees)로 측정됩니다. LED에는 일반적으로 초점 렌즈가 있고 전체 산란 각도에 걸쳐 밝기가 균일하지 않기 때문에 이름이 그대로입니다.
일반적으로 이 매개변수의 범위는 15 ~ 140°입니다. SMD LED는 리드 LED보다 각도가 더 넓습니다. 예를 들어 SMD 3528 패키지의 LED는 120°가 정상입니다.
주파장
나노미터 단위로 측정됩니다. 이는 LED에서 방출되는 빛의 색상을 특징으로 하며, 이는 반도체 결정의 파장과 화학적 조성에 따라 달라집니다.
적외선은 760nm보다 큰 파장, 빨간색은 610nm에서 760nm, 노란색은 570에서 590nm, 보라색은 400에서 450nm, 자외선은 400nm 미만입니다. 백색광은 자외선, 보라색 또는 청색 형광체를 사용하여 방출됩니다.
색온도(CCT - 색온도)
이 특성은 백색 LED 문서에 명시되어 있으며 켈빈(K) 단위로 측정됩니다. 차가운 흰색(약 6000K), 따뜻한 흰색(약 3000K), 흰색(약 4500K) — 백색광의 음영을 정확하게 보여줍니다.
색온도에 따라 연색성이 달라지며 색온도가 다른 사람은 흰색을 다른 방식으로 인식합니다. 따뜻한 빛은 더 편안하고 가정에 더 좋으며 차가운 빛은 공공 장소에 더 적합합니다.
광효율
오늘날 조명에 사용되는 LED의 경우 이 특성은 100lm/W 범위에 있습니다. 강력한 LED 광원 모델은 소형 형광등(CFL)을 능가하여 150lm/W 이상에 도달했습니다. 백열등에 비해 LED는 광효율이 5배 이상 우수합니다.
기본적으로 광 효율은 에너지 소비 측면에서 광원이 얼마나 효율적인지 수치로 나타냅니다. 즉, 특정 양의 빛을 생성하는 데 몇 와트가 필요한지 — 몇 루멘이 와트인지를 나타냅니다.