据我了解,LED 的使用寿命通常约为 25 年,其输出随时间和电流呈指数衰减。
是什么导致退化?我猜测电流正在缓慢地移动晶格中的原子,但究竟发生了什么?
据我了解,LED 的使用寿命通常约为 25 年,其输出随时间和电流呈指数衰减。
是什么导致退化?我猜测电流正在缓慢地移动晶格中的原子,但究竟发生了什么?
这篇文章可能包含您需要了解的所有内容,以了解高效 LED 逐渐失效的原因:
了解高亮度 LED 褪色的原因(Steven Keeping;电子产品供稿;2012-02-21)。
另一方面,由于压力较低(耗散功率较小),指示灯 LED 不太容易发生故障,但机制应该是相同的。
该文章的部分摘录如下:
失败的主要原因
LED 是一种电气设备,因此它可能会出现多种故障。[...] 然而,在实践中,LED 非常可靠,“故障”很可能是由于光输出低于可接受的阈值(通常是初始输出的 70% [...])。这种褪色(或“流明失效”)(在大多数情况下)是由晶圆制造过程中引入芯片的微小螺纹位错触发的。
穿线位错充当晶体较大位错的成核位点。这些是由于运行过程中的发热、LED 开关时的热膨胀和收缩以及振动等机械应力而自然形成的。随着越来越多的位错随着时间的推移发生,非辐射复合的位点数量增加,量子效率下降。(其他一些因素,例如金属从连接引线扩散到半导体中也会导致流明失效,但位错是主要机制。)
[...]
更糟糕的是,引起晶格振动的非辐射复合增加了整体温度。换句话说,随着芯片老化,由于声子数量的增加,在给定的正向电压下,它会越来越热,加速位错的形成和设备的最终消亡。
底线:
PN结的制造不可能是完美的,这会导致晶格中的缺陷。
这些缺陷具有不同的带隙,因此这些位置的电子-空穴复合不会导致光(即光子)发射,但会导致声子(振动量子)的发射。
由于振动、热冲击等,缺陷往往充当晶格变得更加“不规则”的中心(这称为成核)......
声子往往会增加成核效应,因此这种现象具有“正反馈”,并且会随着时间的推移而恶化。
遵守制造商规范有助于控制该问题。