关于 LED 的传统观点认为它们的最大反向电压非常有限,通常在 5V-8V 范围内。
因此,出于实验目的,我想使用我的限流电源使 LED 进入受控击穿状态。
当然,我预计实际击穿电压会略高于报告的保证电压,但我从来没有预料到我发现的结果。我尝试了不同种类的“el Cheapo”无品牌中文 LED 指示灯(3 毫米和 5 毫米,红色、绿色、蓝色、黄色和白色),我无法将它们带入故障区域,即使在 32V(我的电源供应达到最大)!
因此,我想仔细检查我的假设,并系统地浏览了来自不同制造商(例如 Vishay、Nichia、Kingbright、Fairchild、Cree)的当前设备(标准 3mm 和 5mm LED,用于指示器和照明应用)的许多数据表(大约 40 个) . 几乎所有人都报告了,一些 Vishay 器件的额定电压为 6V。
我非常不解。好的,制造商倾向于保守,但>25V 的裕量似乎有点太高了。毕竟,保证一个(或类似的东西)可以使 LED 成为一些有用应用的良好候选者或允许电路简化(例如,无需保护 LED 免受低压反向尖峰的影响)。无论如何,这将是营销人员可以吹嘘的清单中的另一个子弹!
当然,我的测试仅限于十几个未知制造商的 LED,但我认为它们不能比来自知名来源的 LED 更好。或者我是否经历了一种颠倒的墨菲定律,在那里我发现了地球上唯一一个具有这种功能的 LED 盒?!?
问题: 我的发现是否在行业中广为人知?为什么他们一直指定具有如此低 a 的 LED当实际设备似乎要好得多时?我错过了什么吗?
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(澄清一些可能引发评论/答案的点,这些评论/答案实际上并没有给我我想要的解释)
我已经知道的事情
超出数据表中报告的绝对最大额定值的应力可能会损坏器件,如果应力远超出这些限制,通常会损坏器件。
当您超过这些最大额定值时,您不能向制造商要求任何东西。你在未知的领域独自一人。你既不能起诉他,也不能抱怨。
没有一个理智的设计师会在他的设计中使用超出数据表中给出的规格的零件。优秀的设计师会确保零件保持在规定的最大额定值以下。正如我一开始所说,我是在做实验,特意进入未知的领域来验证我的期望和我对反向击穿的了解。
我的假设(可能是错误的;如果他们错了,我想知道为什么)
任何二极管最大反向电压额定值的主要限制因素是其击穿电压。换句话说,您可以根据需要安全地反向偏置二极管,直到击穿(齐纳二极管或雪崩)开始。
故障本身并没有破坏性。反向电流的突然增加导致耗散功率的巨大增加,特别是在高反向电压下,因此 PN 结将被破坏,除非您以某种方式限制电流。
LED 的击穿机制与其他 PN 结二极管(如普通硅整流器或齐纳二极管)没有什么不同。
由于 LED 并非设计为(与齐纳二极管相反)在击穿状态下工作,因此 BD 电压不是一个明确指定的参数,因此制造分布可能相当大。因此,制造商选择了一个合适的安全裕度,并将其声明为最大反向电压。
虽然需要一定的安全余量,但不能很大。IIRC,BD 电压取决于掺杂水平和冶金结的几何形状,这些参数也会影响正向偏置时的二极管特性。如果 LED 的“有用规格”必须合理一致,那么掺杂和几何形状必须一致;因此 BD 电压值也不能过于分散。
什么让我感到困惑,让我认为除了保护 LED 不被击穿之外,还有更多问题
- 额定最大反向电压和实际 BD 电压(至少 +400%)之间的巨大差异应该意味着什么,并且应该有其背后的理由。鉴于上述假设,我无法相信相同型号的 LED 可以具有如此大的 BD 电压分布,即我无法相信相同的工艺(即使跨不同批次)会产生一个进入击穿的部件,例如, 10V 和另一个以 30V 进入它的(我有待纠正)。