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大功率LED培训

发布时间:2019-12-18文章来源:博天堂ag,博天堂AG手机版,博天堂ag旗舰 点击数:

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  大功率培训 LED简介 ? Light Emitting Diode ? 英文縮寫成 LED ? 中文意思為 “發光二極管” ? LED是由半導體材料製成的發光元件。 ? 通過電子的運動,將電能轉換為光能。 ? 屬於“固態發光器件”。 ? LED的根本是一个二极管。 第1章 二极管与LED的简介 ? 1.1 二极管的工作原理 ? 1.2 LED的工作原理 ? 1.3 二极管的V-I曲线 LED的V-I曲线 二极管的重要参数 ? 1.6 LED的重要参数 ? 1.7 温度对二极管的影响 ? 1.8 温度对LED的影响 1.1二极管的工作原理 ? 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界 面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时, 由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂 移电流相等而处于电平衡状态。 ? 当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用 使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 ? 当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形 成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流IS。 ? 当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场 强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产 生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。 1.2 LED的工作原理 发光二极管(Light Emitting Diode:LED) 是由化学元素周期表上三价与五价以及二价及 六价元素,混合形成的化合物半导体材料所制 成。LED发光的原理是对化合物半导体施加电 流,让p区的电洞往n区移动, n区的电子向p区 游走,使得电子与电洞在空乏层相互结合,由 於电子由导电带转移至价电带后丧失能阶使得 过剩的能量以光的形式释出能量,进而形成可 见光。 三价与五价、二价及六价元素 1.3 二极管的重要参数 ? 1、最大整流电流IF:是指管子长期运行时,允许通过的最大正向 平均电流。因为电流通过PN结要引起管子发热,电流太大,发热 量超过限度,就会使PN结烧坏。 ? 2、反向击穿电压VBR:指管子反向击穿时的电压值。击穿时,反 向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至因过热而烧毁。一 般手册给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半,以确保管子 安全运行。 ? 3、反向电流IR:指管子末击穿时的反向电流, 其值愈小,则管子 的单向导电性愈好。由于温度增加,反向电流会急剧增加,所以在 使用二极管时要注意温度的影响。 ? 4、正向压降VD:在规定的正向电流下,二极管的正向电压降。小 电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下,约0.6~0.8V,锗二 极管约0.2~0.3V。 1.4 LED的重要参数 ? Vf为产品的顺向电压,即是当我们定义了 某个 LED 所使用的操作电流之后,在那 个电流順向流过的时候,在LED两侧所产 生的电压差。 电压表读值即为 ? If为产品的顺向电流,即是经过计算与试 验,在考虑到寿命、发光性能等特性的前 提下,所建议的操作电流。 ? IR为反向漏电流因LED具有单向导通特性, 所以加以反向电压时,只有极小的漏电流 (IR)通过。IR越大,LED的特性越差。一 般的测试条件为 VR=5v。 ? 产品的If值均为定值而Vf值为一个范围。 在同一批产品中,If 值相同,而Vf值则可 能互有偏差。 电流表读值即为 1.5二极管的特性曲线,二极管处于正向特性区域。正向区又 分为两段: 当0<V<Vth时,正向电流为零,Vth称为死区 电压或开启电压。 当V>Vth时,开始出现正向电流,并按指数规律 增长。 ? 2、反向特性 当V<0时,二极管处于反向特性区域。反向区也 分两个区域: 当VBR<V<0时,反向电流很小,且基本不随 反向电压的变化而变化,此时的反向电流也称反 向饱和电流IS。 当V≥VBR时,反向电流急剧增加,VBR称为反 向击穿电压。 ? 3、击穿特性 当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧增 大,这种现象称为反向击穿。 1.6 LED的特性曲线 ? 红色、黄色VF值为 1.8~2.8 ? 蓝色、绿色VF值为 2.8~3.8 ? 反向电压IR均为5V 不大于10uA Forward Cuttent(mA) Forward Voltage(V) 1.7 温度对二极管的影响 ? 温度对二极管的性能有较大的影 响,温度升高时,反向电流将呈 指数规律增加,如硅二极管温度 每增加8℃,反向电流将约增加 一倍:锗二极管温度每增加12℃, 反向电流大约增加一倍。另外, 温度升高时,二极管的正向压降 将减小,每增加1℃,正向压降 VD大约减小2mV,既具有负的温 度系数。这些可以从右图所示二 极管的伏安特性曲线 温度对LED的影响 ? 1.电性能的影响 LED在使用过程中由于温度升高,内阻 降低,在恒压情况下电流增大后烧毁 ? 2.光性能的影响 LED长期高温点亮会引起光衰,直接影 响使用寿命 第2章 大功率的使用注意事项 ? 2.1产品的散热 ? 2.2产品的驱动 ? 2.3产品的静电防护 2.1产品的散热 ? 对于大功率 LED而言,虽然在封裝上已 经尽量的降低热阻和提高散热量,但产品 在工作中所产生的热量仍然不可忽视。如 果在没有任何散热处理的条件下使用的话, 那么产品的使用寿命是非常短暂的(只有 几分钟甚至更短)。而在散热条件不够好 时,产品长期工作在不被允许的温度下时, 其亮度与寿命将会有显著的衰减。 热阻 thermal resistance ? 热阻:反映阻止热量传递的能力的综合参量。 ? 接触热阻:当热量流过两个相接触的固体的交界面时, 界面本身对热流呈现出明显的热阻,称为接触热阻。产 生接触热阻的主要原因是,任何外表上看来接触良好的 两物体,直接接触的实际面积只是交界面的一部分,其 余部分都是缝隙。热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐 射进行传递,而它们的传热能力远不及一般的固体材料。 ? 减小接触热阻的措施是:①增加两物体接触面的压力, 使物体交界面上的突出部分变形,从而减小缝隙增大接 触面。②在两物体交界面处涂上有较高导热能力的胶状 物体──导热硅脂。 散热 ? 大功率产品在设计上都有一个用来散热的部分,这个部 分在使用过程中必须与LED紧密衔接。散热膏(导热硅 脂)可以帮助我们作到这一点,它可以很好的填补金属 的微观缝隙,提高热量的传导。但我们在使用时也要注 意到散热膏自身也是高热阻的来源,因此要尽可能选择 导热系数高的散热膏,并在使用时要涂抹的均匀和极薄。 ? 散热板的材料自然是要选择高导热的材料,而且要有足 够大的面积,这样才能使产品在使用时温度控制在允许 的范围之内。 ? 产品在使用时会经过焊接操。

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