Introduction aux paramètres de base de la puce de lampe LED
En tant que dispositif à jonction PN électroluminescent, les caractéristiques de la LED peuvent être décrites par les paramètres électriques de la jonction PN et les paramètres optiques d'un dispositif électroluminescent.
1. La caractéristique volt-ampère est un paramètre important décrivant un dispositif de jonction PN. C'est un indicateur important de la performance de la jonction PN et de la qualité du processus de fabrication de la jonction PN. La caractéristique dite volt-ampère est la caractéristique selon laquelle le courant circulant à travers la jonction PN change avec la tension, ce qui peut être clairement affiché sur l'oscilloscope.
Une courbe volt-ampère complète comprend les caractéristiques directes et inverses. Généralement, la courbe caractéristique inverse change fortement et lorsque la tension dépasse un certain seuil, le courant augmente de manière exponentielle. Généralement, trois paramètres de tension de claquage inverse, de courant inverse et de tension directe peuvent être utilisés pour décrire la courbe caractéristique volt-ampère. La tension directe VF fait référence à la chute de tension entre les deux bornes de l'appareil sous le courant direct nominal. Ceci n'est pas seulement lié à la bande interdite du matériau, mais indique également la résistance volumique et la résistance de contact ohmique de la jonction PN. La taille du VF reflète dans une certaine mesure les avantages et les inconvénients de la production d'électrodes. Par rapport à un courant direct de 20 mA, la valeur VF des LED rouge-jaune est d'environ 2 volts, tandis que la valeur VF des dispositifs à LED bleu-vert à base de GaN est généralement supérieure à 3 volts. Le courant de fuite inverse IR fait référence à la valeur du courant inverse circulant dans l'appareil sous une tension inverse donnée. L'amplitude de cette valeur est très sensible à la qualité de l'appareil. Normalement, sous une tension inverse de 5 volts, le courant de fuite inverse ne doit pas dépasser 10 microampères. Un IR excessif indique de mauvaises caractéristiques de jonction. La tension de claquage inverse signifie que lorsque la tension inverse est supérieure à une certaine valeur, le courant de fuite inverse augmentera fortement, reflétant les caractéristiques de tension de tenue inverse de l'appareil. Pour un appareil spécifique, la norme pour l'amplitude du courant de fuite est différente. Dans des circonstances plus strictes, le courant de fuite inverse ne doit pas dépasser 10 microampères sous la tension spécifiée.
Deuxièmement, en plus des caractéristiques électriques, une série de paramètres optiques doivent être utilisés pour décrire les performances des dispositifs LED, parmi lesquels les paramètres les plus importants sont la longueur d'onde maximale et l'intensité lumineuse du dispositif. La lumière visible appartient à la catégorie des ondes électromagnétiques, et les longueurs d'onde peuvent généralement être utilisées pour exprimer ce que l'œil humain peut ressentir. L'énergie de rayonnement de la lumière visible a généralement une plage de longueurs d'onde de 380 nm à 760 nm. Plus la longueur d'onde est longue, plus l'énergie photonique correspondante est faible et plus la couleur de la lumière est rouge. Lorsque la longueur d'onde du photon devient plus courte, la lumière passe progressivement du rouge au jaune, puis du vert au bleu, jusqu'à ce qu'elle devienne violette. Pour un dispositif à LED, la lumière émise se dilatera au pic λP et sa longueur d'onde à mi-largeur est généralement de 10 à 30 nm. Plus la demi-largeur est petite, plus le matériau du dispositif LED est pur, plus les performances et l'intégrité du cristal sont uniformes. Le meilleur est le sexe. L'intensité lumineuse est un autre paramètre important pour mesurer les performances des LED, généralement représentée par la lettre Iv. La définition de l'intensité lumineuse est que dans une direction donnée, la lumière a 1 flux par unité d'angle solide.
La lumière du brillant est de 1 candela, et son unité s'exprime en candela (cd). La relation peut être caractérisée par la formule (6-1) :
Iv=dφ/dΩ (6-1)
Dans la formule, l'unité de φ est le lumen, l'unité de Iv est cd et dΩ est l'unité d'angle solide et l'unité est le degré. L'intensité lumineuse normale d'une puce LED ultra-lumineuse est généralement comprise entre 30 et 120 mcd. Après avoir été emballé dans un appareil, son intensité lumineuse normale est généralement supérieure à 1cd.
Le flux lumineux est un paramètre plus objectif pour juger de l'efficacité lumineuse des LED. Il représente la quantité d'énergie lumineuse émise par le corps électroluminescent dans une unité de temps, en lumens (lm). Généralement, le rendement lumineux des lampes à incandescence et des lampes fluorescentes est respectivement de 15lm/w et 60lm/w. Plus la puissance de l'ampoule est élevée, plus le flux lumineux est important. Pour un appareil LED performant, le rendement lumineux est de 20lm/w, et le niveau du laboratoire peut atteindre 100lm/w. Pour que les appareils à LED soient utilisés pour un éclairage plus rapide, l'efficacité lumineuse des appareils à LED doit être encore améliorée. On estime qu'au bout de 10 ans, le rendement lumineux des LED peut atteindre 200lm/w. D'ici là, l'humanité inaugurera une nouvelle ère dans laquelle les sources lumineuses à semi-conducteurs remplaceront complètement les sources lumineuses traditionnelles.
