正向電壓法測量LED燈具的結(jié)溫
隨著綠色低碳理念的倡導(dǎo),具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)的以LED為光源的燈具(以下簡稱“LED燈具”)在全球范圍內(nèi)得到迅猛的發(fā)展。LED燈具的壽命無疑是其質(zhì)量特性的一個(gè)重要指標(biāo)。測量LED結(jié)溫的常用方法有紅外熱像儀法、正向壓降法、光譜法以及光熱阻掃描法等等,其中正向壓降法最為常用。根據(jù)的是LED正向電壓隨溫度變化的原理。
影響鎂合金表面微弧氧化膜層厚度
用微弧氧化技術(shù),以30g/L的磷酸鈉為電解液,利用系統(tǒng)的XRD手段研究了正向電壓對(duì)AZ31鎂合金表面微弧氧化膜層不同厚度的相組成,計(jì)算出晶粒尺寸、晶面間距和殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。結(jié)果表明:電壓不同膜層中各深度相的衍射峰強(qiáng)度、相組成和結(jié)晶度都不同,晶粒尺寸隨電壓增加而變粗,且同一電壓制備的膜層在同一晶向不同厚度的晶粒尺寸不一樣,其值呈至膜層表面距離減小而減小,晶面間距也呈減小趨勢;MgO相組成的涂層殘余應(yīng)力處于拉應(yīng)力,其值隨電壓增加而顯著減小。 2100433B
在外電場作用下,多子將向PN結(jié)移動(dòng),結(jié)果使空間電荷區(qū)變窄,內(nèi)電場被削弱,有利于多子的擴(kuò)散而不利于少子的漂移,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)起主要作用。這個(gè)內(nèi)電場就是二極管導(dǎo)通后的壓降,它是內(nèi)電場形成的,所以不能變化。
實(shí)際上,當(dāng)電流較大時(shí)則要考慮二極管電阻分量的壓降了,目前知道,二極管除了具有PN結(jié),還具有半導(dǎo)體材料的體電阻,封裝綁定線的電阻及引腳的電阻,由于電阻的分壓,隨著電流的增大二極管壓降也會(huì)增大,這些電阻分量在幾百mA至幾A的情況下,壓降是很明顯的,可以認(rèn)為,在小電流時(shí)主要由伏安特性決定壓降,而大電流時(shí)則主要由體電阻決定壓降。
在環(huán)境溫度升高時(shí),正向特性曲線將左移,反向特性曲線將下移,如圖1:正向電壓特性受溫度影響曲線圖所示。在室溫附近,溫度每升高1℃,正向壓降減小2~2.5mV;溫度每升高10℃,反向電流約增大一倍。
不同的材料對(duì)應(yīng)的正向電壓的值不同,相應(yīng)的正向電壓的變化特性也不同。
LED燈根據(jù)顏色不同正向?qū)妷阂膊煌?,一般是發(fā)的光能量越高(波長越短)正向?qū)妷阂苍礁?,例如紅外LED一般是1.3V左右而紅色LED則要大于1.5V(一般要2左右才能點(diǎn)亮),紫外LED則更高(一般...
變?nèi)荻O管正常工作時(shí),應(yīng)加正向電壓。
反向電壓。
當(dāng)電源的正極與二極管的正極相連,電源的負(fù)極與二極管的負(fù)極相連,此時(shí)的電壓為正向電壓;當(dāng)電源的正極與二極管的負(fù)極相連,電源的負(fù)極與二極管的正極相連,此時(shí)的電壓為反向電壓。 二極管是半導(dǎo)體器件,半導(dǎo)體二極管器件的基礎(chǔ)。當(dāng)PN結(jié)兩端加正向電壓(即P側(cè)接電源的正極,N側(cè)接電源的負(fù)極),此時(shí)PN結(jié)呈現(xiàn)的電阻很低,正向電流大(PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài))。相當(dāng)于在兩端加上了正向電壓,它處于導(dǎo)通狀態(tài),電阻很小,此電阻叫正向電阻,只有幾歐姆,如有燈泡和它串聯(lián),燈泡會(huì)發(fā)光;當(dāng)PN結(jié)兩端加反向電壓(即P側(cè)接電源的負(fù)極,N側(cè)接電源的正極),此時(shí)PN結(jié)呈現(xiàn)很高的電阻,反向電流微弱(PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)),這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。?dāng)在兩端加上反向電壓時(shí),它處于截止?fàn)顟B(tài),電阻很大,此電阻叫反向電阻,有幾千歐姆,如有燈泡和它串聯(lián),燈泡不發(fā)光。
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文章基于LED芯片和LED單燈的工作原理和制程工藝,探討了LED芯片封裝以后正向電壓VF升高和降低的常見原因,并提出了改善措施。對(duì)于GaN基雙電極芯片,由于芯片工藝制程或后續(xù)封裝工藝因素,造成芯片表面鍍層(ITO或Ni/Au)與P-GaN外延層之間的結(jié)合被破壞,歐姆接觸電阻變大。對(duì)于GaAs基單電極芯片,由于封裝材料和工藝因素,導(dǎo)致芯片背金(N-electrode)與銀膠,或銀膠與支架之間的接觸電阻變大,從而LED正向電壓VF升高。LED正向電壓VF降低最常見的原因?yàn)樾酒琍N結(jié)被ESD或外界大電流損傷或軟擊穿,反向漏電過大,失去了二極管固有的I-V特性。
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評(píng)分: 4.7
提出了一種通過發(fā)光光譜估計(jì)發(fā)光二極管(LED)正向電壓的方法。推導(dǎo)了LED正向電壓與結(jié)溫的關(guān)系,探討了利用發(fā)光光譜估計(jì)結(jié)溫的方法,從而建立了發(fā)光光譜和正向電壓的聯(lián)系。本文方法不需要直接測量結(jié)溫和理想因子等參數(shù),只由發(fā)光光譜就可得到較為準(zhǔn)確的LED正向電壓值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,正向電壓的光譜估計(jì)值和實(shí)際測量值能夠較好的吻合。
一般情況下,正向電壓1V左右就可以“擊穿”二極管,此時(shí)稱為正向擊穿,不過我們稱之為不導(dǎo)通。工作于正向偏置的PN結(jié),當(dāng)通過的電流過大時(shí),將會(huì)使它的功率損耗過大而燒壞,但由于正向偏置的PN結(jié)兩端電壓很低(鍺PN結(jié)約為0.2V左右,硅PN結(jié)約為0.7V左右),故當(dāng)加在PN結(jié)兩端的正向電壓過大時(shí)會(huì)使PN結(jié)發(fā)生擊穿,稱為正向擊穿。而工作于反向偏置的PN結(jié),當(dāng)反偏電壓過高時(shí),將會(huì)使PN結(jié)擊穿,如擊穿后又未限制流過它的反向擊穿電流,將會(huì)使擊穿成為永久性的、不可逆的擊穿,從而造成其徹底損壞。
《電氣工程名詞》 2100433B
1998年,經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。