LEDの仕様とパラメータ
さまざまな形状、サイズ、電力の LED が多数あります。ただし、各 LED は常に 半導体デバイスこれは、p-n 接合を順方向に電流が通過することに基づいており、発光 (可視光) を引き起こします。
基本的に、すべての LED は電気的および光に関する多くの特定の技術的特性によって特徴付けられますが、これについては後で説明します。これらの特性は、LED のデータシート (技術文書内) で確認できます。
電気的特性は、順電流、順電圧降下、最大逆電圧、最大消費電力、電流-電圧特性です。ライトのパラメータは次のとおりです。 光束、光度、散乱角、色（または波長）、色温度、発光効率。
順定格電流 (If — 順電流)
定格順電流は、この LED を順方向に通過するときの電流であり、メーカーはこの光源のパスポート ライト パラメータを保証しています。言い換えれば、これは LED の動作電流であり、LED が絶対に焼き切れず、耐用年数全体にわたって正常に動作できる電流です。このような条件下では、pn 接合は破壊されず、過熱することはありません。
定格電流に加えて、ピーク順電流 (Ifp - ピーク順電流) などのパラメータがあります。これは、デューティ サイクルが 100 μs 以下のパルスによってのみ遷移を通過できる最大電流です。 DC = 0.1 (正確なデータについてはデータシートを参照) …理論的には、最大電流は水晶振動子が短時間しか処理できない制限電流です。
実際には、公称順電流の値は結晶のサイズや半導体の種類によって異なり、数マイクロアンペアから数十ミリアンペアまで変化します（COB タイプの LED アセンブリの場合はさらに大きくなります）。
連続電圧降下 (Vf — 順電圧)
pn 接合における継続的な電圧降下により、LED の定格電流が発生します。アノードがカソードに対して正の電位になるように、LEDに電圧が印加されます。半導体の化学組成、光放射の波長に応じて、接合部での直流電圧降下も異なります。
ちなみに、直流電圧降下で判断できます。 半導体化学…そして、さまざまな波長 (LED 光の色) のおおよその順方向電圧降下の範囲は次のとおりです。
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760 nm を超える波長の赤外ガリウムヒ素 LED の特性電圧降下は 1.9 V 未満です。
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赤 (例: リン化ガリウム - 610 nm ～ 760 nm) - 1.63 ～ 2.03 V。
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オレンジ (リン化ガリウム - 590 ～ 610 nm) - 2.03 ～ 2.1 V。
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黄色 (リン化ガリウム、570 ～ 590 nm) — 2.1 ～ 2.18 V。
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緑色 (リン化ガリウム、500 ～ 570 nm) — 1.9 ～ 4 V。
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青 (セレン化亜鉛、450 ～ 500 nm) — 2.48 ～ 3.7 V。
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バイオレット (窒化インジウムガリウム、400 ～ 450 nm) — 2.76 ～ 4 V。
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紫外線 (窒化ホウ素、215 nm) — 3.1 ～ 4.4 V。
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白 (蛍光体を含む青または紫) - 約 3.5 V。
最大逆電圧 (Vr — 逆電圧)
LED の最大逆電圧は、他の LED と同様に、pn 接合に逆極性で印加された場合 (カソード電位がアノード電位より高い場合) に結晶が破壊し、LED が故障する電圧です。一部の LED の最大逆電圧は約 5 V です。COB アセンブリの場合はさらに高く、赤外線 LED の場合は最大 1 ～ 2 ボルトになる可能性があります。
最大電力損失 (Pd — 総電力損失)
この特性は、周囲温度 25 °C で測定されます。これは、LED ハウジングが継続的に放散でき、焼き切れない電力 (通常は mW) です。これは、水晶を流れる電流と電圧降下の積として計算されます。この値（電圧と電流の積）を超えると、すぐにクリスタルが破損し、熱破壊が発生します。
電流-電圧特性 (VAC - グラフ)
pn 接合を流れる電流の、接合に印加される電圧に対する非線形依存性は、LED の電流電圧特性 (略称 VAC) と呼ばれます。この依存関係はデータシートにグラフで示されており、利用可能なグラフから、どの電圧でどのような電流が LED クリスタルを通過するかを非常に簡単に確認できます。
I - V 特性の性質は結晶の化学組成によって異なります。 I - V 特性は、実際の測定を行わなくても、LED にどのような電圧を印加すればよいかを知ることができるため、LED を備えた電子デバイスの設計に非常に役立ちます。与えられた電流。 I - V 特性を利用しても、ダイオードの電流リミッターをより正確に選択できます。
光度、光束
LED の光 (光学) パラメータは、通常の条件下で、接合部を流れる公称電流で、製造段階で測定されます。周囲温度が 25 °C であると仮定し、公称電流を設定し、光の強度 (Cd — カンデラ単位) または光束 (lm — ルーメン単位) を測定します。
1 ルーメンの光束は、1 ステラジアンの立体角で 1 カンデラに等しい光度をもつ点等方性光源から放射される光束として理解されます。
低電流 LED は、ミリチャネルで示される光の強度によって直接特徴付けられます。カンデラは光度の単位であり、1 カンデラは周波数 540 × 1012 Hz の単色放射線を発する光源の特定の方向の光度であり、その方向の光度は 1/683 W / av です。
言い換えれば、光強度は、特定の方向の光束の強度を定量化します。散乱角が小さいほど、同じ光束における LED の光強度は大きくなります。たとえば、超高輝度 LED の光強度は 10 カンデラ以上です。
LEDの散乱角（画角）
この特性は、LED のドキュメントでは「ダブルシータ半輝度」として説明されることが多く、度 (度-度-度) で測定されます。 LED には通常集束レンズがあり、散乱角全体にわたって明るさが均一ではないため、この名前が付けられています。
一般に、このパラメータは 15 ～ 140 °の範囲になります。 SMD LED はリード LED よりも広角です。たとえば、SMD 3528 パッケージの LED の場合は 120° が正常です。
主波長
ナノメートル単位で測定されます。これは LED が発する光の色を特徴付け、その色は波長と半導体結晶の化学組成に依存します。
赤外線の波長は 760 nm を超え、赤色 - 610 nm ～ 760 nm、黄色 - 570 ～ 590 nm、紫 - 400 ～ 450 nm、紫外線 - 400 nm 未満です。白色光は、紫外線、紫色、または青色の蛍光体を使用して放射されます。
色温度 (CCT - 色温度)
この特性は白色 LED のドキュメントで指定されており、ケルビン (K) で測定されます。冷白色（約6000K）、温白色（約3000K）、白色（約4500K） - 白色光の陰影を正確に表示します。
色温度に応じて演色性が異なり、色温度が異なる人には白の見え方が異なります。暖かい光はより快適で家庭に適しており、冷たい光は公共スペースに適しています。
光効率
現在照明に使用されている LED の場合、この特性は 100 lm/W 程度です。LED 光源の強力なモデルはコンパクト蛍光灯 (CFL) を上回り、150 lm/W 以上に達しています。 LEDは白熱灯と比べて光効率が5倍以上優れています。
基本的に、光効率は、エネルギー消費の観点から光源がどの程度効率的であるかを数値的に示します。特定の量の光を生成するために何ワットが必要か、つまりワット数は何ルーメンであるかということです。