Исследование характеристик светодиодных источников света при питании импульсным током

• Автор: Мышонков, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.09.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
Список сокращений и обозначений
Введение
1 Аналитический обзор публикаций
1.1 Конструкция и механизм генерации излучения светодиодов
1.1.1 Механизм протекания тока и генерации излучения в светодиодной структуре, электрические параметры светодиодов
1.1.2 Конструкция светоизлучающего кристалла
1.1.3 Конструкция и параметры светодиодов
1.1.4 Тепловая модель светодиода
1.2 Температурные зависимости работы светодиодов
1.2.1 Температурные зависимости эффективности люминесценции и электрических параметров
1.2.2 Влияние температуры на спектральные характеристики
1.3 Излучение полупроводниковых источников в импульсном режиме
1.3.1 Разогрев кристалла в импульсном режиме
1.3.2 Особенности восприятия импульсного излучения
1.3.3 Управление силой света светодиодов
1.3.4 Схемы питания светодиодов
1.4 Параметры люминофоров, применяемых в светодиодных источниках света
1.5 Выводы по разделу и постановка задач
2 Моделирование тепловых процессов
2.1 Характеристики импульсного тока
2.2 Математическая модель нагрева кристалла при импульсном режиме работы
2.3 Измерение температуры активной области кристалла светодиода

2.3.1 Обоснование выбора методики измерения температуры кристалла светодиода
2.3.2 Методика эксперимента
2.3.3 Результаты исследования динамики разогрева и остывания кристалла
2.3.4 Аппроксимация кривых разогрева и остывания кристалла светодиода
2.3.5 Исследование зависимости температуры кристалла от скважности тока
2.3.6 Исследование зависимости температуры кристалла светодиода от частоты протекающего тока
2.4 Заключение по главе
3 Экспериментальные исследования светотехнических характеристик светодиодов при импульсном режиме работы
3.1 Фотометрия светодиодов
3.2 Исследования спектральных характеристик излучения при различной температуре светодиода
3.2.1 Методика измерений
3.2.2 Результаты измерений спектральных характеристик светодиодов при изменении температуры
3.3 Исследование спектральных характеристик светодиодов в зависимости от режима питания
3.4 Исследование цветовых характеристик светодиодов при питании импульсным током
3.5 Заключение по главе
4 Практическое применение
4.1 Пешеходный светодиодный светофор
4.1.1 Конструкция

4.1.2 Схема управления
4.2 Проектор с импульсным режимом работы
4.3 Методика контроля температуры кристаллов светодиодов при разработке световых приборов на их основе
Основные результаты и выводы
Список использованных источников

ние дефектов описывается моделью светодиода, по которой он представляет собой совокупность включенных параллельно светодиодов (рисунок 1.18 а), соответственно, те участки, сопротивление которых минимально, пропускают больший ток, что вызывает высокое тепловыделение, и соответственно выход их из строя.
В [57] Исследованы спектры излучения красных СД с многоямной структурой при разных температурах окружающей среды, амплитуде, частоте питающего тока. В красных СД с подложкой GaAs существует линия излучения в инфракрасной области, объясняющаяся фотолюминесценцией подложки. При этом, по разностям основной побочной линий можно определять тепловое сопротивление различных слоев структуры. Производились измерения в импульсном режиме (короткие импульсы), когда не происходит разогрев структуры. При увеличении температуры длина волны излучения растет, но этот рост носит нелинейный характер, причем рост длины волны излучения основной полосы носит суперлинейный характер, а побочной -сублинейный. Также измерена зависимость температуры от величины действующего тока (скважности импульсного тока при постоянной амплитуде).
В [58] проводилось исследование влияния импульсных токовых перегрузок на деградацию кристалла током до 2 А, длительность 200-300 мкс. Сравнивая 2 серии СД было обнаружено, что в зависимости от конструкции светодиода и структуры кристалла при данном режиме, происходит выход из строя только одного типа светодиодов. Также на некоторых образцах наблюдался эффект «короткого замыкания» - резкого снижения интенсивности люминесценции при протекании тока. Оно было объяснено локальным выделением тепла, при протекании мощного импульса тока.
В работе [44] исследовались импульсные вольт-амперные характеристики (рисунок 1.19). Величина переходного тока, измеренного после фронта прямоугольных импульсов с временами задержки 50 не - 4 мкс, от амплитуды импульса I(Um) для туннельной составляющей тока на несколько порядков превышает постоянный ток. В области рабочих токов и напряжений раз-