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LED发光二级管光衰解说

发布时间:2021-10-12 文章出自:http://www.tzled.net/

            LED发光二级管光衰解说


  最常见的发光二极管(和镭射二极管)的失效是逐渐降低光输出和效率损失。然而,瞬间的失效也是有可能会发生。晶核成长过程中的差排可能导致光辐射在差排的结合形成使得活性区域衰减的机制;意味着晶格中有存在缺陷,并可以经由热、高的电流密度及光的放射来加速其发生。

  砷化镓及砷化铝镓相较于砷磷化镓、砷磷化铟镓及磷化铟是比较容易受这个机制所影响,基于活性区域的不同性质,氮化镓及氮化铟镓则对这类的缺陷更为敏感,不管怎样,高的电流密度可以导致原子的迁移电子跳离活性区域引出差排和点缺陷,看起来像是非光辐射的结合来产生热而非光,电离辐射同样的也会造成这样的缺陷,使得LED存在辐射电路局限的问题(例如在光绝缘体中),早期的红光因而有显著的短寿命情况。

  白光LED光二极管通常使用一或多种的萤光粉,萤光粉会受到热跟寿命的影响而衰减并降低效率,导致产出的光色改变。

  高的电子流在高的温度下会使得金属原子从电极扩散至活性区域,有些材料,尤其是氧化铟锡和银就容易有电子迁移的情形;有些状况,尤其是GaN/InGaN的二极管,阻挡层金属被使用来阻碍电子的迁移,机械的应力、高的电流和腐蚀性的环境可能会使得细小的连结发生导致短路的情形。

  高功率LED对电流的拥挤敏感,不均匀的电流密度分布在接合点(junction)上,可能会产生局部的热点,存在热烧毁的风险,基板的不均匀导致热传导损失,使得问题变得更严重,常见的是来自于焊接材料的孔洞或是电子迁移效应和Kirkendall空洞,热烧毁是LED常见的失效。当光的输出超出了临界水平而导致琢面(facet)烧熔时,雷射二极管可能会有激烈的光学损坏。有些塑胶封装的材质会因为热的缘故而变黄,导致局部波长的光被吸收而影响波长。突然间的失效常常是因为热应力所致,当环氧树脂的封装达到玻璃转移温度时,树脂会很快速的膨胀,在半导体和焊点接触的位置产生机械应力来弱化或扯断它,而在非常低的温度时则会让封装产生裂痕。

  静电的放电也可能产生半导体接合点(junction)立即的失效,特性的永久漂移及潜在的损坏都会导致衰减的速率增加,接合在蓝宝石基板上的发光二极管及雷射,对ESD的损害更为敏感。
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