Làm thế nào để đèn LED xuống cấp chậm trong sử dụng bình thường?

Theo tôi hiểu, một đèn LED thường có tuổi thọ khoảng 25 năm với đầu ra phân rã theo cấp số nhân như một chức năng của thời gian và hiện tại.

Điều gì gây ra sự xuống cấp? Tôi đoán rằng dòng điện đang di chuyển chậm các nguyên tử xung quanh trong mạng, nhưng chính xác thì chuyện gì xảy ra?

Có lẽ bài viết này chứa tất cả những gì bạn cần để hiểu tại sao đèn LED hiệu suất cao dần thất bại:

Tìm hiểu nguyên nhân mờ dần trong đèn LED có độ sáng cao (Tác giả Steven Keeping; Đóng góp bởi các sản phẩm điện tử; 2012 / 02-21).

Mặt khác, đèn LED chỉ báo ít bị hỏng hơn, do ứng suất thấp hơn (công suất tiêu tán ít hơn), nhưng cơ chế nên giống nhau.

Một số trích đoạn từ bài viết đó như sau:

Nguyên nhân chính của sự thất bại

Một đèn LED là một thiết bị điện, và như vậy có nhiều cách mà nó có thể đi sai. [...] Tuy nhiên, trên thực tế, đèn LED có độ tin cậy đáng kể và Lỗi thất bại rất có thể là kết quả của việc sản lượng ánh sáng giảm xuống dưới ngưỡng chấp nhận được (thường là 70% sản lượng ban đầu [...]. rằng fading (hoặc lỗi lum thất bại) được kích hoạt (đối với hầu hết các phần) bởi các sai lệch ren được đưa vào chip trong quá trình sản xuất wafer.

Sự sai lệch luồng hoạt động như các vị trí tạo mầm cho sự sai lệch lớn hơn của tinh thể. Những hình thức này tự nhiên do sưởi ấm trong quá trình hoạt động, giãn nở nhiệt và co ngót khi đèn LED được bật và tắt, và căng thẳng cơ học như rung động. Khi ngày càng có nhiều sự sai lệch xảy ra theo thời gian, số lượng các vị trí cho sự tái hợp không bức xạ tăng lên và hiệu quả lượng tử giảm xuống. (Một số yếu tố khác, chẳng hạn như khuếch tán kim loại vào chất bán dẫn từ các dây dẫn kết nối cũng góp phần gây ra sự thất bại, nhưng trật khớp là cơ chế chính.)

[...]

Tệ hơn nữa, sự tái hợp không bức xạ gây ra sự rung động của mạng tinh thể thêm vào nhiệt độ chung. Nói cách khác, khi chip già đi, nó sẽ chạy nóng hơn và nóng hơn cho một điện áp chuyển tiếp nhất định do số lượng phonon tăng lên, đẩy nhanh quá trình hình thành trật khớp và sự sụp đổ cuối cùng của thiết bị.

Dòng dưới cùng:

• Chế tạo đường giao nhau PN không thể hoàn hảo và điều này dẫn đến sự không hoàn hảo trong mạng tinh thể.

• Những sự không hoàn hảo này tạo ra một khoảng cách dải khác nhau, do đó sự tái hợp lỗ electron ở những vị trí đó không góp phần vào sự phát xạ ánh sáng (tức là photon), nhưng gây ra sự phát xạ của các phonon (lượng tử dao động).

• Sự không hoàn hảo có xu hướng hoạt động như các trung tâm nơi mạng tinh thể phát triển "không đều" hơn bao giờ hết (điều này được gọi là tạo mầm ) do rung động, sốc nhiệt, v.v ...

• Các phonon có xu hướng làm tăng hiệu ứng tạo mầm đó, do đó hiện tượng này có "phản hồi tích cực" và có xu hướng xấu đi theo thời gian.

• Tuân thủ các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất trong việc kiểm soát vấn đề đó.