Là sự khác biệt điện áp thả LED giữa các màu liên kết với năng lượng bước sóng khác nhau?

Đối với tôi, dường như các đèn LED phát ra ánh sáng có ít năng lượng hơn (ví dụ IR và đỏ) có mức giảm điện áp thấp hơn so với các đèn LED có nhiều năng lượng liên quan đến bước sóng của chúng (như màu xanh lam hoặc tia cực tím).

Điều đó sẽ rất hấp dẫn.

Đây có phải là một mối tương quan thực sự hay nó chỉ phụ thuộc vào công nghệ có sẵn?

led

— valerio_new
nguồn

Vâng. Đó là một mối tương quan thực sự. Lưu ý: một số đèn LED có thể sử dụng phốt pho. Nếu vậy, chúng có thể, ví dụ, đèn LED UV với phốt pho trong ống kính. Màu sắc mà người quan sát nhìn thấy sẽ được xác định bởi các photpho. Nhưng nếu không, vâng, năng lượng photon và điện áp chuyển tiếp có liên quan chặt chẽ với nhau.

— mkeith

Không chỉ chính xác, bạn có thể sử dụng nó để tính hằng số Planck! Nhận một loạt các đèn LED của bước sóng được biết đến. Tính tần số của chúng bằng c = fλ . Đo điện áp về phía trước của họ. Tính năng lượng bằng cách nhân với điện tích cơ bản: E = Vq . Bây giờ lô E so với f và độ dốc sẽ là hằng số Planck, h .

— DrSheldon

@mkeith nếu những gì bạn nói là đúng, tại sao khi bước sóng của đèn LED InGaN rút ngắn từ màu xanh đậm sang màu xanh lam đến màu lục lam để làm cho năng lượng của các photon mang theo giảm xuống và Vf tăng?

— Hiểu lầm

@DrSheldon Bạn sẽ phải đo năng lượng bandgap, bù cho các đặc tính nhiệt, sau đó bạn sẽ có tổng lượng năng lượng. Bạn cũng cần phân bố quang phổ và số lượng photon nghệ thuật mỗi bước sóng. Xem liên kết này và cố gắng tính toán ngược từ chỉ biết tổng năng lượng. berthold-bio.com/service-support/support-portal/knowledge-base/... - Tôi sử dụng các công thức từ liên kết đó để tạo ra trang này và thử nghiệm với một quang phổ kế: growlightresearch.com/ppfd/convert.html

— Hiểu lầm

@ Hiểu lầm, tôi sẽ mất nhiều thời gian để tiêu hóa tất cả những gì bạn viết trong câu trả lời của bạn. Nhưng nếu tôi nhìn vào biểu đồ của bạn trích từ sách giáo khoa, có vẻ như năng lượng bandgap và điện áp chuyển tiếp có tương quan khá tốt, ngay cả khi một số điểm AlGaInN nằm trên đường xu hướng.

— mkeith

Câu trả lời:

Mức năng lượng của photon không phải là lý do V _f tăng với mức năng lượng của photon.

Tại sao? Bởi vì điều đó không phải lúc nào cũng xảy ra.

Dưới đây là mức năng lượng 100 Lờimol cho bốn bước sóng của đèn LED InGaN và V _{f của chúng} .

Chú ý khi V _f tăng, năng lượng giảm.

Nguồn V _f : Lumiled Rebel Color Datasheet
Nguồn năng lượng: Làm cách nào để chuyển đổi bức xạ thành thông lượng photon?
và Quang trắc, Radiometrtic, Chuyển đổi lượng tử

Một photon không thể đo được bằng một vôn kế.
Photon và năng lượng mà nó mang theo đã được phát ra từ đèn LED.
Vậy làm thế nào năng lượng của một photon có thể được đưa vào V _f khi nó tắt đi ở tốc độ ánh sáng ra khỏi đèn LED?

Năng lượng photon không đóng góp trực tiếp vào V _f .
Điện trở suất tức thời của vật liệu được sử dụng là yếu tố quyết định V _f

Nhiều năng lượng hơn = ít photon hơn

Câu hỏi này dựa trên thực tế là một photon bước sóng dài hơn mang ít năng lượng hơn một photon bước sóng ngắn hơn.
Một photon đỏ sâu 660nm mang năng lượng 66% như một photon xanh đậm.

