Especificaciones y parámetros de los LED

Hay muchos LEDs de diferentes formas, tamaños, potencias. Sin embargo, cada LED siempre está dispositivo semiconductor, que se basa en el paso de corriente a través de la unión p-n en dirección directa, provocando emisión óptica (luz visible).

Básicamente, todos los LED se caracterizan por una serie de características técnicas, eléctricas y lumínicas específicas, de las que hablaremos más adelante. Puede encontrar estas características en la hoja de datos (en la documentación técnica) del LED.

Las características eléctricas son: corriente directa, caída de tensión directa, tensión inversa máxima, disipación de potencia máxima, característica corriente-tensión. Los parámetros de la luz son: flujo luminoso, intensidad luminosa, ángulo de dispersión, color (o longitud de onda), temperatura de color, eficiencia luminosa.

Corriente nominal directa (Si — corriente directa)

La corriente directa nominal es la corriente cuando pasa a través de este LED en la dirección directa, el fabricante garantiza los parámetros de luz de pasaporte de esta fuente de luz.En otras palabras, esta es la corriente de funcionamiento del LED, a la cual el LED definitivamente no se quemará y podrá funcionar normalmente durante toda su vida útil. Bajo estas condiciones, la unión pn no se romperá y no se sobrecalentará.

Además de la corriente nominal, existe un parámetro como la corriente directa máxima (Ifp, corriente directa máxima): la corriente máxima que puede pasar a través de la transición solo mediante pulsos de 100 μs de duración con un ciclo de trabajo de no más de CC = 0,1 (consulte la hoja de datos para conocer los datos exactos)... En teoría, la corriente máxima es la corriente límite que el cristal solo puede manejar durante un breve período de tiempo.

En la práctica, el valor de la corriente directa nominal depende del tamaño del cristal, del tipo de semiconductor y varía desde unos pocos microamperios hasta decenas de miliamperios (aún más para conjuntos LED de tipo COB).

Caída de tensión continua (Vf — Tensión directa)

Una caída de tensión sostenida en la unión pn provoca la corriente nominal del LED. Se aplica un voltaje al LED para que el ánodo tenga un potencial positivo con respecto al cátodo. Dependiendo de la composición química del semiconductor, la longitud de onda de la radiación óptica, las caídas de voltaje directo a través de la unión también difieren.

Por cierto, por la caída de voltaje directo puedes determinar química de semiconductores… Y aquí están los rangos aproximados de caída de voltaje directo para diferentes longitudes de onda (colores de luz LED):

• Los LED infrarrojos de arseniuro de galio con longitudes de onda superiores a 760 nm tienen una caída de voltaje característica de menos de 1,9 V.

• Rojo (p. ej., fosfuro de galio, de 610 nm a 760 nm), de 1,63 a 2,03 V.

• Naranja (fosfuro de galio — de 590 a 610 nm) — de 2,03 a 2,1 V.

• Amarillo (fosfuro de galio, 570 a 590 nm) — 2,1 a 2,18 V.

• Verde (fosfuro de galio, 500 a 570 nm) — 1,9 a 4 V.

• Azul (seleniuro de zinc, 450 a 500 nm) — 2,48 a 3,7 V.

• Violeta (nitruro de indio y galio, 400 a 450 nm) — 2,76 a 4 V.

• Ultravioleta (nitruro de boro, 215 nm): de 3,1 a 4,4 V.

• Blanco (azul o morado con fósforo): alrededor de 3,5 V.

Voltaje inverso máximo (Vr — Voltaje inverso)

El voltaje inverso máximo de un LED, como cualquier LED, es un voltaje que, cuando se aplica a una unión pn en polaridad inversa (cuando el potencial del cátodo es mayor que el potencial del ánodo), el cristal se rompe y el LED falla. algunos LED tienen un voltaje inverso máximo de aproximadamente 5 V. Para ensamblajes COB, incluso más, y para LED infrarrojos, puede ser de hasta 1-2 voltios.

Disipación de potencia máxima (Pd — Disipación de potencia total)

Esta característica se mide a una temperatura ambiente de 25 ° C. Esta es la potencia (a menudo en mW) que la carcasa del LED aún puede disipar de forma continua y no se quemará. Se calcula como el producto de la caída de voltaje por la corriente que fluye a través del cristal. Si se supera este valor (el producto de la tensión y la corriente), muy pronto el cristal se romperá y se producirá su destrucción térmica.

