{"id":12601,"date":"2023-08-25T23:42:59","date_gmt":"2023-08-25T23:42:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www2.iled-lights.com\/?p=12601"},"modified":"2023-08-25T23:43:19","modified_gmt":"2023-08-25T23:43:19","slug":"what-is-led-junction-temperature-and-how-to-reduce-it","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/what-is-led-junction-temperature-and-how-to-reduce-it-a10.html","title":{"rendered":"Cos'\u00e8 la temperatura di giunzione del LED e come ridurla"},"content":{"rendered":"

1. Cos'\u00e8 la temperatura di giunzione del LED?<\/p>\n

La struttura di base dell'LED \u00e8 una giunzione P-N a semiconduttore. Gli esperimenti indicano che la temperatura della giunzione P-N aumenter\u00e0 e, quando la corrente attraversa l'elemento LED, in senso stretto, la regione di temperatura della giunzione P-N \u00e8 definita come la temperatura di giunzione dell'LED. Di solito, a causa delle piccole dimensioni dei chip degli elementi, la temperatura del chip dell'LED pu\u00f2 essere considerata la temperatura di giunzione.<\/p>\n

2. Quali sono le cause della temperatura di giunzione LED?<\/p>\n

Il funzionamento LED provoca il seguente aumento della temperatura di giunzione in cinque:<\/p>\n

A. La struttura elettrodo imperfetta, il substrato dello strato di finestra o dell'area della giunzione del materiale e l'adesivo conduttivo di argento presentano un determinato valore di resistenza. Questi resistori, sommandosi tra loro, costituiscono la resistenza in serie dell'elemento LED. Quando la corrente fluisce attraverso la giunzione P-N, passa anche attraverso questi resistori, generando calore di Joule e provocando il rialzo della temperatura del chip o della giunzione.<\/p>\n

B. A causa dell'impossibilit\u00e0 di una perfezione estrema della giunzione P-N, l'efficienza di iniezione dell'elemento non raggiunge il 100%. Ad esempio, durante il funzionamento del LED, oltre alle cariche (buche) iniettate dalla zona P alla zona N, le cariche (elettroni) sono anche iniettate dalla zona N alla regione P. In condizioni normali, l'iniezione di cariche successiva non produce l'effetto fotoelettrico e viene consumata sotto forma di calore. Anche la parte utile delle cariche iniettate non si trasforma completamente in luce; una porzione ricombina nelle impurit\u00e0 o nei difetti della regione di giunzione e diventa infine calore.<\/p>\n

C. La pratica ha dimostrato che il limite dell'efficienza luminosa \u00e8 la causa principale dell'aumento della temperatura di giunzione LED. Attualmente, la crescita di materiali avanzati e il processo di fabbricazione dei componenti permettono di convertire la grande maggioranza dell'energia immessa nei LED in radiazione luminosa. Tuttavia, a causa dell'alto indice di rifrazione del materiale del chip LED rispetto al mezzo circostante, la maggior parte dei fotoni generati internamente dal chip ( 90%) non riesce ad attraversare l'interfaccia. Si verifica riflessione totale all'interfaccia tra il chip e il mezzo, i fotoni tornano all'interno del chip e, dopo molteplici riflessioni interne, vengono infine assorbiti dal materiale del chip o del substrato e si trasformano in calore sotto forma di vibrazione reticolare, provocando l'aumento della temperatura di giunzione.<\/p>\n

D. Apparentemente, la capacit\u00e0 di dissipazione del calore dell'elemento LED \u00e8 determinante per il livello della giunzione (giunzioni a temperatura alta o bassa \u00e8 una condizione critica). Quando la capacit\u00e0 di raffreddamento diminuisce, la temperatura della giunzione si abbassa; al contrario, se la capacit\u00e0 di raffreddamento aumenta, la temperatura della giunzione salir\u00e0. Poich\u00e9 l'adesivo epossidico \u00e8 un materiale a bassa conducibilit\u00e0 termica, il calore generato alla giunzione P-N \u00e8 difficile da dissipare verso l'alto all'ambiente attraverso l'epossidico trasparente; la maggior parte del calore si disperde verso il basso attraverso il substrato, una pasta d'argento, guscio e tubetto, strati di adesivo epossidico, PCB e dissipatore. \u00c8 evidente che la capacit\u00e0 di condurre il calore dei materiali correlati influir\u00e0 direttamente sull'efficienza della dissipazione termica dei componenti. Per un LED di tipo comune, la resistenza termica totale dalla regione della giunzione P-N alla temperatura ambientale \u00e8 compresa tra 300 e 600 \u00b0C\/W; per un elemento LED di tipo potenza ben strutturato, la resistenza totale \u00e8 di circa 15-30 \u00b0C\/W. Le enormi differenze nella resistenza termica fanno s\u00ec che gli elementi LED di tipo comune funzionino correttamente solo in condizioni di potenza in ingresso molto piccola, mentre la dissipazione di potenza dei componenti a potenza pu\u00f2 essere sufficientemente grande da raggiungere livelli di watt anche superiori.<\/p>\n

\"Test
Test della giunzione LED<\/figcaption><\/figure>\n

3. Ridurre la temperatura della giunzione del LED?<\/p>\n

A. ridurre la resistenza termica del LED stesso;<\/p>\n

B. adeguato meccanismo di raffreddamento secondario;<\/p>\n

C. Per ridurre la resistenza termica tra il LED e il meccanismo di raffreddamento secondario \u00e8 installata un'interfaccia;<\/p>\n

D. Controllare la potenza di ingresso nominale;<\/p>\n

E. Temperatura ambiente pi\u00f9 bassa<\/p>\n

La potenza di ingresso del LED \u00e8 l'unica fonte dell'effetto termico dell'elemento; parte dell'energia viene convertita in radiazione di energia luminosa, mentre il resto si trasforma infine in calore, aumentando cos\u00ec la temperatura dell'elemento. Ovviamente, il metodo principale per ridurre l'effetto termico del LED \u00e8 cercare di migliorare l'efficienza di conversione elettro-ottica dei componenti (nota anche come efficienza quantistica esterna), affinch\u00e9 la maggior parte della potenza di ingresso si trasformi in energia luminosa. Un altro modo importante \u00e8 cercare di migliorare la capacit\u00e0 di dissipazione del calore dei componenti, affinch\u00e9 la temperatura del giunzione generata dal calore venga trasferita all'ambiente circostante, distribuendosi attraverso vari mezzi.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

1. What is LED junction temperature? The basic structure of the LED is a semiconductor P-N junction. The experiments indicate that the P-N junction temperature will rise, and when the current flows through the LED element, the strict sense, put the P-N junction region of temperature is defined as the junction temperature of the LED. […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":12602,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-12601","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news-and-blog"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12601","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12601"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12601\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12605,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12601\/revisions\/12605"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12602"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12601"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12601"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iled-lights.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12601"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}