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Muchas veces lo hacemos mucho mejor de lo que pensamos.

La sabiduría convencional acerca de LEDs dice que su máxima tensión inversa \$V_{R(max)}\$ es bastante limitado, por lo general en los 5V-8V gama.

Así, para la experimentación de los efectos, yo quería traer un LED en descomposición controlada, el uso de mi actual fuente de alimentación limitada.

Por supuesto que yo esperaba el real de la tensión de ruptura a ser un poco más alto que el reportado garantizado \$V_{R(max)}\$, pero yo nunca podría haber esperado el resultado que he encontrado. He probado con diferentes tipos de "el cheapo" sin marca Chino indicador Led (3 mm y 5 mm, rojo, verde, azul, amarillo y blanco) y me los pude traer en el desglose de la región, incluso en 32V (donde mi fuente de alimentación alcanzó su máximo)!

Por lo tanto quería para corroborar mi hipótesis y me sistemáticamente examinada muchas de las hojas de datos (alrededor de 40) de los dispositivos actuales (estándar de 3mm y 5mm LEDs, para ambos indicadores y aplicaciones de iluminación) de diferentes fabricantes (por ejemplo, Vishay, Nichia, Kingbright, Fairchild, Cree). Casi todos ellos reportaron una \$V_{R(max)}=5V\$, con algunos Vishay dispositivos nominal en 6V.

Yo estaba muy intrigado. OK, los fabricantes tienden a ser conservadores, pero una >25V margen parecía un poco demasiado alto. Después de todo, lo que garantiza un \$V_{R(max)}=25V\$ (o algo así) podría hacer que los LEDs buenos candidatos para algunas aplicaciones útiles o permitir el circuito de simplificaciones (por ejemplo, no hay necesidad de proteger los LEDs de bajo voltaje inverso picos). De todos modos, que sería otra bala en la lista de la gente de marketing se podría presumir!

Por supuesto, mi prueba fue limitado a una docena de LEDs de fabricante desconocido, pero supongo que ellos no pueden ser mejores que las de fuentes de confianza. O ¿tengo la experiencia de una especie de revocó la ley de Murphy, donde he encontrado la única caja de LEDs en el planeta con tal característica?!?

Pregunta(s): Es mi búsqueda de algo que es conocido en la industria? ¿Por qué siguen la especificación de LEDs con tan baja un \$V_{R(max)}\$ cuando los dispositivos reales parece ser mucho mejor? ¿Me olvido de algo?

EDITAR

(para aclarar algunos puntos que posiblemente se le pida comentarios/respuestas que en realidad no me dan las explicaciones que me gustaría conseguir)

Cosas que ya sabemos

  • Destaca más allá de la absoluta max calificaciones reportadas en la hoja de datos podría dañar el dispositivo, y por lo general se daño, si las tensiones están más allá de los límites.

  • Cuando se superan esos max calificaciones no se puede exigir nada desde el fabricante. Usted está en sus el propio en un territorio desconocido. Usted no puede demandar a él ni a quejarse.

  • No sane diseñador el uso de una parte en su diseño fuera de las especificaciones dadas en la hoja de datos. Los buenos diseñadores se asegurará de que la parte se quedará muy por debajo de la indicada max calificaciones. Como decía al principio, yo estaba experimentando, a propósito de entrar en terreno desconocido para verificar mis expectativas y mis conocimientos sobre la inversa de ruptura.

Mi hipótesis (posiblemente mal; y si se equivocan me gustaría saber por qué)

  • El principal factor limitante para cualquier diodo max voltaje inverso de clasificación es su tensión de ruptura. En otras palabras, usted puede de manera segura polarización inversa de un diodo tan fuertemente como se desee hasta la rotura (ya sea Zener o de avalancha) entra en acción.

  • Desglose no es destructivo en sí mismo. El aumento repentino de la corriente inversa provoca un gran aumento en la potencia disipada, especialmente en el reverso de los voltajes, por lo tanto el PN de unión será destruido, a menos que usted limitar la corriente de alguna manera.

  • Los LEDs de avería mecanismo no es diferente de la de otros PN de unión de los diodos, como los rectificadores de silicio o Zeners.

  • Puesto que los LEDs no están diseñados (como opuesto a Zeners) para trabajar en el desglose, la BD de voltaje no es un bien de parámetro especificado, por lo que la fabricación de dispersión podría ser bastante grande. Por lo tanto, los fabricantes de elegir un adecuado margen de seguridad y declarar que como la máxima tensión inversa.

