Изменение характеристик, связанных с температурой (яркость, длина волны, прямое напряжение)Характеристики светодиодной лампы меняются в зависимости от температуры кристалла (Tj: температура перехода, излучающего свет). Температура микросхемы включает в себя как температуру окружающей среды, так и тепло, излучаемое самим светодиодом. Следующий текст описывает типичные изменения характеристик.
ЯркостьКоличество света, излучаемого светодиодной лампой, уменьшается с увеличением Tj. Это связано с увеличением рекомбинации дырок и электронов, которые не вносят вклад в излучение света. Технические данные светодиодных ламп Toshiba показывают графики характеристик силы света в зависимости от температуры корпуса (где сила света стандартизована до 1,0 при 25 ° C - см. Приложение 1). В пределах гарантированного диапазона рабочих температур сила света варьируется от 0,7 до 1,2 (исходя из силы света 1,0 при 25 ° C)
Длина волныКак и сила света, длина излучаемой волны также изменяется, в основном из-за изменений в запрещенной зоне полупроводника, вызванных изменениями температуры. Степень изменения длины волны зависит от материала полупроводника; в светодиодах типа InGaAlP повышение температуры вызывает изменение d примерно на 0,1 нм / ° C. Для приложений, в которых требуются строгие стандарты длины волны, необходимо учитывать любое изменение длины волны в пределах гарантированного диапазона рабочих температур оборудования.
Прямое напряжение (Vf)За исключением особых случаев, изменения Vf, как и изменения излучаемой длины волны, вызваны изменениями в запрещенной зоне полупроводника. При повышении температуры Vf падает примерно на 2 мВ / ° C. Изменение Vf является важным аспектом при проектировании схемы. Если светодиодная лампа работает от постоянного тока, изменения Vf не влияют на постоянные цепи. Однако там, где светодиодная лампа работает при примерно постоянном напряжении, Vf падает с повышением температуры и увеличением тока. Увеличение тока приводит к дальнейшему увеличению Tj и дальнейшему падению Vf. Ток продолжает увеличиваться, пока не будет достигнут баланс. И наоборот, при низких температурах Vf увеличивается, а ток падает. Требуемая сила света не может быть получена, когда цепь работает при постоянном напряжении.
Колебания характеристикРазличия в значениях характеристик между разными светодиодами возникают еще на стадии изготовления. Toshiba указывает минимальное значение яркости и минимальное или максимальное значение для каждого из параметров электрических характеристик. Следовательно, при проектировании оптических схем необходимо учитывать эти колебания. Например, помимо изменения температуры, Vf также имеет определенное распределение. Когда схема не имеет встроенного конструктивного запаса, необходимо проверять устройства с большим колебанием Vf, чтобы гарантировать, что желаемые характеристики все еще могут быть получены при изменении температуры. В зависимости от характеристики схемы или оборудования может потребоваться ограничить величину колебаний значений характеристик светодиодной лампы. В таких случаях Toshiba выяснит, существует ли необходимость в специальном стандарте, и решит, можно ли его применять.
Различия между видимыми светодиодами и сенсорными источниками света
Светодиодные лампы являются излучателями видимого света. Следовательно, стандарты светодиодов основаны на свете, видимом людям. Соответственно, Marktech не рекомендует использовать видимый светодиод в качестве источника света для оптического датчика. Относительная эффективность На рисунке 6 показана кривая световой отдачи, показывающая характеристики длины волны света, к которому чувствителен человеческий глаз. Человеческий глаз наиболее чувствителен к свету с длиной волны около 555 нм. Когда яркость светодиода измеряется, значение яркости на каждой длине волны должно корректироваться в соответствии с кривой световой отдачи, показанной на рисунке 6.
Рисунок 6 - Кривая световой отдачи
Либо используйте кривую световой отдачи, чтобы скорректировать световую отдачу светодиодов для каждой длины волны, которую нужно измерить, либо пропустите световую отдачу, которую нужно измерить, через оптический фильтр с теми же характеристиками пропускания, что и кривая световой отдачи. Естественно, необходимо учитывать и длинноволновые характеристики фотоприемника. Фотодиоды или датчики изображения CCD иногда используются в фотодетекторах для проверки яркости. В этих случаях разница в яркости видимых светодиодов возникает не просто из-за разницы в чувствительности их фотоприемников. Например, простое сравнение силы света светодиода на основе GaA As с длиной волны 660 нм и светодиода на основе InGaAlP с длиной волны 570 нм показывает, что последний имеет более высокую силу света, чем первый. Однако с учетом длинноволновых характеристик чувствительности приема фотоприемников с фотодиодами или ПЗС-датчиков изображения GaAlAs-светодиод с длиной волны 660 нм имеет более высокую мощность. Кроме того, диаграмма характеристик длины волны в технических данных показывает только спектр видимого света и не указывает на то, что светодиод не излучает другой свет. В частности, в зависимости от типа светодиода излучение может иметь большой пик в ближней инфракрасной области. При использовании фотодиодов для измерения яркости не забывайте учитывать инфракрасный свет.
