Canvis en les característiques relacionades amb la temperatura (luminositat, longitud d'ona, tensió directa)Les característiques d'una làmpada LED canvien segons la temperatura del xip (Tj: la temperatura de la unió que emet la llum). La temperatura del xip inclou tant la temperatura ambient com la calor emesa pel propi LED. El text següent descriu els canvis típics en les característiques.
LluminositatLa quantitat de llum emesa per la làmpada LED disminueix a mesura que augmenta Tj. Això es deu a un augment de la recombinació de forats i electrons que no contribueixen a l'emissió de llum. Les dades tècniques de la làmpada LED de Toshiba mostren gràfics de les característiques de la intensitat lluminosa en relació a la temperatura de la caixa (on la intensitat lluminosa està estandarditzada a 1,0 a 25 °C; vegeu l'apèndix 1). Dins del rang de temperatura de funcionament garantit, la intensitat lluminosa varia de 0,7 a 1,2 (basada en una intensitat lluminosa d'1,0 a 25 °C)
Longitud d'onaIgual que la intensitat lluminosa, la longitud d'ona emesa també canvia, principalment a causa dels canvis en la bretxa d'energia dels semiconductors causats pels canvis de temperatura. L'extensió dels canvis en la longitud d'ona varia segons el material semiconductor; als LED de tipus InGaAlP, un augment de la temperatura fa que d canviï uns 0,1 nm / °C. Per a aplicacions on es requereixen estàndards estrictes de longitud d'ona, s'ha de tenir en compte qualsevol canvi de longitud d'ona dins del rang de temperatura d'operació garantit de l'equip.
Tensió directa (Vf)Excepte en casos especials, els canvis en la Vf, com els canvis en la longitud d'ona emesa, són causats per canvis en la bretxa d'energia dels semiconductors. A mesura que augmenta la temperatura, Vf baixa uns 2 mV/°C. El canvi en Vf és una consideració important en el disseny del circuit. Quan el llum LED funciona amb corrent constant, els canvis en Vf no afecten les constants del circuit. Tanmateix, quan la làmpada LED funciona a una tensió aproximadament constant, Vf cau a mesura que augmenta la temperatura i augmenta el corrent. Un augment del corrent fa que Tj augmenti encara més i Vf baixi encara més. El corrent continua augmentant fins que s'aconsegueix un equilibri. Per contra, a baixes temperatures Vf puja i el corrent baixa. La intensitat lluminosa requerida pot no obtenir-se quan el circuit funciona a una tensió constant.
Fluctuacions en les característiquesLa variació dels valors de les característiques entre els diferents LED es produeix en l'etapa de fabricació. Toshiba especifica un valor mínim per a la lluminositat i un valor mínim o màxim per a cadascun dels paràmetres de les característiques elèctriques. Per tant, els circuits òptics s'han de dissenyar tenint en compte aquestes fluctuacions. Per exemple, a més dels canvis de temperatura, Vf també té una certa distribució. Quan un circuit no té un marge de disseny integrat, els dispositius amb una gran fluctuació de Vf s'han de comprovar per assegurar-se que encara es poden obtenir les característiques desitjades quan canvia la temperatura. Depenent de la característica del circuit o de l'equip, pot ser necessari restringir la quantitat de fluctuació dels valors característics del llum LED. En aquests casos, Toshiba investigarà la necessitat d'un estàndard especial i decidirà si es pot aplicar o no un estàndard especial.
Diferències entre els LED visibles i les fonts de llum del sensor
Les làmpades LED són emissores de llum visible. Per tant, els estàndards LED es basen en la llum visible per als humans. En conseqüència, Marktech no recomana utilitzar un LED visible com a font de llum per a un sensor òptic. Eficiència relativa La figura 6 mostra la corba d'eficiència lluminosa, amb les característiques de longitud d'ona de la llum a la qual és sensible l'ull humà. L'ull humà és més sensible a la llum amb una longitud d'ona d'aproximadament 555 nm. Quan es mesura la lluminositat d'un LED, el valor de la lluminositat a cada longitud d'ona s'ha de corregir segons la corba d'eficiència lluminosa que es mostra a la figura 6.
Figura 6 – Corba d'eficiència lluminosa
Utilitzeu la corba d'eficiència lluminosa per corregir la sortida dels LED per a cada longitud d'ona que s'ha de mesurar o bé passar la sortida dels LED que es mesura a través d'un filtre òptic amb les mateixes característiques de transmissió que la corba d'eficiència lluminosa. Naturalment, també cal tenir en compte les característiques de longitud d'ona del fotodetector. De vegades s'utilitzen fotodiodes o sensors d'imatge CCD en fotodetectors per comprovar la lluminositat. En aquests casos, la diferència entre la lluminositat dels LED visibles no es deu simplement a les diferències en la sensibilitat dels seus fotodetectors. Per exemple, una simple comparació entre la intensitat lluminosa d'un LED GaA As de 660 nm i la d'un LED InGaAlP de 570 nm mostra que aquest últim té una intensitat lluminosa que el primer. Tanmateix, tenint en compte les característiques de longitud d'ona de la sensibilitat de recepció dels fotodetectors amb fotodíodes o sensors d'imatge CCD, el LED GaAlAs de 660 nm té la sortida més alta. A més, el diagrama característic de la longitud d'ona de les dades tècniques mostra només l'espectre de llum visible i no indica que no s'emet cap altra llum del LED. En particular, depenent del tipus de LED, l'emissió pot tenir un gran pic a la zona de l'infraroig proper. Quan feu servir fotodíodes per mesurar la lluminositat, no oblideu tenir en compte la llum infraroja.
