LED의 기본 특성을 설명하는 방법은 무엇입니까?
전계 발광 P-N 접합 장치로서, LED의 특성은 발광 소자로서 P-N 접합의 전기적 파라미터 및 광학 파라미터에 의해 설명될 수 있다.
볼트-암페어 특성은 P-N 접합 장치를 설명하는 데 중요한 파라미터입니다. P-N 접합 성능과 P-N 접합 제조 공정의 장단점에 대한 중요한 지표입니다. 소위 볼트 암페어 특성은 P-N 접합부를 통해 흐르는 전류가 전압에 따라 변하는 특성으로, 오실로스코프에 매우 생생하게 표시 될 수 있습니다. 완전한 볼트암페어 곡선에는 순방향 및 역방향 특성이 포함됩니다. 일반적으로 역특성 곡선은 가파르게 변하고 전압이 특정 임계 값을 초과하면 전류가 기하 급수적으로 증가합니다. 일반적으로 역방향 항복 전압, 역전류 및 순방향 전압의 세 가지 매개 변수를 사용하여 볼트 암페어 특성 곡선을 설명 할 수 있습니다.
순방향 전압 VF는 정격 순방향 전류 하에서 장치 전체의 전압 강하를 말하며, 이는 재료의 금지된 밴드 폭과 관련될 뿐만 아니라 P-N 접합부의 벌크 저항 및 오믹 접촉 저항을 식별합니다. VF의 크기는 전극 제조의 장단점을 어느 정도 반영합니다. 20mA의 순방향 전류에 비해 적색 및 황색 LED의 VF 값은 약 2V인 반면, GaN 기반 녹색 LED 장치의 VF 값은 일반적으로 3V보다 큽니다. 역 누설 전류 IR은 주어진 역전압 하에서 장치를 통해 흐르는 역전류 값을 말하며, 이 값의 값은 장치의 품질에 매우 민감합니다. 일반적으로 5V의 역전압에서 역방향 누설 전류는 10마이크로암페어를 넘지 않아야 하며 지나치게 큰 IR은 접합 특성이 불량함을 나타냅니다. 역 항복 전압은 역전압이 특정 값보다 클 때 역방향 누설 전류가 급격히 증가하여 장치의 역 내전압의 특성을 반영한다는 것을 의미합니다. 특정 장치의 경우 누설 전류의 표준이 다릅니다. 보다 엄격한 경우, 역 누설 전류는 지정된 전압 하에서 10마이크로암페어를 넘지 않아야 합니다.
전기적 특성 외에도 LED 장치의 성능을 설명하기 위해 일련의 광학 매개 변수가 필요하며, 그 중 더 중요한 매개 변수는 장치의 피크 파장 및 광 강도입니다. 가시 광선은 전자기파의 범주에 속하며 파장은 일반적으로 인간의 눈이 인식 할 수있는 것을 표현하는 데 사용될 수 있습니다. 가시광선의 복사에너지는, 일반적으로 가시광선의 파장범위는 380nm와 760nm 사이이다. 파장이 길수록 해당 광자 에너지가 낮아지고 빛의 색이 붉어집니다. 광자의 파장이 짧아지면 빛은 점차 빨간색에서 노란색으로 변한 다음 녹색이 파란색으로 변하여 자주색으로 변합니다. LED 장치의 경우, 방출되는 빛은 피크 λP에서 팽창하며 파장 절반 너비는 일반적으로 10-30nm입니다. 반폭이 작을수록 LED 장치의 재료가 순수할수록 성능이 균일하고 크리스탈이 더 완성됩니다. 섹스도 더 좋습니다. 광도는 일반적으로 문자 Iv로 표시되는 LED 성능의 품질을 측정하는 또 다른 중요한 매개 변수입니다. 광 강도의 정의는 주어진 방향의 빛이 1 칸델라로 단위 고체 각도에서 1 루멘의 빛을 방출하고 그 단위는 칸델라 (cd)로 표현된다는 것입니다. 그 관계는 수식 (6-1)로 나타낼 수 있습니다 :
iv=dφ/dΩ (6-1)
수식에서 φ의 단위는 루멘이고, Iv의 단위는 cd이고, dΩ은 단위 솔리드 각도이며, 단위는 정도입니다. 초고휘도 LED 칩의 정상적인 광도는 일반적으로 30-120mcd 사이입니다. 장치에 패키징 된 후 정상적인 광도는 일반적으로 1cd보다 큽니다.
광속은 LED의 발광 효율을 판단하는보다 객관적인 매개 변수입니다. 단위 시간당 전기 발광체에서 방출되는 광 에너지의 크기를 나타내고, 단위는 루멘(lm)이다. 일반적으로 백열등 및 형광등의 발광 효율은 각각 15lm / w 및 60lm / w입니다. 전구의 힘이 클수록 광속이 커집니다. 고성능 LED 장치의 경우 발광 효율은 20lm / w이며 실험실 수준도 100lm / w에 이릅니다. LED 장치를 조명에 더 빠르게 사용하려면 LED 장치의 발광 효율을 더욱 향상시켜야합니다. 10 년 후에 LED의 발광 효율은 200lm / w에 도달 할 수 있다고 추정됩니다. 그 당시 인류는 고체 광원이 전통적인 광원을 완전히 대체하는 새로운 시대를 열게 될 것입니다.
