Promjene u karakteristikama koje se odnose na temperaturu (svjetlost, valna duljina, prednji napon)Karakteristike LED svjetiljke mijenjaju se prema temperaturi čipa (Tj: temperatura spoja koji emitira svjetlost). Temperatura čipa uključuje i temperaturu okoline i toplinu koju emitira sama LED dioda. Sljedeći tekst opisuje tipične promjene karakteristika.
SvjetlostKoličina svjetlosti koju emitira LED lampa smanjuje se kako Tj raste. To je zbog povećanja rekombinacije rupa i elektrona koji ne doprinose emisiji svjetlosti. Tehnički podaci Toshibine LED svjetiljke prikazuju grafikone karakteristika intenziteta svjetlosti u odnosu na temperaturu kućišta (gdje je intenzitet svjetla standardiziran na 1,0 pri 25°C – vidi Dodatak 1). Unutar zajamčenog raspona radne temperature, jačina svjetlosti varira od 0,7 do 1,2 (na temelju intenziteta svjetlosti od 1,0 na 25°C)
Valna duljinaPoput intenziteta svjetlosti, emitirana valna duljina se također mijenja, uglavnom zbog promjena u energetskom jazu poluvodiča uzrokovanih promjenama temperature. Opseg promjena valne duljine varira ovisno o poluvodičkom materijalu; u LED diodama tipa InGaAlP, porast temperature uzrokuje promjenu d za oko 0,1 nm /°C. Za primjene gdje su potrebni strogi standardi valne duljine, svaka promjena valne duljine unutar zajamčenog raspona radne temperature opreme mora se uzeti u obzir.
Napon naprijed (Vf)Osim u posebnim slučajevima, promjene u Vf, kao i promjene emitirane valne duljine, uzrokovane su promjenama u energetskom jazu poluvodiča. Kako temperatura raste, Vf pada za oko 2 mV/°C. Promjena Vf je glavno razmatranje u dizajnu sklopa. Gdje LED žarulja radi na konstantnu struju, promjene u Vf ne utječu na konstante kruga. Međutim, kada LED lampa radi na otprilike konstantnom naponu, Vf pada kako temperatura raste, a struja raste. Povećanje struje uzrokuje da Tj još više raste, a Vf dalje pada. Struja nastavlja rasti sve dok se ne postigne ravnoteža. Obrnuto, pri niskim temperaturama Vf raste, a struja opada. Potrebna jačina svjetlosti se možda neće postići kada krug radi na konstantnom naponu.
Fluktuacije u karakteristikamaVarijacije u vrijednostima karakteristika između različitih LED dioda nastaju u fazi proizvodnje. Toshiba navodi minimalnu vrijednost za svjetlinu i minimalnu ili maksimalnu vrijednost za svaki od parametara električnih karakteristika. Stoga se optički krugovi moraju projektirati uzimajući u obzir ove fluktuacije. Na primjer, osim promjena temperature, Vf ima i određenu raspodjelu. Kada krug nema ugrađenu konstrukcijsku marginu, uređaji s velikom fluktuacijom Vf moraju se provjeriti kako bi se osiguralo da se željene karakteristike i dalje mogu postići kada se temperatura promijeni. Ovisno o karakteristikama kruga ili opreme, možda će biti potrebno ograničiti količinu fluktuacije u karakterističnim vrijednostima LED žarulje. U takvim slučajevima, Toshiba će istražiti postoji li potreba za posebnim standardom i odlučiti može li se primijeniti poseban standard ili ne.
Razlike između vidljivih LED dioda i izvora svjetlosti senzora
LED žarulje su emiteri vidljive svjetlosti. Stoga se LED standardi temelje na svjetlu vidljivom ljudima. U skladu s tim, Marktech ne preporučuje korištenje vidljive LED diode kao izvora svjetlosti za optički senzor. Relativna učinkovitost Slika 6 prikazuje krivulju svjetlosne učinkovitosti, koja prikazuje karakteristike valne duljine svjetlosti na koju je ljudsko oko osjetljivo. Ljudsko oko je najosjetljivije na svjetlost valne duljine od približno 555 nm. Kada se mjeri svjetlina LED diode, vrijednost svjetline na svakoj valnoj duljini mora se korigirati prema krivulji svjetlosne učinkovitosti prikazanoj na slici 6.
Slika 6 – Krivulja svjetlosne učinkovitosti
Ili koristite krivulju svjetlosne učinkovitosti da ispravite izlaz LED dioda za svaku valnu duljinu koju treba mjeriti ili prođite izlaz LED dioda za mjerenje kroz optički filtar s istim karakteristikama prijenosa kao i krivulja svjetlosne učinkovitosti. Naravno, također je potrebno uzeti u obzir karakteristike valne duljine fotodetektora. Fotodiode ili CCD senzori slike ponekad se koriste u fotodetektorima za provjeru osvjetljenja. U tim slučajevima, razlika između svjetline vidljivih LED dioda nije samo posljedica razlike u osjetljivosti njihovih fotodetektora. Na primjer, jednostavna usporedba između intenziteta svjetla GaA As LED od 660 nm i InGaAlP LED od 570 nm pokazuje da potonji ima jačinu svjetlosti od prvog. Međutim, uzimajući u obzir karakteristike valne duljine prijemne osjetljivosti fotodetektora s fotodiodama ili CCD senzorima slike, 660-nm GaAlAs LED ima veći izlaz. Osim toga, dijagram karakteristike valne duljine u tehničkim podacima prikazuje samo spektar vidljive svjetlosti i ne pokazuje da LED ne emitira drugu svjetlost. Konkretno, ovisno o vrsti LED-a, emisija može imati veliki vrh u bliskom infracrvenom području. Kada koristite fotodiode za mjerenje osvjetljenja, ne zaboravite uzeti u obzir infracrveno svjetlo.
