Warum sind "moderne" Hochleistungs-LEDs leichter zu beschädigen als "alte" LEDs?

Ich habe ein paar "alte" LEDs aus den späten 80ern und frühen 90ern. Die roten und grünen 5-mm-LEDs (Bernstein war eine Seltenheit, Blau war damals "unmöglich"). Da ich nicht sehr schlau war, habe ich sie mit einer 9-V-Batterie ohne Widerstand getestet und überraschenderweise haben sie diese Erfahrung immer überlebt.

Schneller Vorlauf ins dritte Jahrtausend: Ich habe im Internet mehrere Dutzend transparente LEDs mit hoher Effizienz (oder sollte ich sie als „hohe Helligkeit“ bezeichnen, die ohne Datenblatt schwer zu sagen sind) gekauft. Sie sind superhell, aber als ich einmal versuchte " Oh, hier ist eine 9-V-Batterie: Mal sehen, welche Farbe das ist ", starben sie fast augenblicklich nach einem schwachen Blitz, der mir sagte: " Ich war blau, du # @@ #! "

(So: https://www.youtube.com/watch?v=7IoyYj6BJlc )

Jetzt ist mir klar, dass ein Widerstand erforderlich ist, um den Strom zu begrenzen, aber meine Frage ist, was genau die LED tötet oder anders ausgedrückt: Warum überleben LEDs mit "alter Technologie"?

Hängt es mit der Tatsache zusammen, dass "alte" LEDs die Rekombination zwischen Leitung und Valenzband eines stabilen PN-Übergangs ausnutzten, während "neue" LEDs auf exotischeren Etherostrukturen basieren, die Quantentöpfe erzeugen? Oder liegt es daran, dass beim „alten“ Herstellungsprozess größere Matrizen oder dickere Bonddrähte oder Materialien verwendet wurden, die so verlustbehaftet waren, dass sie selbst genügend Serienwiderstand lieferten?

Ich glaube, ich schulde eine Antwort auf meine zwei toten blauen LEDs.

BEARBEITEN : Ich habe gerade die Erfahrung mit einer 'alten' roten LED wiederholt: Ich kann sie ohne Probleme für Sekunden eingeschaltet lassen, indem ich denselben Akku verwende, der die 'neue' LED gezappt hat.

Neue BEARBEITUNG: Während ich die LEDs einige Sekunden lang aufleuchten lassen kann, habe ich es geschafft, eine zu sprengen, als ich versuchte, den Strom zu messen. Sie sind also schwerer zu beschädigen, aber doch nicht unsterblich. Versuchte drei - vier weitere alte LEDs und ich kann bestätigen, dass sie mindestens eine Sekunde lang (scheinbar) unversehrt überleben. Neue LEDs sterben fast sofort ab. Ich werde später versuchen, den Strom in einem kontrollierten Setup zu messen, möglicherweise mit kurzen Impulsen.

Ich liebe den Geruch von brennendem GaAs am Morgen.

Ja, neuere LEDs sind auch statisch empfindlich. Ich habe dies auf die harte Tour gelernt, als ich eine Charge blauer SOIC-Chips mit einem (mir unbekannten) Lötkolben mit defekter Masse getestet habe, der später bei> 30 V schwebte. Ich kann Ihnen versichern, dass die LEDs nach dieser Erfahrung nicht funktionierten und es keine Hitze war, als eine einzige Berührung einer Seite einer Diode bei 100 ° C sie ruinierte. Einige fingen an zu blinken wie wahnsinnige Blitze, andere starben einfach vollständig.