Nhưng đó chỉ là một phần của phương trình.

3.76 Pha của các photon xanh sâu 450nm sẽ mang theo 1 watt năng lượng.
5,52 tia của các photon đỏ sâu 660nm sẽ mang theo 1 watt năng lượng.

Đó là nhiều hơn 56% photon đỏ so với màu xanh trên mỗi watt.

Phải mất một electron để tạo 1 photon.
1 Phaolol = 602.214.076.000.000.000

Vì vậy, nó là một loại rửa.
Trong khi màu xanh mang nhiều năng lượng hơn, ít photon xanh hơn được tạo ra trên mỗi watt.
Trong khi màu đỏ mang ít năng lượng hơn, nhiều photon đỏ hơn được tạo ra trên mỗi watt.
Nguồn: Photometric, Radiometrtic, Chuyển đổi lượng tử

Về yêu cầu bồi thường

một điện áp nhất định là cần thiết cho các điện tử để đưa chúng qua vùng cạn kiệt. Các electron giải phóng năng lượng của nó như là một photon.
... bandgap của vật liệu cho bước sóng đặc trưng. Băng thông cao hơn cho bước sóng ngắn hơn.

Trong khi năng lượng trong bandgap xấp xỉ năng lượng quang được giải phóng,
năng lượng bandgap không được biểu thị trong V _f

Năng lượng bandgap xấp xỉ năng lượng quang được giải phóng chỉ khi các đặc tính nhiệt của đèn LED bị bỏ qua.
Nguồn: Điốt phát sáng của E. Fred Schubert

Nếu bạn đã đi đến Digikey và sắp xếp (tăng dần) đèn LED trắng theo V _f
Bạn sẽ tìm thấy trong cột liền kề, hiệu quả (lm / W), đèn LED với hiệu quả rất cao. Sau đó, nếu bạn sắp xếp theo hiệu quả (tăng dần), bạn sẽ thấy V _f cao hơn .

Với nhiều electron được chuyển đổi thành photon (hiệu suất cao hơn), có ít electron hơn làm cho nó thông qua băng thông đến dải dẫn. Các electron trong dải dẫn sẽ thêm vào V _f trong khi các electron được chuyển đổi thành photon không được đưa vào V _f .

— Hiểu lầm
nguồn

Phạm vi bước sóng của đèn LED thương mại có công suất đầu ra một phần tử tối thiểu 5 mW là 360 đến 950nm. Mỗi phạm vi bước sóng được làm từ một họ vật liệu bán dẫn cụ thể, bất kể nhà sản xuất. Nguồn: Photonics - Điốt phát sáng: Một mồi .

Bài viết đáng để đọc.

Hình 1. Hướng dẫn màu LED từ Lumex cung cấp một cái nhìn tổng quan tốt về các loại đèn LED, hóa học và bước sóng khác nhau. Đối với một số giải thích, nếu cần, xem đèn LED và màu (của tôi).

Giống như tất cả các điốt (D của LED), một điện áp nhất định là cần thiết cho các điện tử để đưa chúng qua vùng cạn kiệt. Các electron giải phóng năng lượng của nó như là một photon. Linh cảm của bạn là chính xác và bandgap của vật liệu cho bước sóng đặc trưng. Băng thông cao hơn cho bước sóng ngắn hơn.

Hình 2. Giảm điện áp chuyển tiếp thay đổi theo hiện tại. Đèn LED là gì? .

Dữ liệu cho biểu đồ này được lấy từ nhiều bảng dữ liệu khác nhau và được vẽ cẩn thận. Các đèn LED, tuy nhiên, là từ các nhà sản xuất khác nhau và có một số thay đổi trong điện áp chuyển tiếp.

Chẳng hạn, đèn LED trắng là đèn LED xanh sâu 450nm được phủ photpho chuyển đổi bước sóng. Khi một photon màu xanh đậm được hấp thụ bởi photphor, nó được phát xạ lại ở bước sóng dài hơn (ví dụ: xanh lam-lục lam-lục-đỏ). Vì vậy, đường cong IV màu trắng sẽ giống với đường cong màu xanh đậm trong cùng một dòng sản phẩm. Tôi vẫn đang làm việc này.