  • A pesar de que algunos margen de seguridad es necesaria, no puede ser enorme. Si mal no recuerdo, BD tensión depende de los niveles de dopaje y de la geometría de los metalúrgicos de las uniones y de los parámetros de influencia del diodo características cuando está polarizado hacia adelante. Si el modo de "especificaciones" de que el LED tiene que ser razonablemente consistente, por lo que el dopaje y la geometría debe ser; por lo tanto, también BD valores de tensión no puede ser tan salvajemente propagación.

Lo que me desconcertó y me hace pensar que hay más cuestiones, más allá de la protección de un LED de entrar en descomposición

  • Tan grande es la diferencia entre la potencia nominal máx voltaje inverso y real de la BD de voltaje (por lo menos +400%) debe significar algo y debe tener una justificación. Dados los supuestos anteriores, no puedo creer que el mismo modelo de LED puede tener una BD voltaje de propagación que grande, es decir, no puedo creer que el mismo proceso (incluso a través de los diferentes lotes) puede producir una parte que entra en descomposición, por ejemplo, 10V y otro que entra a 30V (me pongo de pie para ser corregido).

41voto

Spehro Pefhany Puntos 90994

Sí, esto es ampliamente conocido. Cualquiera que haya probado sabe que. El morir de los fabricantes saben.

No se especifica Led para más de 5V voltaje inverso porque no iba a aumentar de forma notable las ventas (es decir. muy pocos necesidad de que la capacidad) y requeriría que ellos realmente se considera cada tipo de LED y ¿cual es el voltaje que puede soportar (tal vez de 12V para algunos, tal vez 80V para los demás). También puede ser a largo plazo problemas de fiabilidad que requieren cuantificación o, posiblemente, un cambio en el diseño de LED para mitigar.

Los 5V de calificación proviene de la tensión inversa experimentado por un LED conducido en una matriz de una 5V de alimentación con push-pull controladores, que es una de las pocas veces en que deliberadamente polarización inversa de un LED (parte posterior de LEDs en la AC de entrada de los opto-acopladores ver el voltaje de la otra llevaba el peor caso, o sobre -1.2 V).

Hay muchos parámetros que son indeterminadas (típico de datos o sin datos) o sólo vagamente especificado debido a que la mayor parte de el mercado no lo demanda. Por ejemplo, la inversa de la beta, Vbe desglose de BJTs, coeficiente de temperatura de la Fv en el indicador Led.


En cuanto a lo que la capacidad real del común de los LEDs es que no hay evidencia de la tensión de polarización inversa causando daño progresivo del LED debido al calor de los transportistas. Por ejemplo, DOI 10.1109/LED.2009.2029129 indica daño a los LEDs de color verde con -40V aplicado, por lo que sería imprudente ciegamente diseñar algo que dependía de la alta tensión inversa de ruptura.

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26voto

ozmank Puntos 127

Si usted está de pie bajo un árbol en una tormenta de relámpagos y sobrevivieron, ¿significa algo importante? Esto es algo así como revertir la polarización de un LED > -5V.

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Gráfico , cortesía de Esta muestra la sensibilidad de los LEDs en ambos reverse y forward sesgo expuestos a ESD. En la nota de abajo, que es mucho más sensible a la izquierda cuando Vr va por debajo de -5V

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(Podría escribir un libro sobre el tema de descargas Parciales(DP) y la Tensión de Ruptura (BDV) pero voy a mantener esta edición más corta ;)


Cuando un PN de unión es la polarización inversa de un cargo en la nube ( como una nube cumulonimbus) crea un alto campo E es la densidad de carga donde los defectos son móviles cargos (partículas contaminantes) que son acelerados para formar un camino que le detonar las partículas (DP) y la "herida" del dispositivo ( incluso MVA transformador de aislamiento) o crear una serpentina de la ruta antes de BDV evento catastrófico. ( por ejemplo, como un relámpago, pero en silencio)

Excepto en una polarización inversa LED el campo E-supongo que está en el orden de magnitud de 5V/um (como 5 kv/mm durante casi una chispa en el aire. Luego molecular impurezas con un poco inferior Er constante tendrá un mayor campo E y de la carga a través de ella que su vecino. La acusación de ser construido por el > |-10uA| flujo de la corriente, donde los LEDs Blancos son spec'd a -5V en pequeños trozos.