Übrigens sind neuere LEDs, die auf Quantentöpfen basieren, auch sehr empfindlich gegenüber ionisierender Strahlung. Ich habe dies gelernt, indem ich über Leute gelesen habe, die sich in die Ruinen von Tchernobyl und Fukushima wagen. Die weißen LEDs in ihren Höhlenlampen fingen oft an zu flackern und versagten schließlich bei überlebensfähigen (für Menschen) Strahlungsdosen. Siliziumkarbid ist weniger vorhanden, scheitert aber letztendlich. Gerüchten zufolge wird die LED-Technologie aus der Zeit des Kalten Krieges noch heute für das ISS Zvezda-Modul und das Progress-Raumschiff verwendet. Ich habe auch festgestellt, dass einige blaue LEDs auf GaN-Basis als Varicaps verwendet werden können, in einigen Fällen ohne Auswirkung des Helligkeitsverlusts. Der Mechanismus kann 100pF-Änderungen erzeugen, die mit einem teuren Teil vergleichbar sind.

Wenn Sie es wirklich wissen wollen, müssen Sie das Experiment mit LEDs wiederholen, für die Sie ein Datenblatt erhalten haben, und mit der aktuellen Messung. Vergleichen Sie den gemessenen Strom mit dem Datenblatt, insbesondere mit den absoluten Maximalwerten. Durchsuchen Sie das Datenblatt nach unterschiedlicher Dauer des maximalen Stroms.

Es gibt viele verschiedene Gründe, warum sie schneller ausfallen können. Es kommt jedoch auf eine Überhitzung des Halbleiterübergangs im Gerät an. Lassen Sie uns einige davon aufzählen:

1) Die neuen Geräte sind heller, was bedeuten könnte, dass der Chip größer ist, um eine größere Emissionsfläche zu erhalten. Ein größeres Gerät fließt mehr Strom und sieht daher aus wie ein Gerät mit niedrigerem Widerstand. Bei Anschluss an 9 V erscheint eine größere Last, die mehr Wärme in die gleichen thermischen Strukturen abgibt. Die Temperatur steigt schneller an und stirbt somit früher ab.

2) Die neuen Geräte fließen aufgrund eines unterschiedlichen Prozesses mehr Strom. Ein höherer Strom bedeutet mehr Stromverbrauch, was bedeutet, dass ... Sie die einfachen Überlegungen anstellen.

3) Die LED mit höherem Wirkungsgrad ist für niedrigere Strombegrenzungen ausgelegt, weil ... nun, sie benötigt keinen höheren Strom, um die gleiche Lichtmenge zu erzeugen. Das bedeutet, dass es empfindlicher gegenüber Überstrom ist.

Im Wesentlichen gibt es hier nichts zu lernen. Das "Experiment" wird nicht gesteuert, Sie untersuchen das Gerät nicht vor oder nach dem "Test" und, was noch wichtiger ist, Sie haben diese Geräte nur als "alt" und "neu" charakterisiert. Welcher Hersteller ist das?

Moderne LEDs mit hoher Helligkeit sind so konzipiert, dass sie mit hoher Frequenz getaktet werden können. Dies hilft, die Verbindungsstelle abzukühlen, da sie nicht zu 100% eingeschaltet ist.

Die übliche Steuerung moderner LEDs sowie das Stroboskopieren erfolgt durch Strom- und nicht durch Spannungssteuerung. Alle (modernen) LED-Treiberschaltungen sind Stromregelung, nicht Spannungsregelung.

Aus diesem Grund sind sie gegenüber Überspannung weitaus weniger tolerant als alte LED-Gehäuse (von denen einige breite Spannungsbereiche über dem Diodenübergang hatten) und weitaus flüchtiger, wenn eine feste Gleichspannung über den Übergang angelegt wird, ohne gestreichelt zu werden.

Überprüfen Sie das Datenblatt auf max. Gate-Strom bei modernen LEDs haben einen relativ niedrigen Widerstand und versuchen, mehr Strom zu ziehen, als sie als Wärme abführen können, und braten sich folglich sehr schnell.

In diesen Datenblättern finden Sie die V / mA-Pegel. Sie werden deutlich sehen, dass die Leuchtkraft durch den Strom gesteuert wird. Geben Sie einer modernen LED unbegrenzten Strom und es arbeitet zu hart und wie Sie nach einem kurzen Blitz gesehen haben, ist pffffttt!

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0026/0900766b80026dcc.pdf

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/14a3/0900766b814a37c6.pdf