为什么 LED 中的光强度在特定值之后不随电流增加?

电器工程 引领 当前的 半导体 光电子学
2022-01-27 21:05:12

我在书中读到,LED 的光强度不会增加超过一定的电流值。

发射的光量取决于空穴和电子的组合。如果是这样,那么随着电路中电子流的增加,有效组合也必须增加,从而导致更高的强度。

但通常为什么在超过特定值的 LED 中不会发生这种情况?

3个回答

并非所有的复合都会导致发射可见光光子。只有在 LED 本身的 PN 结内出现的能量才有能量,而且这个体积在高电流水平下会变得“饱和”。当这种情况发生时,一些电子和空穴会一路穿过结,然后在两侧的块状材料中重新结合,在那里它们以降低的能量进行结合,从而释放出更长波长(热)的光子。

对于它的价值,Maxim声称与 Dave Tweed 所引用的机制(热)有所不同:

在此处输入图像描述

随着用于多路复用的 LED 驱动电流增加,LED 内的内部温度也会增加。温度升高会导致光子转换效率下降,这反过来又抵消了通过结的电流密度增加的影响。此时,增加驱动电流会导致 LED 芯片的光输出略有增加、没有变化甚至减少。

如果向 LED 提供非常短暂的电流脉冲,则差异可能很重要。

就像 Spehro 和 Dave 状态的当前答案一样,限制因素是电流产生的热量。

随着电流增加,光输出增加,但随着电流变高,LED 的结变热。结越热,LED 的效率就越低。因此,您达到了增加电流实际上会降低光输出的地步,这仅仅是因为 LED 在将电转化为光方面的效率降低。

通常的做法是通过散热器冷却 LED 来提高 LED 的效率。(也被少数人称为“热板”,因为一些流行的 LED 预先安装在载铜的 PCB 上。)

为了从 LED 设置中获得最佳光输出/电流比,一般做法是为此目的使用多个 LED 并对其进行欠驱动。通过实际上每个 LED 使用更少的电流,您可以获得更高的效率,但是这是以在任何给定设计中使用更多 LED 为代价的。

与恒定电流相比,LED 还可以有更多的脉冲电流通过它们。这在某些舞台灯光设备以及其他使用高强度频闪效果的产品(例如此Rescue Beacon )中具有很好的效果。

总的来说,LED 的强度受到其产生的热量的限制。