Деградация светодиодов

 

Деградация светодиодов

В процессе работы светодиоды, в отличии от традиционныхе источников света, не излучают тепло. Они проводят его в направлении от p-n перехода к расположенному на корпусе теплоотводу. При этом образуется множеством тепловых сопротивлений: «p-n переход – теплоотвод корпуса», «теплоотвод корпуса – печатная плата», «печатная плата – теплоотвод», «теплоотвод – окружающая среда». Таким образом различают температуру: TB - монтажной платы, TS - подложки, TJ - p-n-перехода, TA - окружающей среды.

Вследствие этого, использование мощных светодиодов связано с потенциальной возможностью чрезмерного увеличения температуры перехода, от которой напрямую зависят надежность и световые характеристики светодиодов. Если соблюдать рекомендации тепловых режимов от производителей, светодиод способен проработать десытки лет. Нарушение же теплового режима (обычно это работа с температурой перехода более 120...125°С) может привести к снижению срока службы до 10 раз. Кроме того, повышение температуры перехода приводит к снижению яркости свечения и смещению рабочей длины волны светодиода. Этот процесс называется - деградация кристала светодиода. Он приводит к разрушению кристалической решетки, в ней появляются дефекты. Эти области попросту грееются и не излучают свет. Также это происхродит из-за электрической миграции материала, из которого сделаны электроды, приваренные к кристаллу. В кристалл проникают атомы металлов, из которых сделаны электроды, и нарушают кристаллическую структуру.

При деградации кристалла возрастает ток утечки, то есть значительная часть тока начинает проходить не через те участки кристалла, которые излучают свет. В результате уменьшается напряжение на электродах светодиода, а значит, уменьшается мощность. Деградация кристалла проявляет себя также снижением напряжения на светодиоде. Эта особенность используется для автоматического отключения вышедшего из строя светодиода.

Следует различать максимальную рабочую температуру светодиода и максимально допустимую температуру p-n-перехода. Срок службы светодиода определяется температурой p-n-перехода. Но поскольку эту температуру можно измерить только в лабораторных условиях с применением сложных и дорогостоящих методов, при проектировании используются математические методы, позволяющие связать ее с температурой в тех или иных точках корпуса светодиода.

Скорость деградации светодиода значительно увеличивается при повышении силы тока свыше номинального значения, а также при повышении температуры. Также возникновение дефектов в кристаллической решетке может происходить от действия статического электричества, поэтому рекомендуется осуществлять монтаж светодиодов с соблюдением стандартных мер по защите от статического электричества.

Вывод: отвод тепла от кристалла светодиода является одним из основных требований при проектировании и производстве светодиодных светильников.

 

 
Баннер
Баннер

Задать вопрос

Нажмите на изображение, чтобы его изменить

Form-Joomla