Cambios en las características relacionadas con la temperatura (luminosidad, longitud de onda, voltaje directo)Las características de una lámpara LED cambian según la temperatura del chip (Tj: la temperatura de la unión que emite la luz). La temperatura del chip incluye tanto la temperatura ambiente como el calor emitido por el propio LED. El siguiente texto describe cambios típicos en las características.
LuminosidadLa cantidad de luz emitida por la lámpara LED disminuye a medida que aumenta Tj. Esto se debe a un aumento en la recombinación de huecos y electrones que no contribuyen a la emisión de luz. Los datos técnicos de la lámpara LED de Toshiba muestran gráficos de las características de la intensidad luminosa en relación con la temperatura de la carcasa (donde la intensidad luminosa está estandarizada a 1.0 a 25 ° C; consulte el Apéndice 1). Dentro del rango de temperatura de funcionamiento garantizado, la intensidad luminosa varía de 0,7 a 1,2 (basado en una intensidad luminosa de 1,0 a 25 ° C)
Longitud de ondaAl igual que la intensidad luminosa, la longitud de onda emitida también cambia, principalmente debido a cambios en la brecha de energía del semiconductor causada por cambios de temperatura. El alcance de los cambios en la longitud de onda varía según el material semiconductor; En los LED de tipo InGaAlP, un aumento de temperatura hace que d cambie en aproximadamente 0,1 nm / ° C. Para aplicaciones donde se requieren estándares estrictos de longitud de onda, se debe tener en cuenta cualquier cambio en la longitud de onda dentro del rango de temperatura de funcionamiento garantizado del equipo.
Voltaje directo (Vf)Excepto en casos especiales, los cambios en el Vf, como los cambios en la longitud de onda emitida, son causados por cambios en la brecha de energía del semiconductor. A medida que aumenta la temperatura, Vf cae aproximadamente 2 mV / ° C. El cambio en Vf es una consideración importante en el diseño de circuitos. Cuando la lámpara LED funciona con corriente constante, los cambios en Vf no afectan las constantes del circuito. Sin embargo, cuando la lámpara LED funciona a un voltaje aproximadamente constante, Vf cae a medida que aumenta la temperatura y aumenta la corriente. Un aumento en la corriente hace que Tj aumente aún más y Vf caiga aún más. La corriente sigue aumentando hasta que se alcanza un equilibrio. Por el contrario, a bajas temperaturas, Vf aumenta y la corriente disminuye. Es posible que no se obtenga la intensidad luminosa requerida cuando el circuito se opera a un voltaje constante.
Fluctuaciones en las característicasLa variación en los valores de características entre diferentes LED surge en la etapa de fabricación. Toshiba especifica un valor mínimo para la luminosidad y un valor mínimo o máximo para cada uno de los parámetros característicos eléctricos. Por tanto, los circuitos ópticos deben diseñarse teniendo en cuenta estas fluctuaciones. Por ejemplo, además de los cambios en la temperatura, Vf también tiene una cierta distribución. Cuando un circuito no tiene un margen de diseño incorporado, los dispositivos con una gran fluctuación de Vf deben verificarse para garantizar que aún se puedan obtener las características deseadas cuando cambie la temperatura. Dependiendo de la característica del circuito o equipo, puede ser necesario restringir la cantidad de fluctuación en los valores característicos de la lámpara LED. En tales casos, Toshiba investigará la necesidad de un estándar especial y decidirá si se puede aplicar o no.
Diferencias entre LED visibles y fuentes de luz de sensor
Las lámparas LED son emisores de luz visible. Por lo tanto, los estándares de LED se basan en la luz visible para los humanos. En consecuencia, Marktech no recomienda utilizar un LED visible como fuente de luz para un sensor óptico. Eficiencia relativa La Figura 6 muestra la curva de eficiencia luminosa, que presenta las características de longitud de onda de la luz a la que el ojo humano es sensible. El ojo humano es más sensible a la luz con una longitud de onda de aproximadamente 555 nm. Cuando se mide la luminosidad de un LED, el valor de la luminosidad en cada longitud de onda debe corregirse de acuerdo con la curva de eficiencia luminosa que se muestra en la Figura 6.
Figura 6 - Curva de eficiencia luminosa
Utilice la curva de eficiencia luminosa para corregir la salida de los LED para cada longitud de onda a medir o pase la salida de los LED a medir a través de un filtro óptico con las mismas características de transmisión que la curva de eficiencia luminosa. Naturalmente, también es necesario tener en cuenta las características de longitud de onda del fotodetector. Los fotodiodos o sensores de imagen CCD se utilizan a veces en fotodetectores para comprobar la luminosidad. En estos casos, la diferencia entre la luminosidad de los LED visibles no se debe simplemente a las diferencias en la sensibilidad de sus fotodetectores. Por ejemplo, una simple comparación entre la intensidad luminosa de un LED GaA As de 660 nm y la de un LED InGaAlP de 570 nm muestra que este último tiene una intensidad luminosa que el primero. Sin embargo, teniendo en cuenta las características de longitud de onda de la sensibilidad de recepción de los fotodetectores con fotodiodos o sensores de imagen CCD, el LED GaAlAs de 660 nm tiene la salida más alta. Además, el diagrama característico de la longitud de onda en los datos técnicos muestra solo el espectro de luz visible y no indica que el LED no emite ninguna otra luz. En particular, dependiendo del tipo de LED, la emisión puede tener un pico grande en el área del infrarrojo cercano. Cuando utilice fotodiodos para medir la luminosidad, no olvide tener en cuenta la luz infrarroja.