Anecdótico

Un herido de 5 MVA transformador de distribución investigué en un transformador de la fábrica en Scarborough tenía un $m responsabilidad problema, sin embargo, tenía un perfecto estudio de potencia de rendimiento de la prueba de campo, PERO había disuelto el gas de Hidrógeno demostrado por frecuentes de gases disueltos (DGA) en el análisis). Esto H2 fue generado por cada EP evento en el aceite , al igual que un DIAC oscilador de Relajación y, a continuación, llegó a la bien conocida (para aquellos en los que la industria) umbral de niveles explosivos (4% es el umbral Inferior de explosividad así que inmediatamente fue puesto fuera de servicio , después de esto he realizado un exhaustivo proceso de pruebas para encontrar la Causa Raíz y solucionar el problema de contaminación de la normal de 23kV potenciales que se espera en esta dieléctrico pero causó anormal E campos de partículas > 16V/um causando la descarga y la detonación de las moléculas de aceite alrededor de ella, rompiendo así a lo largo de la CxHy de hidrocarburos de cadenas de liberación de H2.

Algo similar, pero con diferentes contaminante ( mezclado con distribución normal de Nitruro de Fosfuro de Galio y Arsénico) es acelerado por el anormal E-campos en una polarización inversa PN de unión y afecta negativamente LED de la esperanza de vida.

Este cargo se muestra la relación de defectos y la corriente de fuga, pero un herido de unión es densa a diferencia de un homogénea contaminantes para el VEB es impredecible aún conocido, donde el nivel de estrés comienza para muchos uniones PN (Vbe y LED, aunque diferentes en la construcción de exhibición de este mecanismo de falla con diferentes grados de una aceleración de la sensibilidad.

Entonces, para resumir, si un PN de unión tiene una mayor tolerancia a la polarización inversa de la prueba, esto no significa que todavía no está herido, sólo que tiene una menor densidad de partículas contaminantes en partes por millón. La carga de la aceleración no es lineal con contaminantes de la densidad, sino logarítmica. Es el impacto de la energía cinética que detona el micro o nano-tamaño de los daños.

final de edición

Cuando polarización inversa la corriente nominal generalmente de 1 µA para RY y 10 µA para BGW colores.

Imagina que revertir la polarización extrema micropower y medir y si no hay ESD pinza que algo del orden de 100 µW tiene más potencia por micrómetro cuadrado de diagonal hacia adelante corriente de 100 mW por plaza mm debido a que la ruta es muy DIFERENTE.

No es como un diodo Zener limitado por el poder en cualquier dirección. Los huecos de la banda puede abruptamente fallar o en voz baja.

Así que el estrés es invisible y las heridas de las uniones de manera diferente. El resultado puede ser visto con una mayor unión de la capacitancia o un color o una intensidad inferior o herido, para reducir el TIEMPO de manera significativa.

Si puede soportar brevemente o por un tiempo o no es irrelevante. Los expertos entender el nivel de estrés se reduce la fiabilidad o rendimiento.

Si usted no entiende por qué máximos absolutos existe, no lo ignore o duda, o cuando menos te lo esperas... hmm, no funciona.

Ingeniería guía que he realizado para el cliente, en 2005, antes de que yo fui en el lugar a visitar para resolver ESD y soldadura de los problemas causantes de 1% de las fallas de campo fijo más tarde por mi proceso de recomendaciones de mejora. enter image description here enter image description here

artículo de investigación en el Reverso de Tensión la tensión en los diodos

Curiosidades de la prueba

¿Por qué esto es una mala idea?

schematic

simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab

11voto

shash Puntos 668

Excedan los máximos absolutos de las hojas de datos no significa necesariamente inmediata de un fallo catastrófico. Esto significa que usted ha entrado en una región para la que la fabricación no considere adecuado para garantizar que el dispositivo jamás va a realizar a las especificaciones de nuevo, para el resto de la vida útil del dispositivo.

¿Significa esto que no se realice a las especificaciones? No, significa que el fabricante no garantiza que se llevará a cabo a las especificaciones.

También, ya que las pruebas se realizaron en el LED de "desconocido fabricación", usted no tiene idea de cómo son puntuados.

6voto

Mark0978 Puntos 495

Simplemente, la aplicación de alta tensión inversa a nuevos LEDs por unos minutos no es una prueba concluyente. Corriente inversa en LEDs aumenta con la edad (1), y yo esperaría que la tensión de ruptura disminuye. Al final de su vida útil más LEDs va a romper en baja tensión inversa de los valores.

4voto

rackandboneman Puntos 101

Sería innecesariamente menor rendimiento de producción.

Una vez que usted especifique un más alto de lo necesario (por LED de uso) tensión de ruptura, tendría que rechazar (o vender como un grado diferente) cualquier producción que no cumple con esas especificaciones pero por lo demás funciona bien como un LED. A menos que el usuario necesita un LED que puede hacer una doble función como un rectificador, esto sería sólo la unidad de costos y/o catálogo de complejidad.

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