Bagaimana menggambarkan karakteristik dasar LED?
Sebagai perangkat sambungan PN electroluminescent, karakteristik LED dapat dijelaskan oleh parameter listrik sambungan PN dan parameter optik sebagai perangkat pemancar cahaya.
Karakteristik volt-ampere merupakan parameter penting untuk menggambarkan perangkat sambungan PN. Ini adalah indikator penting dari kinerja sambungan PN dan pro dan kontra dari proses fabrikasi sambungan PN. Yang disebut karakteristik volt-ampere adalah karakteristik bahwa arus yang mengalir melalui sambungan PN berubah dengan tegangan, yang dapat ditampilkan dengan sangat jelas pada osiloskop. Kurva volt-ampere lengkap mencakup karakteristik maju dan mundur. Biasanya, kurva karakteristik terbalik berubah tajam, dan ketika tegangan melebihi ambang batas tertentu, arus akan meningkat secara eksponensial. Umumnya, tiga parameter tegangan tembus balik, arus balik dan tegangan maju dapat digunakan untuk menggambarkan kurva karakteristik volt-ampere.
Tegangan maju VF mengacu pada penurunan tegangan di perangkat di bawah arus maju pengenal, yang tidak hanya terkait dengan lebar pita terlarang material, tetapi juga mengidentifikasi resistansi massal dan resistansi kontak ohmik dari sambungan PN. Ukuran VF mencerminkan keuntungan dan kerugian dari fabrikasi elektroda sampai batas tertentu. Relatif terhadap arus maju 20 mA, nilai VF LED merah dan kuning sekitar 2 volt, sedangkan nilai VF perangkat LED hijau berbasis GaN biasanya lebih besar dari 3 volt. Arus bocor balik IR mengacu pada nilai arus balik yang mengalir melalui perangkat di bawah tegangan balik yang diberikan, dan nilai nilai ini sangat sensitif terhadap kualitas perangkat. Biasanya pada tegangan balik 5 volt, arus bocor balik tidak boleh lebih besar dari 10 mikroamp, dan IR yang terlalu besar menunjukkan karakteristik sambungan yang buruk. Tegangan tembus terbalik berarti bahwa ketika tegangan balik lebih besar dari nilai tertentu, arus bocor balik akan meningkat tajam, yang mencerminkan karakteristik tegangan penahan balik perangkat. Untuk perangkat tertentu, standar arus bocor berbeda. Dalam kasus yang lebih ketat, arus bocor balik harus tidak lebih dari 10 mikroamp di bawah tegangan yang ditentukan.
Selain karakteristik kelistrikan, serangkaian parameter optik juga diperlukan untuk menggambarkan kinerja perangkat LED, di antaranya parameter yang lebih penting adalah panjang gelombang puncak dan intensitas cahaya perangkat. Cahaya tampak termasuk dalam kategori gelombang elektromagnetik, dan panjang gelombang biasanya dapat digunakan untuk mengekspresikan apa yang dapat dilihat oleh mata manusia. Energi radiasi cahaya tampak, umumnya rentang panjang gelombang cahaya tampak adalah antara 380nm dan 760nm. Semakin panjang panjang gelombang, semakin rendah energi foton yang sesuai, dan semakin merah warna cahaya. Ketika panjang gelombang foton menjadi lebih pendek, cahaya secara bertahap akan berubah dari Merah menjadi kuning, kemudian hijau menjadi biru, hingga menjadi ungu. Untuk perangkat LED, cahaya yang dipancarkannya akan memuai pada puncak P, dan lebar setengah panjang gelombangnya biasanya 10-30nm. Semakin kecil setengah lebarnya, semakin murni bahan perangkat LED, semakin seragam kinerjanya, dan semakin lengkap kristalnya. Seks juga lebih baik. Intensitas cahaya adalah parameter penting lainnya untuk mengukur kualitas kinerja LED, biasanya diwakili oleh huruf Iv. Definisi intensitas cahaya adalah bahwa cahaya dalam arah tertentu memancarkan 1 lumen cahaya dalam satuan sudut padat sebagai 1 candela, dan satuannya dinyatakan dalam candela (cd). Hubungannya dapat direpresentasikan dengan rumus (6-1):
IV=dφ/dΩ (6-1)
Dalam rumus, satuan adalah lumen, satuan Iv adalah cd, dan dΩ adalah satuan sudut padat, dan satuannya adalah derajat. Intensitas cahaya normal dari chip LED ultra-terang umumnya antara 30-120mcd. Setelah dikemas ke dalam perangkat, intensitas cahaya normal biasanya lebih besar dari 1cd.
Fluks bercahaya adalah parameter yang lebih objektif untuk menilai efisiensi bercahaya LED. Ini mewakili ukuran energi cahaya yang dipancarkan oleh benda electroluminescent per satuan waktu, dan satuannya adalah lumens (lm). Umumnya, kemanjuran cahaya lampu pijar dan lampu fluoresen masing-masing adalah 15lm/w dan 60lm/w. Semakin besar kekuatan bohlam, semakin besar fluks bercahaya. Untuk perangkat LED berkinerja tinggi, efisiensi cahaya adalah 20lm/w, dan tingkat laboratorium juga mencapai 100lm/w. Agar perangkat LED yang digunakan untuk penerangan lebih cepat, efisiensi pencahayaan perangkat LED harus lebih ditingkatkan. Diperkirakan setelah 10 tahun, efisiensi cahaya LED bisa mencapai 200lm/w. Pada saat itu, umat manusia akan mengantarkan era baru di mana sumber cahaya solid-state sepenuhnya menggantikan sumber cahaya tradisional.
