LED

링크
1. 전자부품
  1. LED
    1. , LED-SMD
    2. , LED-lead
    3. , LED-조명
    4. , LED-모듈
    5. , LED-UV
  2. 다이오드
기술
1. 은 변색
  1. Chemical compatibility of LEDs, 오스람 자료 - 29p
2. 멀티미터로 Vf 측정
  1. DMM R측정 때, 측정 범위에 따라 흐르는 정전류는 1000, 100, 10, 5, 0.5uA 나옴. (3458A만 10오옴 범위에서는 10mA)
    - 소스미터 Vf값과 DMM 저항값과 같다.
측정 시간에 따른 Vf 차이
1. 어떤 red LED에서. 10uA~100mA까지 측정점 101 로그 스윕할 때, 각 측정 delay를 0초, 0.01초, 0.1초 둘 때
  1. 측정 엑셀 파일 - Keithley 2420 으로 측정
  2. 그래프 -
    - 고전류에서는 전류인가 후 측정 delay를 오래둘수록 칩이 뜨거워져 Vf가 올라간다.
2. time constant를 알아낼 수 있는가?
  1. LED 측정 때 전류인가 시간을 얼마나 짧게 해야 하는가?
    1. 5ms~10ms 정도로 짧게 해야하는 이유 중 하나.
방열에 따른 접합온도 측정
1. Blue LED로 실험함
  1. 자료
    1. 서율반도체 W42182 데이터시트
    2. 17/09/12 온도-Vf 측정 엑셀 데이터
  2. 온도에 따른 Vf 측정
    1. 실험 사진
      - 이 제품을 온도챔버에 넣어 측정함.
    2. 그래프
      - 온도프로파일
      - 온도에 따른 Vf, 약 -1.9mV/'C, 실리콘 다이오드 -2mV/'C와 비슷하다.
  3. 전류에 따른 접합온도(junction temperature)
    1. 동영상 - 냉매속에 넣어서, x8배속
    2. 10초 및 20초간(10초 유지보다 더 뜨거워진다.) 해당 전류를 유지하면서 접합 온도 추정
      - 접합온도가 70도가 되려면 공기중에서는 0.7A, 냉매속에서는 1.4A 정도로 전류를 두 배 더 흘릴 수 있다.
  4. If=0.5A, 정지된 공기 중에서 vs 액체속에 담궈서
    - 액체속에 담그면 접합 온도가 쉽게 올라가지 않는다.
  5. If=0.5A, 방열판 기능을 3가지로 조정하면서
    1. 3가지 사진
      - 커팅1
      - 커팅2 - 가장자리 1% 면적정도만 잘라냄
      - 금속덩어리를 덧붙임
    2. 온도 상승 그래프 - 자른면적만큼 온도가 빨리 올라간다. 추가한 금속 열용량만큼 늦게 올라가지만 결국 온도가 같아진다. 연속 사용에서는 방열판이 중요하다. 펄스 사용에서는 패키지 열용량도 중요하다.
      - 원래,커팅1,커팅2+볼트 비교
      - 커팅1,2과 비교 - 실험 잡음내. 더 정교한 실험이 요구된다.
사용전류에 따른 접합온도 측정
1. ITSWELL IWL-R5R35F-TNB, 5mm, RED, 30mA(피크100mA), 최고사용온도 80도
  1. 데이터시트
  2. 15/07/23 김학봉 선물 2500개
  3. 17/09/14
    1. 실험 사진
      - 이 제품을 시험함.
      - 10개 측정
      - still air의 예
      - Vf 측정을 두 계측기로 동시해보니 같은 값. 문제없음.
    2. 기본 실험을 위한 측정 엑셀 데이터
      1. Vf 온도계수 추출
        
        오븐 온도 프로파일
        
        10개 샘플 온도에 따른 Vf
        
        1 Vf 온도계수를 추출함.
      2. 샘플 #1, ~100mA까지 전류를 5분동안 상승시키면서 Vf를 측정하여 이를 pn-접합부 추정 온도로 환산함.
        
        100mA에서 접합부 온도는 약 100도씨로 추정
      3. 샘플 #2,#4 ~300mA까지 전류를 8분 동안 상승시키면서 Vf를 측정하여 이를 pn-접합부 추정 온도로 환산함. 300mA에서 접합부 온도는 약 230도씨로 추정
        
        2
        
        4 전류
        
        4 전력
      4. 샘플 #1, 온도 시상수
        
        온도 시상수는 패키지에 의존하므로 가해주는 전력과 무관하다.
        
