Параметры светодиодов

Сила света I_v - излучаемый диодом световой поток, приходящий на единицу телесного угла в направлении, перпендикулярном к плоскости излучающего кристалла. Указывается при заданном значении прямого тока и измеряется в канделах.

Яркость излучения L - величина, равная отношению силы света к площади светящейся поверхности. Она измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²) при заданном значении прямого тока через диод.

Постоянное прямое напряжение U_пр - значение напряжения на светодиоде при протекании постоянного прямого тока.

Максимально допустимый постоянный прямой ток I_{пр max} - максимальное значение постоянного прямого тока, при котором обеспечивается заданная надежность при длительной работе диода.

Максимально допустимое обратное напряжение U_{обр max} - максимальное значение постоянного напряжения, приложенного к диоду, при котором обеспечивается заданная надежность при длительной работе.

Максимально допустимое обратное импульсное напряжение U_{обр имп} - максимальное пиковое значение обратного напряжения на светодиоде, включая как однократные выбросы, так и периодически повторяющиеся.

Максимум спектрального распределения l_max - длина волны излучения, соответствующая максимуму спектральной характеристики излучения светодиода.

Параметры светодиодов видимого диапазона длин волн приведены в таблице 4.2.

Таблица 3.2 – Параметры светодиодов видимого диапазона длин волн

I_V – сила света светодиода

L – яркость светодиода

U_ПР – прямое падение напряжения на светодиоде при токе I_{ПР НОРМ}

I_{ПР НОРМ} – номинальный прямой ток светодиода

l_МАКС – максимум спектрального распределения светодиода

I_{ПР МАКС} – максимально-допустимый прямой ток через светодиод

U_{ОБР МАКС} – максимально-допустимое импульсное обратное напряжение светодиода

Т_{К МАКС} – максимально-допустимая температура корпуса светодиода

3.2.2 Характеристики светодиодов

Цвет свечения характеризуется спектральными характеристиками излучения диодов. Диоды на основе фосфида галлия имеют спектральные характеристики с двумя выраженными максимумами в красном и зеленом участках спектра. В зависимости от количества активирующих примесей, внедренных в структуру излучающего кристалла при изготовлении, соотношение между значениями максимумов изменяется в сторону красного или зеленого цвета. При достижении этого соотношения 10:1 и выше получают красный или зеленый цвет излучения. При соотношениях максимумов 10:4 получают светодиоды желто-оранжевого цвета свечения.

Рис. 3.2. Схема включения светодиода

Излучение диода характеризуется диаграммой направленности, которая определяется конструкцией диода, наличием линзы, оптическими свойствами защищающего кристалл материала. Излучение светодиода может быть узконаправленным или рассеянным.

Эффективность работы светодиода характеризуется зависимостями параметров оптического излучения от прямого тока через элемент от длины волны излучения. Зависимость потока излучения Ф [Вт] от прямого тока I_пр называется излучательной (яркостной) характеристикой.

Рис. 3.3. Излучательная характеристика светодиода

В справочной литературе излучательной характеристикой называют также зависимость яркости L [кд/м²] от прямого тока, а зависимость силы света от прямого тока называется световой характеристикой.

В качестве параметра электрического режима выбран прямой ток через светодиод, а не напряжение на нем. Это связано с тем, что у светодиода p-n - переход включают в прямом направлении и его электрическое сопротивление мало. Обычно прямой ток через светодиод задается внешней цепью: например, соответствующим выбором сопротивления R_ОГР, ограничивающим ток (см. рис. 3.2) .

При малых токах I_пр велика доля рекомбинации составляющей тока и коэффициент инжекции мал. С ростом прямого тока поток излучения сначала быстро увеличивается до тех пор, пока в токе диода не становится преобладающей диффузионная составляющая тока. Дальнейшее увеличение I_пр приводит к постепенному насыщению центров люминесценции и сопровождается ростом ударной рекомбинации. Поэтому при определенном токе излучательная характеристика имеет максимум. Максимальная сила излучения зависит от площади и геометрии излучающего p-n - перехода и от размеров электрических контактов.