— Transitor
nguồn

Mặc dù văn bản sau đây là đúng, năng lượng trong bandgap không được biểu thị trong điện áp chuyển tiếp. Vf là kết quả của điện trở suất của n, p và dopants. ĐÂY LÀ SỰ THẬT, NHƯNG ...: Linh cảm của bạn là chính xác và băng thông của vật liệu cho bước sóng đặc trưng. Băng thông cao hơn cho bước sóng ngắn hơn.

— Hiểu lầm

Nó được liên kết, với một số chi tiết có nghĩa là bạn không thể vẽ một đường thẳng qua tất cả các điểm.

Năng lượng cần thiết để tạo ra một photon ở bất kỳ bước sóng cụ thể nào đặt Vf tối thiểu tuyệt đối mà một diode yêu cầu khi chạy. Thêm vào đó, có những giọt điện áp nhỏ hơn nữa phụ thuộc vào công nghệ cụ thể, các vật liệu cụ thể để tạo ra một chất bán dẫn bandgap cụ thể.

IIRC, màu vàng và màu xanh lá cây đòi hỏi một điện áp rất giống nhau, có lẽ phụ thuộc vào công nghệ. Nhưng nhìn chung, màu đỏ và IR đòi hỏi ít hơn, và màu xanh lam và tia cực tím nhiều hơn, do yêu cầu năng lượng photon.

— Neil_UK
nguồn

Bạn có thể thêm một số chi tiết về những gì có thể được bao gồm trong phụ thuộc công nghệ? Như đã đề cập trong câu trả lời của tôi, tôi gặp khó khăn khi lấy dữ liệu tốt cho các đường cong LED IV của mình. Có sự khác biệt về đèn LED từ các nhà sản xuất khác nhau và kết quả là đường cong màu vàng của tôi dường như có điện áp cao hơn màu xanh lá cây trong khi người ta có thể mong đợi nó nằm giữa màu cam và màu xanh lá cây.

— Transitor

@Transistor thực tế là một diode có 3 điểm nối, hai điểm có kim loại thành bán và chỉ có một điểm bán thành bán, có nghĩa là kim loại đến mối nối bán sẽ có ảnh hưởng đến tổng điện áp chuyển tiếp. Tôi đã chụp từ hông ở đó, cố gắng nhớ lại kết quả từ đường trở về, nhưng từ kết quả của bạn, có vẻ như tôi đã phát hiện ra điều màu vàng / xanh lá cây. Tôi đã tự hỏi liệu có nên đề cập đến argon / kali hay không, vì trong đó bảng tuần hoàn thường theo trọng lượng nguyên tử, ngoại trừ một vài nơi không có, nhưng nó không quá hữu ích.

— Neil_UK

@Transistor Năng lượng photon ít liên quan đến Vf. Liên kết dây không liên quan gì đến Vf. Điện áp chuyển tiếp có liên quan nhiều electron hơn photon. Với hiệu suất cao hơn (photon trên mỗi watt), có ít electron hơn trong bandgap vì nhiều electron đã được chuyển đổi thành electron. Khi một electron trở thành photon, năng lượng điện của nó không còn có thể đo được nữa. Ít electron hơn có nghĩa là điện áp thấp hơn, điện áp thấp hơn có nghĩa là năng lượng nhiệt thấp hơn được tạo ra (chuyển đổi điện) và do đó hiệu quả cao hơn. Phần còn lại là chiều rộng của bandgap và năng lượng cần thiết để vượt qua nó.

— Hiểu lầm

@Neil: Tôi đã không xem xét các mối nối kim loại. Tôi không nghĩ rằng nó đã được đề cập trong các nghiên cứu của tôi, nhiều thập kỷ trước, cũng như trong việc tôi đọc các tạp chí điện tử sở thích. Tôi sẽ theo dõi về điều đó. Cảm ơn bạn.

— Transitor

@Transistor chắc chắn rằng liên kết và dây sẽ có điện trở nhưng nó là tối thiểu (mOhms) và đó là cùng một mức kháng trên tất cả các màu trong cùng một dòng sản phẩm. Giống như điện trở của các cấu trúc dị thể, và điện trở khối của vật liệu thêm vào điện trở nối tiếp và song song bên trong nhưng không liên quan đến năng lượng bước sóng. Nhưng cấu trúc dị thể, và sức đề kháng hàng loạt có liên quan rất nhiều đến Vf.

— Hiểu lầm