LED

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1. 링크
   1. 전자부품
      1. LED
         1. 기술
            1. LED 규격서 분석
         2. 종류
            1. , LED-SMD
            2. , LED-lead
            3. , LED-조명
            4. , LED-모듈
            5. , LED-UV
      2. 다이오드
2. 기술
   1. lumem
      1. 빛에 관한 전력(watt)이다.
      2. 555nm 파장 빛 683루멘은 1W이다.
         1. 백열등 14루멘/W이므로 2% 광효율
         2. 텅스텐 할로겐등은 20
         3. 형광등은 50, compact 형광등은 60
         4. 고압나트륨등은 90
         5. 저압나트륨등(HID포함)은 150
         6. 고압수은등 50
   2. 은 변색
      1. Chemical compatibility of LEDs, 오스람 자료 - 29p
   3. 멀티미터로 Vf 측정
      1. DMM R측정 때, 측정 범위에 따라 흐르는 정전류는 1000, 100, 10, 5, 0.5uA 나옴. (3458A만 10오옴 범위에서는 10mA)
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           소스미터 Vf값과 DMM 저항값과 같다.

   4. 고출력 LED 측정 조건
      1. LED 규격서 분석
3. 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 -
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           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.
4. 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
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              이 제품을 온도챔버에 넣어 측정함.

         2. 그래프
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              온도프로파일

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              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
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              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
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           액체속에 담그면 접합 온도가 쉽게 올라가지 않는다.

      5. If=0.5A, 방열판 기능을 3가지로 조정하면서
         1. 3가지 사진
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              커팅1

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              커팅2 - 가장자리 1% 면적정도만 잘라냄

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              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.
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              원래,커팅1,커팅2+볼트 비교

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              커팅1,2과 비교 - 실험 잡음내. 더 정교한 실험이 요구된다.

5. 사용전류에 따른 접합온도 측정
   1. ITSWELL IWL-R5R35F-TNB, 5mm, RED, 30mA(피크100mA), 최고사용온도 80도
      1. 데이터시트
      2. 15/07/23 김학봉 선물 2500개
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      3. 17/09/14
         1. 실험 사진
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              이 제품을 시험함.

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              10개 측정

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              still air의 예

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              Vf 측정을 두 계측기로 동시해보니 같은 값. 문제없음.

         2. 기본 실험을 위한 측정 엑셀 데이터
            1. Vf 온도계수 추출
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                 오븐 온도 프로파일

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                 10개 샘플 온도에 따른 Vf

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                 1. 1 Vf 온도계수를 추출함.
            2. 샘플 #1, ~100mA까지 전류를 5분동안 상승시키면서 Vf를 측정하여 이를 pn-접합부 추정 온도로 환산함.
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                 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
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                 1. 2
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                 1. 4 전류
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                 1. 4 전력
            4. 샘플 #1, 온도 시상수
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                 온도 시상수는 패키지에 의존하므로 가해주는 전력과 무관하다.

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                 시상수 63.2% 되는점은 약 20초이다.

         3. 다음날, -25~150도까지 측정함.
            1. 가혹실험을 했던 #1으로, 오븐속에 넣어 온도상승 때 open되고 정상을 보이는 경우
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         4. C-V 측정
            1. 측정 엑셀 데이터
            2. 역바이어스 전압에 따른 C
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            3. 온도에 따른 C (bias=0)
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            4. 바이어스 전압에 따른 임피던스(Z 및 phase): C소자에서 R소자로 바뀐다. 특별한 의미없다.
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            5. Red, Green, Yellow LED에 따른 임피던스(Z 및 phase): 특별한 의미없다.
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6. 과전류에서 와이어오픈 고장과 정션고장 두 가지 경우
   1. ITSWELL IWL-R5R35F-TNB, 5mm, RED, 30mA(피크100mA), 최고사용온도 80도
      1. 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
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                 뜨거워져 본딩 오픈이 일어난다.

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                 오픈되어 C값이 측정되지 않는다.

            2. 과전류에 의해 본딩 오픈된 후, 시간이 지나 다시 붙은 경우
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                 오픈되는 순간은 10msec 소요

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                 다이오드이므로 DC bias에 따라 C값이 크게 변한다.

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            3. 과전류에 의해 pn접합이 쇼트되는 경우 - 정상적인 LED의 불량 메커니즘
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                 Vf가 낮아진다.(저항이 줄어든다. 빛밝기도 준다.)

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                 고장품의 C값은 정의되지 않는다.

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                 고장품은 저항이 낮아 쇼트 상태이지만, 약간의 pn접합 성질이 남아있다.

7. 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
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              당연히 직렬연결에 따라 Vf는 정비례로 증가한다.

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              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
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         2. 동영상
            , https://youtu.be/beKsOIZOduM
      3. 17/09/19 100개 직렬 연결 후 깜빡임 현상 관찰
         1. 오픈 현상 엑셀 데이터 100mA, 90mA, 50mA에서
            1. 100mA에서
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            2. 90mA에서
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            3. 50mA에서
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         2. 실험 사진
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              63개 @30mA에서 Vf는 117V, 개당 1.86V

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              100개

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              @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
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         3. 위 실험 후, 200개 10mA Vf측정 엑셀 데이터
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              200개 Vf 측정한 결과 아무런 문제가 없음.

         4. 결론: 직렬로 많이 연결할수록(전압을 높일수록) 깜빡임 불량이 관찰되고, 불량품도 개별로 Vf를 측정하면 아무런 문제가 없다.