온도에 따른 특성 변화(광도, 파장, 순방향 전압)LED 램프의 특성은 칩 온도(Tj: 발광하는 접합부의 온도)에 따라 달라집니다. 칩 온도에는 주변 온도와 LED 자체에서 방출되는 열이 모두 포함됩니다. 다음 텍스트는 특성의 일반적인 변경 사항을 설명합니다.
밝기LED 램프에서 방출되는 빛의 양은 Tj가 상승함에 따라 감소합니다. 이는 발광에 기여하지 않는 정공과 전자의 재결합이 증가하기 때문이다. Toshiba의 LED 램프 기술 데이터는 케이스 온도에 대한 광도 특성의 그래프를 보여줍니다(여기서 광도는 25°C에서 1.0으로 표준화됨 - 부록 1 참조). 보증된 작동 온도 범위 내에서 광도는 0.7에서 1.2까지 다양합니다(25°C에서 광도 1.0 기준).
파장광도와 마찬가지로 방출 파장도 주로 온도 변화로 인한 반도체 에너지 갭의 변화로 인해 변화합니다. 파장의 변화 정도는 반도체 재료에 따라 다릅니다. InGaAlP형 LED에서 온도가 상승하면 d가 약 0.1nm/°C만큼 변합니다. 엄격한 파장 표준이 필요한 애플리케이션의 경우 장비의 보장된 작동 온도 범위 내에서 파장의 모든 변화를 고려해야 합니다.
순방향 전압(Vf)특별한 경우를 제외하고 Vf의 변화는 방출 파장의 변화와 같이 반도체 에너지 갭의 변화로 인해 발생합니다. 온도가 상승함에 따라 Vf는 약 2mV/°C 감소합니다. Vf의 변경은 회로 설계에서 주요 고려 사항입니다. LED 램프가 정전류로 작동하는 경우 Vf의 변화는 회로 상수에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 LED 램프가 거의 일정한 전압에서 작동하는 경우 온도가 상승하고 전류가 증가함에 따라 Vf가 하락합니다. 전류가 증가하면 Tj는 더욱 상승하고 Vf는 더욱 하락합니다. 전류는 균형에 도달할 때까지 계속 증가합니다. 반대로 저온에서 Vf는 상승하고 전류는 하강합니다. 정전압에서 회로를 동작시키면 필요한 광도를 얻을 수 없는 경우가 있습니다.
특성의 변동서로 다른 LED 간의 특성 값의 편차는 제조 단계에서 발생합니다. Toshiba는 광도의 최소값을 지정하고 각 전기 특성 매개변수의 최소값 또는 최대값을 지정합니다. 따라서 이러한 변동을 고려하여 광 회로를 설계해야 합니다. 예를 들어, 온도의 변화 외에도 Vf에도 일정한 분포가 있습니다. 회로에 내장 설계 마진이 없는 경우 온도가 변해도 원하는 특성을 계속 얻을 수 있도록 Vf 변동이 큰 장치를 확인해야 합니다. 회로 또는 장비의 특성에 따라 LED 램프 특성 값의 변동량을 제한해야 할 수도 있습니다. 이러한 경우 Toshiba는 특별 표준의 필요성을 조사하고 특별 표준을 적용할 수 있는지 여부를 결정할 것입니다.
가시 LED와 센서 광원의 차이점
LED 램프는 가시광선 방출기입니다. 따라서 LED 표준은 사람이 볼 수 있는 빛을 기반으로 합니다. 따라서 Marktech는 가시 LED를 광학 센서의 광원으로 사용하지 않는 것을 권장합니다. 상대 효율 그림 6은 인간의 눈이 민감한 빛의 파장 특성을 나타내는 발광 효율 곡선을 보여줍니다. 인간의 눈은 약 555nm 파장의 빛에 가장 민감합니다. LED의 광도를 측정할 때 각 파장의 광도 값은 그림 6과 같은 광효율 곡선에 따라 보정되어야 합니다.
그림 6 - 발광 효율 곡선
발광 효율 곡선을 사용하여 측정할 각 파장에 대한 LED 출력을 보정하거나 발광 효율 곡선과 동일한 투과 특성을 갖는 광학 필터를 통해 측정할 LED 출력을 통과시킵니다. 당연히 광검출기의 파장 특성도 고려할 필요가 있다. 광다이오드 또는 CCD 이미지 센서는 광도를 확인하기 위해 광검출기에 사용되는 경우가 있습니다. 이러한 경우 가시 LED의 광도 차이는 단순히 광검출기의 감도 차이 때문이 아닙니다. 예를 들어, 660nm GaA As LED의 광도와 570nm InGaAlP LED의 광도를 간단히 비교하면 후자가 전자보다 광도가 높다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 광다이오드 또는 CCD 이미지 센서가 있는 광검출기의 수신 감도의 파장 특성을 고려하면 660nm GaAlAs LED가 더 높은 출력을 제공합니다. 또한 기술 데이터의 파장 특성 다이어그램은 가시광선 스펙트럼만 보여주고 LED에서 다른 빛이 방출되지 않는다는 것을 나타내지 않습니다. 특히 LED의 종류에 따라 근적외선 영역에서 발광 피크가 클 수 있다. 광다이오드를 사용하여 광도를 측정할 때 적외선을 고려하는 것을 잊지 마십시오.
