כמו שכולנו יודעים, מסך גדול LED אלקטרוני ארוז באלפי חרוזי מנורה, אך טמפרטורת הצומת של מנורת LED אינה ברורה לרוב האנשים למעט אנשי מקצוע בתעשיית LED. להלן מבוא קצר על חמשת הגורמים הטמפרטורה בצומת ופתרונות של חרוזי מנורת מסך גדול אלקטרוניים LED על ידי יצרני תצוגת LED הפוטואלקטרית המיני..
המבנה הבסיסי של LED הוא צומת פני מוליך למחצה. כאשר הזרם עובר דרך אלמנט ה- LED, הטמפרטורה של צומת ה- p תעלה. בזמן הזה, אנו מגדירים את הטמפרטורה של אזור צומת ה- p-n כטמפרטורת צומת ה- LED. מכיוון שגודל השבב של הרכיב קטן מאוד, ניתן גם לומר כי הטמפרטורה של שבב ה- LED היא טמפרטורת הצומת.
1. הוכח כי מגבלת יעילות תפוקת האור היא הסיבה העיקרית לעליית טמפרטורת צומת LED. אף על פי שצמיחת חומרים מתקדמת וטכנולוגיית ייצור רכיבים יכולה להמיר את מרבית האנרגיה החשמלית הקלט של לד לאנרגיית קרינת אור, בגלל אינדקס השבירה הגדול בהרבה של חומרי שבבי LED והמדיה שמסביב, חלק גדול מהפוטונים (> 90%) שנוצר בשבב לא יכול לגלוש בצורה חלקה את הממשק. לאחר שהשבב והממשק הדיאלקטרי מייצרים השתקפות מוחלטת, הם חוזרים לשבב ועוברים דרך הממשק פעמים רבות לבסוף, חלק ההשתקפות קולט את חומר השבב או המצע ומשתנה לחום בצורת רטט סריג, מה שגורם לטמפרטורת הצומת לעלות.
2. מכיוון שצומת ה- p-n עצמו פגום, יעילות ההזרקה של המכשיר לא תגיע 100%, זאת אומרת, בנוסף לחיוב (חור) מוזרק לאזור N על ידי אזור p, אזור N יזריק גם את המטען (אֶלֶקטרוֹן) לאזור p כאשר ה- LED עובד. בכללי, הזרקת מטען מהסוג האחרון אינה מייצרת אפקט פוטואלקטרי, אך נצרך בצורה של חימום. גם אם החלק השימושי של המטען המוזרק אינו הופך לאור, חלקם ישתלב עם זיהומים או פגמים באזור הצומת ובסופו של דבר יהפוך לחום.
3. מבנה האלקטרודה הלקוי, לחומר המצע של שכבת החלון או אזור הצומת ולדבק הכסף המוליך יש ערך עמידות מסוים. התנגדויות אלה מתווספות זו לזו כדי ליצור התנגדות סדרתית של רכיבי LED. כאשר הזרם זורם דרך צומת ה- p-n, זה גם יזרום דרך נגדים אלה, וכתוצאה מכך חום ג'ול, וכתוצאה מכך עליית טמפרטורת השבב או טמפרטורת הצומת.
4. מובן מאליו, יכולת פיזור החום של LED היא גורם מפתח נוסף לקביעת טמפרטורת הצומת. אם יכולת פיזור החום חזקה, טמפרטורת הצומת תפחת. לעומת זאת, אם יכולת פיזור החום חזקה, טמפרטורת הצומת תעלה. מכיוון שדבק אפוקסי הוא חומר מוליכות תרמית נמוכה, החום שנוצר בצומת ה- p-n קשה להקרין כלפי מעלה אל הסביבה באמצעות אפוקסי שקוף. רוב החום מקרין כלפי מטה דרך המצע, משחת כסף, צדף, שכבת דבק אפוקסי, PCB וקירור. מובן מאליו, מוליכות תרמית של חומרים קשורים תשפיע ישירות על יעילות אובדן החום של הרכיבים.
5. עבור נורית LED משותפת, ההתנגדות התרמית הכוללת מצומת p-n לטמפרטורת הסביבה היא בין 300 ℃ ו 600 ℃ / W. עבור נורית חשמל עם מבנה טוב, ההתנגדות התרמית הכוללת היא בערך 15 ℃ ל 30 ℃ / W. ההבדל העצום של התנגדות תרמית מצביע על כך שהנורית הנפוצה יכולה לעבוד בדרך כלל רק בתנאי הספק קלט קטן מאוד, וכוח הפיזור של נורית החשמל יכול להיות גבוה ככל רמת וואט או אפילו גבוה יותר.
אז כיצד לפתור את טמפרטורת צומת החרוזים עם מנורת מסך גדול אלקטרונית? ניתן לפתור את זה בשיטות הבאות.
1. הפחת את ההתנגדות התרמית של ה- LED עצמו;
2. מנגנון קירור משני טוב;
3. הפחת את ההתנגדות התרמית בין ה- LED לממשק ההתקנה של מנגנון הקירור המשני;
4. שלוט בכוח הקלט המדורג;
5. הפחת את טמפרטורת הסביבה
במילה, כוח הקלט של ה- LED הוא המקור היחיד להשפעה התרמית של הרכיב. חלק מהאנרגיה הופכת לאנרגיית אור קורנת, ושאר האנרגיה הופכת לחום, ובכך מעלה את הטמפרטורה של הרכיב. מובן מאליו, הדרך העיקרית להפחית את השפעת עליית הטמפרטורה של LED היא לנסות לשפר את יעילות ההמרה האלקטרו-אופטית (ידוע גם כיעילות קוונטית חיצונית) של המכשיר, כך שניתן להמיר כמה שיותר כוח קלט לאנרגיית אור, והדרך החשובה האחרת היא לנסות לשפר את יכולת הפיזור התרמי של המכשיר, כך שהחום שנוצר מטמפרטורת הצומת יכול להיפלט לסביבה שמסביב בדרכים שונות.