        시상수 63.2% 되는점은 약 20초이다.
    3. 다음날, -25~150도까지 측정함.
      1. 가혹실험을 했던 #1으로, 오븐속에 넣어 온도상승 때 open되고 정상을 보이는 경우
    4. C-V 측정
      1. 측정 엑셀 데이터
      2. 역바이어스 전압에 따른 C
      3. 온도에 따른 C (bias=0)
      4. 바이어스 전압에 따른 임피던스(Z 및 phase): C소자에서 R소자로 바뀐다. 특별한 의미없다.
      5. Red, Green, Yellow LED에 따른 임피던스(Z 및 phase): 특별한 의미없다.
  4. 17/09/18 과전류에서 와이어오픈과 정션고장 두 가지 경우
    1. 시간에 따른 측정 및 DC bias에 따른 C 측정 엑셀 데이터
    2. 실험 그래프
      1. 과전류에 의해 오픈될 때
        
        뜨거워져 본딩 오픈이 일어난다.
        
        오픈되어 C값이 측정되지 않는다.
      2. 과전류에 의해 본딩 오픈된 후, 시간이 지나 다시 붙은 경우
        
        오픈되는 순간은 10msec 소요
        
        다이오드이므로 DC bias에 따라 C값이 크게 변한다.
      3. 과전류에 의해 pn접합이 쇼트되는 경우 - 정상적인 LED의 불량 메커니즘
        
        Vf가 낮아진다.(저항이 줄어든다. 빛밝기도 준다.)
        
        고장품의 C값은 정의되지 않는다.
        
        고장품은 저항이 낮아 쇼트 상태이지만, 약간의 pn접합 성질이 남아있다.
직렬연결에서 사용전압에 따른 깜박임 문제 분석
1. ITSWELL IWL-R5R35F-TNB, 5mm, RED, 30mA(피크100mA), 최고사용온도 80도
  1. 63개까지 직렬로 연결하면서 각 5mA, 30mA, 100mA에서 Vf 측정
    1. Vf측정 엑셀 데이터
    2. 결과 그래프
      - 당연히 직렬연결에 따라 Vf는 정비례로 증가한다.
      - 직렬연결에서는 전류가 많이 흐를수록 개별 Vf 편차가 커진다.
  2. 17/09/18 10개 직렬로 연결 후, (최대전압 20V에서) 정격전류보다 8배 인가하면
    1. 오실로스코프로 깜박임 측정 엑셀 데이터
    2. 동영상
  3. 17/09/19 100개 직렬 연결 후 깜빡임 현상 관찰
    1. 오픈 현상 엑셀 데이터 100mA, 90mA, 50mA에서
      1. 100mA에서
      2. 90mA에서
      3. 50mA에서
    2. 실험 사진
      - 63개 @30mA에서 Vf는 117V, 개당 1.86V
      - 100개
      - @100mA에서 Vf는 193V, 개당 1.93V
  4. 17/09/20 200개 직렬 연결 후 깜빡임 관찰
    1. 동영상 - 8배속, 0.1A에서 4분 후 깜빡 동영상
    2. 실험하는 사진
    3. 위 실험 후, 200개 10mA Vf측정 엑셀 데이터
      - 200개 Vf 측정한 결과 아무런 문제가 없음.
    4. 결론: 직렬로 많이 연결할수록(전압을 높일수록) 깜빡임 불량이 관찰되고, 불량품도 개별로 Vf를 측정하면 아무런 문제가 없다.