W jaki sposób diody LED powoli ulegają degradacji podczas normalnego użytkowania?

Jak rozumiem, dioda LED ma zwykle żywotność około 25 lat, a moc wyjściowa maleje wykładniczo w funkcji czasu i prądu.

Co powoduje degradację? Zgaduję, że prąd powoli przesuwa atomy w sieci, ale co dokładnie się dzieje?

Prawdopodobnie ten artykuł zawiera wszystko, co musisz zrozumieć, dlaczego diody LED o wysokiej wydajności stopniowo zawodzą:

Zrozumienie przyczyny blaknięcia diod LED o wysokiej jasności (autor: Steven Keeping; Przyczynił się do tego produkt elektroniczny; 21.02.2012).

Z drugiej strony diody wskaźnikowe są znacznie mniej podatne na awarie z powodu mniejszego obciążenia (mniejszej mocy rozproszonej), ale mechanizm powinien być taki sam.

Oto niektóre fragmenty tego artykułu:

Główna przyczyna awarii

Dioda LED jest urządzeniem elektrycznym i jako taka może istnieć na wiele sposobów. [...] W praktyce jednak diody LED są wyjątkowo niezawodne, a „awaria” najprawdopodobniej jest wynikiem spadku mocy świetlnej poniżej akceptowalnego progu (zwykle 70 procent wyjściowej mocy wyjściowej [...]. że blaknięcie (lub „uszkodzenie światła”) jest wywoływane (w przeważającej części) przez niewielkie przemieszczenie gwintu wprowadzone do mikroukładu podczas wytwarzania płytki.

Zwichnięcia wątku działają jak miejsca zarodkowania dla większych zwichnięć kryształu. Powstają naturalnie z powodu nagrzewania się podczas pracy, rozszerzalności cieplnej i kurczenia się przy włączaniu i wyłączaniu diody LED oraz naprężeń mechanicznych, takich jak wibracje. Ponieważ w miarę upływu czasu dochodzi do coraz większej liczby przemieszczeń, rośnie liczba miejsc rekombinacji niepromienistej i spada wydajność kwantowa. (Niektóre inne czynniki, takie jak dyfuzja metalu do półprzewodnika z przewodów łączących również przyczyniają się do uszkodzenia światła, ale przemieszczenia są głównym mechanizmem.)

[...]

Co gorsza, niepromieniujące rekombinacje, które powodują wibracje sieci krystalicznej, zwiększają ogólną temperaturę. Innymi słowy, w miarę starzenia się układu będzie on coraz gorętszy dla danego napięcia przewodzącego ze względu na zwiększoną liczbę fononów, przyspieszając powstawanie przemieszczeń i ostateczną śmierć urządzenia.

Dolna linia:

• Wykonanie połączenia PN nie może być idealne, co prowadzi do niedoskonałości w sieci krystalicznej.

• Niedoskonałości te mają inną przerwę pasmową, tak że rekombinacje dziur elektronowych w tych miejscach nie przyczyniają się do emisji światła (tj. Fotonów), lecz powodują emisję fononów (kwanty wibracyjne).

• Niedoskonałości mają tendencję do działania jako centra, w których sieć staje się coraz bardziej „nieregularna” (nazywa się to zarodkowaniem ) z powodu wibracji, szoków termicznych itp.

• Fonony mają tendencję do zwiększania efektu zarodkowania, więc zjawisko to ma „pozytywne sprzężenie zwrotne” i z czasem się pogarsza.

• Przestrzeganie specyfikacji producenta pomaga utrzymać ten problem pod kontrolą.