Característica de corriente-voltaje (VAC - Gráfico)

La dependencia no lineal de la corriente a través de la unión p-n con el voltaje aplicado a la unión se denomina característica de corriente-voltaje (abreviada VCA) del LED.Esta dependencia se representa gráficamente en la hoja de datos y, a partir del gráfico disponible, puede ver muy fácilmente qué corriente y qué voltaje pasará a través del cristal LED.

La naturaleza de la característica I — V depende de la composición química del cristal. La característica I — V resulta muy útil en el diseño de dispositivos electrónicos con LEDs, ya que gracias a ella es posible, sin el comportamiento de las medidas prácticas, saber qué tensión se debe aplicar al LED para obtener una corriente dada. Incluso con la ayuda de la característica I — V, es posible elegir con mayor precisión un limitador de corriente para el diodo.

Intensidad luminosa, flujo luminoso

Los parámetros de luz (ópticos) de los LED se miden en la etapa de su producción, en condiciones normales y en la corriente nominal a través de la unión. Se supone que la temperatura ambiente es de 25 °C, se ajusta la corriente nominal y se mide la intensidad luminosa (en Cd — candela) o el flujo luminoso (en lm — lumen).

Se entiende por flujo luminoso de un lumen el flujo luminoso emitido por una fuente isótropa puntual de intensidad luminosa igual a una candela en un ángulo sólido de un estereorradián.

Los LED de baja corriente se caracterizan directamente por la intensidad de la luz, que se indica en milicanales. Una candela es una unidad de intensidad luminosa, y una candela es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite radiación monocromática con una frecuencia de 540 × 1012 Hz, cuya intensidad luminosa en esa dirección es 1/683 W/av.

En otras palabras, la intensidad de la luz cuantifica la intensidad del flujo de luz en una determinada dirección.Cuanto menor sea el ángulo de dispersión, mayor será la intensidad de la luz del LED con el mismo flujo de luz. Por ejemplo, los LED ultrabrillantes tienen una intensidad de luz de 10 candelas o más.

Ángulo de dispersión LED (ángulo de visión)

Esta característica a menudo se describe en la documentación de LED como "medio brillo de doble theta" y se mide en grados (grados-grados-grados). El nombre es solo eso, porque el LED generalmente tiene una lente de enfoque y el brillo no es uniforme en todo el ángulo de dispersión.

En general, este parámetro puede estar en el rango de 15 a 140 °. Los LED SMD tienen un ángulo más amplio que los de plomo. Por ejemplo, 120° para un LED en un paquete SMD 3528 es normal.

Longitud de onda dominante

Medido en nanómetros. Caracteriza el color de la luz emitida por el LED, que a su vez depende de la longitud de onda y de la composición química del cristal semiconductor.

La radiación infrarroja tiene una longitud de onda superior a 760 nm, roja — de 610 nm a 760 nm, amarilla — de 570 a 590 nm, violeta — de 400 a 450 nm, ultravioleta — inferior a 400 nm. La luz blanca se emite utilizando fósforos ultravioleta, violeta o azul.

Temperatura de color (CCT - Temperatura de color)

Esta característica se especifica en la documentación de los LED blancos y se mide en Kelvin (K). Blanco frío (alrededor de 6000 K), blanco cálido (alrededor de 3000 K), blanco (alrededor de 4500 K): muestra con precisión el tono de la luz blanca.

Dependiendo de la temperatura de color, la reproducción del color será diferente, y una persona con diferentes temperaturas de color percibe el blanco de diferentes maneras. La luz cálida es más cómoda, mejor para el hogar, la luz fría es más adecuada para espacios públicos.

Eficiencia lumínica

Para los LED que se utilizan hoy en día para iluminación, esta característica está en la región de 100 lm/W. Los modelos potentes de fuentes de luz LED han superado a las lámparas fluorescentes compactas (CFL), alcanzando 150 lm/W o más. En comparación con las lámparas incandescentes, los LED son más de 5 veces mejores en eficiencia de luz.

Básicamente, la eficiencia de la luz indica numéricamente qué tan eficiente es una fuente de luz en términos de consumo de energía: cuántos vatios se requieren para producir una cierta cantidad de luz, cuántos lúmenes son vatios.

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