Estoy tratando de entender mejor lo que el calor le haría al LED. Entiendo que los LED y el calor no se llevan bien, pero si se colocaran a esta temperatura alta, ¿qué pasaría?
¿Seguirían funcionando? ¿Sería solo su vida y / o rendimiento lo que disminuiría?
Gracias de antemano por cualquier información que pueda proporcionar.
Dave.
Si asumimos que todos los materiales en uso pueden sobrevivir por encima de 260C.
Si asumimos que la temperatura del dispositivo aumenta a un ritmo tal que la diferencia en la expansión térmica de los materiales asociados (oblea, sustrato, conexión eléctrica ...) se puede ignorar & por lo tanto, el dispositivo no se desgarrará durante el aumento de temperatura.
SI asumimos que el dispositivo aún funciona dentro de su capacidad de potencia a estas temperaturas elevadas.
Dejando puramente la física de los semiconductores para reflexionar:
Una de las características afectadas más obvias es el intervalo de banda del material semiconductor.
\ $ E_g (T) = E_g (0) - \ frac {\ alpha T ^ 2} {T + \ beta} \ $
\ begin {array} {| r | r |} \ hline Material & E_g (0) (eV) & \ alpha_E (eV / K) & \ beta_E (K) \\ \ hline GaAs & 1.519 & 5,41 * 10 ^ {- 4} & 204 \\ \ hline Si & 1.170 & 4.73 * 10 ^ {- 4} & 636 \\ \ hline Ge & 0.7437 y amp; 4,77 * 10 ^ {- 4} & 235 \\ \ hline \ end {array}
Con el aumento de la temperatura, hay una disminución en la energía del intervalo de banda. A 260C, para Si, la energía del intervalo de banda ha disminuido a 1.055eV (de 1.17 a -273C, de 1.12 a 22C). Se requiere cada vez menos energía para que un electrón se "excite"
¿Qué significa esto? Con el aumento de la temperatura, la capacidad del silicio dopado para comportarse como un semiconductor disminuye ... sus características tienden hacia el comportamiento intrínseco del material sin dopar a la temperatura equivalente: conductora.
Esto también significa que la capacidad de un LED para funcionar como un LED disminuye.
En 260C, una unión Si P-N aún exhibirá propiedades semiconductoras
La densidad del portador (disminuye), la movilidad (disminuye) & la difusión (aumentos) se ve afectada igualmente por temperaturas que resultan en una capacidad de densidad de corriente reducida.
Cissoid es un fabricante de dispositivos semiconductores de alta temperatura PACKAGED (+ 225C ambiente)
Igualmente, Honeywell ofrece una gama de productos limitada que ofrecerá operar hasta + 300C
AMBOS ponen advertencias en la esperanza de vida (5 años a más de 300)
El embalaje de la mayoría de los LED se degradaría muy rápidamente. El epoxi se descompone a altas temperaturas, y me imagino que el material blando utilizado en algunos LED blancos (¿silicona?) también se degradaría.
Ciertos LED están diseñados para soportar altas temperaturas y probablemente durarían bastante tiempo a esa temperatura (quizás horas) antes de degradarse demasiado si el autocalentamiento se mantiene al mínimo o no se encienden. Estoy hablando de costosos LED herméticos con ventanas de cristal o cuarzo, no de su LED barato de variedad de jardín.
La temperatura de 260 ° C puede verse brevemente durante la soldadura por reflujo IR de los LED normales, pero la exposición se mide en segundos.
Hablando de eso, tendrías que encontrar la manera de unirlos a los cables (soldadura, quizás) ya que la soldadura ordinaria se fundirá.
En funcionamiento, la longitud de onda emitida por el LED aumentaría sustancialmente. El azul tenderá a ser verde o amarillo, y el rojo se deslizará hacia el infrarrojo, y habrá una disminución proporcional en el voltaje directo a una corriente dada.
Lea otras preguntas en las etiquetas led