Pourquoi l'intensité de la lumière dans les LED n'augmente-t-elle pas avec le courant après une valeur particulière?

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J'ai lu dans des livres que l'intensité lumineuse d'une LED n'augmente pas au-delà d'une certaine valeur de courant.

La quantité de lumière émise dépend de la combinaison des trous et des électrons. Si c'est le cas, alors que le flux d'électrons augmente dans le circuit, la combinaison efficace doit également augmenter, ce qui entraîne une intensité plus élevée.

Mais généralement pourquoi cela ne se produit-il pas dans une LED au-delà d'une valeur particulière?

led current light semiconductors optoelectronics Andrew Flemming
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Réponses:

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Pour ce que ça vaut, Maxim revendique un mécanisme quelque peu différent (thermique) que celui cité par Dave Tweed:

entrez la description de l'image ici

À mesure que les courants de commande des DEL augmentent pour le multiplexage, les températures internes à l'intérieur des DEL augmentent également. Il y a un point auquel l'augmentation de température provoque une baisse de l'efficacité de conversion des photons, qui, à son tour, annule l'effet de l'augmentation de la densité de courant à travers la jonction. À ce stade, l'augmentation des courants d'attaque peut entraîner une petite augmentation, aucun changement, ou même une diminution des sorties lumineuses de la puce LED.

La différence peut être importante si de très brèves impulsions de courant sont envoyées à la LED.

Spehro Pefhany
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+1 Pour la figure. Mais je ne comprends pas ce que vous venez de dire par "La température annule l'effet de l'augmentation de la densité de courant à travers la jonction".
Andrew Flemming
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@RelevationsSajith: C'est la première partie qui est importante - temperature increase causes a drop in photon conversion efficiency. À mesure que le courant augmente, la LED devient plus chaude; la chaleur diminue l'efficacité. Au-delà d'un certain point, la diminution de l'efficacité due à la chaleur peut être supérieure à l'augmentation du courant supplémentaire.
psmears
L'inertie thermique du semi-conducteur LED devrait permettre une intensité plus élevée si l'impulsion de courant est courte.
cuddlyable3
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Toutes les recombinaisons n'entraînent pas l'émission d'un photon de lumière visible. Seuls ceux qui se produisent dans la jonction PN de la LED elle-même ont l'énergie pour cela, et ce volume peut devenir "saturé" à des niveaux de courant élevés. Lorsque cela se produit, certains électrons et trous traversent complètement la jonction avant de se recombiner dans le matériau en vrac de chaque côté, où ils le font avec une énergie réduite, ce qui entraîne la libération de photons de plus longue longueur d'onde (chaleur).

Dave Tweed
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+1. c'est essentiellement "parce qu'il prend feu avant de pouvoir briller davantage"
Vladimir Cravero
Les électrons peuvent-ils traverser la jonction PN sans se recombiner ??? Parce que je pensais que les électrons se déplacent par les trous d'occupation à travers la jonction d'une extrémité à l'autre.
Andrew Flemming
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Comme les réponses actuelles de Spehro et Dave State, le facteur limitant est la chaleur générée par le courant.

À mesure que le courant augmente, le rendement lumineux augmente, mais à mesure que le courant devient élevé, la jonction de la LED devient chaude. Plus la jonction est chaude, moins la LED devient efficace. Ainsi, vous atteignez un point où l'augmentation du courant diminue réellement le rendement lumineux simplement parce que la LED devient moins efficace pour transformer l'électricité en lumière.

Il est courant d'augmenter l'efficacité d'une LED en la refroidissant via des dissipateurs thermiques. (Aussi appelé par certains "plaques chauffantes" car certaines LED populaires sont pré-montées sur des PCB chargés en cuivre.)

Pour obtenir le meilleur rapport rendement lumineux / courant d'une configuration LED, la pratique générale consiste à utiliser plus d'une LED à cet effet et à la sous-conduire. En utilisant réellement moins de courant par LED, vous êtes récompensé pour plus d'efficacité, mais cela se fait au détriment de l'utilisation de plus de LED dans une conception donnée.

Les LED peuvent également avoir plus de courant pulsé à travers elles que d'avoir un courant constant. Ceci est utilisé à bon escient dans certains équipements d'éclairage de scène ainsi que dans d'autres produits qui utilisent des effets stroboscopiques à haute intensité tels que cette balise de sauvetage .

Globalement, une LED est limitée en intensité par la quantité de chaleur qu'elle génère.

ZizzyDizzyMC
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