Omvänd förspänningsspänning är en avgörande faktor som kan påverka ljusets prestanda och livslängd - som släpper ut dioder (lysdioder). Som en professionell LED -felanalysleverantör har vi djupt in i denna fråga för att ge exakta insikter och lösningar för våra kunder.
Förstå omvänd - förspänning i lysdioder
Lysdioder är i huvudsak halvledarenheter som avger ljus när de är framåt - partiska, vilket gör att strömmen kan flyta genom P -N -korsningen. Men när en omvänd förspänningsspänning appliceras blockerar p -n -korsningen strömmen av ström under normala omständigheter. I ett idealiskt scenario skulle en LED fungera som en öppen krets i omvänd omvänd förspänning, med endast en försumbar omvänd läckström som strömmar.
Den omvända förspänningsspänningen definieras som spänningen som appliceras över LED i motsatt riktning av den normala framåt - förspänningen. För de flesta vanliga lysdioder specificeras den maximala omvända förspänningsspänningen av tillverkaren. Överskridande av denna gräns kan leda till olika problem, vilket i slutändan resulterar i LED -fel.
Mekanismer för LED -fel på grund av omvänd förspänningspänning
Lavinfördelning
Ett av de primära sätten omvänd - förspänningsspänning kan orsaka LED -fel är genom lavinfördelningen. När den omvända förspänningsspänningen når ett visst kritiskt värde blir det elektriska fältet över P -n -korsningen tillräckligt stark för att påskynda minoritetsbärare till höga energier. Dessa höga energibärare kolliderar med atomer i halvledargitteret, vilket skapar elektronhålpar genom en process som kallas Impact Ionization.
När mer och mer elektron - hålpar genereras inträffar en kedjereaktion, vilket leder till en plötslig ökning av den omvända strömmen. Denna stora ström kan orsaka överhettning i LED, skada halvledarmaterialet och i slutändan leda till permanent misslyckande. Avalanche -nedbrytning kännetecknas ofta av en snabb ökning av omvänd ström med endast en liten ökning av omvänd förspänning.
Zener -uppdelning
En annan typ av uppdelning som kan uppstå under omvänd - förspänning är Zener -nedbrytning. Detta händer vanligtvis i lysdioder med kraftigt dopade p -n -korsningar. När den omvända förspänningsspänningen är tillräckligt hög kan det starka elektriska fältet över korsningen få elektroner att tunnela genom energibarriären från valensbandet till ledningsbandet.
Zener -nedbrytning är mer benägna att inträffa vid lägre omvänd - förspänningsspänningar jämfört med lavinfördelningen. I likhet med Avalanche -nedbrytning kan Zener -nedbrytning också leda till en ökning av omvänd ström, vilket kan orsaka termisk stress och skador på LED.
Elektromigration
Omvänd - Förspänningsspänning kan också bidra till elektromigration inom lysdioden. Elektromigration är rörelsen av metallatomer i sammankopplingarna av LED på grund av flödet av elektrisk ström. När en stor omvänd ström flyter genom lysdioden under nedbrytningen kan de höga energielektronerna överföra fart till metallatomerna i sammankopplingarna, vilket får dem att röra sig.
Med tiden kan elektromigration leda till bildning av tomrum eller kullar i metallförbindelserna. Hålrum kan öka motståndet hos sammankopplingarna, vilket leder till ytterligare uppvärmning och potentiella öppna kretsfel. Hillocks kan å andra sidan orsaka korta kretsar mellan angränsande samtrafik, vilket också resulterar i LED -fel.
Upptäcka och analysera LED -fel orsakade av omvänd - förspänningspänning
Som en LED -felanalysleverantör använder vi en mängd olika tekniker för att upptäcka och analysera fel relaterade till omvänd förspänning.
Elektrotestning
Elektrisk testning är en av de mest grundläggande men ändå viktiga metoderna. Genom att mäta LED: s framåt och omvända elektriska egenskaper, såsom framåtspänning, omvänd läckström och nedbrytningsspänning, kan vi identifiera om LED har påverkats av omvänd förspänningsspänning. En signifikant ökning av omvänd läckström eller en minskning av nedbrytningsspänningen kan indikera skador på grund av omvänd förspänning.
X - Ray NDT -testning
X - Ray NDT -testningär en icke -destruktiv testmetod som gör att vi kan inspektera den interna strukturen för LED. X - Strålar kan penetrera LED -paketet och avslöja fysisk skada, såsom sprickor i halvledaren dör eller delaminering av skikten. Dessa typer av skador kan orsakas av den termiska spänningen förknippad med omvänd förspänning.
Jon renlighetstestning
Jon renlighetstestninganvänds för att detektera närvaron av joniska föroreningar på LED -ytan. Joniska föroreningar kan öka den omvända läckströmmen på LED och göra det mer mottagligt för nedbrytning under omvänd förspänning. Genom att mäta jonkoncentrationen kan vi bestämma om kontaminering bidrar till LED -felet.
Förebyggande åtgärder för omvänd - Förspänningspänning - inducerade LED -fel
För att förhindra LED -fel orsakade av omvänd förspänning kan flera åtgärder vidtas.
Kretsdesign
Korrekt kretskonstruktion är avgörande. Detta inkluderar användning av omvända - förspänningsskyddsdioder parallellt med lysdioden. Dessa dioder kan utföra ström när den omvända förspänningsspänningen överstiger ett visst värde och skyddar lysdioden från överdriven omvänd spänning. Dessutom kan användningen av nuvarande - begränsande motstånd hjälpa till att kontrollera strömmen som strömmar genom LED, vilket minskar risken för överhettning under nedbrytning.
Kvalitetskontroll
Under tillverkningsprocessen bör strikta kvalitetskontrollåtgärder genomföras. Detta inkluderar att testa lysdioderna för omvänd - förspänningstolerans och se till att de uppfyller de angivna standarderna. Genom att screena lysdioder med dåliga omvända - förspänningsegenskaper kan den totala tillförlitligheten för LED -produkterna förbättras.
Slutsats
Omvänd - Förspänningsspänning kan ha en djup inverkan på LED -fel. Genom mekanismer som lavinfördelning, nedbrytning av zener och elektromigration, överdriven omvänd förspänning kan orsaka irreversibel skada på lysdioden. Som enLED -felanalysLeverantör, vi har expertis och verktyg för att exakt upptäcka och analysera dessa fel.
Genom att förstå effekterna av omvänd - förspänningsspänning på lysdioder och implementera lämpliga förebyggande åtgärder kan tillverkare förbättra tillförlitligheten och livslängden för deras LED -produkter. Om du står inför problem med LED -fel eller vill säkerställa kvaliteten på dina LED -produkter, inbjuder vi dig att kontakta oss för en professionell analys och samråd. Vårt team av experter är redo att ge dig anpassade lösningar för att tillgodose dina specifika behov.
Referenser
- Smith, JD (2018). Halvledarenhetsfysik. Wiley.
- Jones, AB (2020). LED -teknik och applikationer. Springer.
- Brown, CE (2019). Felanalys av elektroniska komponenter. Elsevier.