Dlaczego natężenie światła w diodach LED nie rośnie wraz z prądem po określonej wartości?

Czytam w książkach, że natężenie światła z diody LED nie przekracza pewnej wartości prądu.

Ilość emitowanego światła zależy od kombinacji dziur i elektronów. Jeśli tak, to wraz ze wzrostem przepływu elektronów w obwodzie, skuteczna kombinacja musi również wzrosnąć, powodując większą intensywność.

Ale ogólnie dlaczego nie dzieje się tak w przypadku diod LED przekraczających określoną wartość?

Co do tego, co jest warte, Maxim twierdzi , że jest nieco inny mechanizm (termiczny) niż cytowany przez Dave'a Tweeda:

Wraz ze wzrostem prądów sterujących diodami LED do multipleksowania, również wzrastają temperatury wewnętrzne w diodach LED. Jest punkt, w którym wzrost temperatury powoduje spadek wydajności konwersji fotonów, co z kolei neguje wpływ zwiększonej gęstości prądu przez złącze. W tym momencie zwiększenie prądów napędowych może spowodować niewielki wzrost, brak zmian, a nawet spadek mocy świetlnej z układu LED.

Różnica może być ważna, jeśli do diody LED podawane są bardzo krótkie impulsy prądu.

Nie wszystkie rekombinacje powodują emisję fotonu światła widzialnego. Tylko te, które występują w złączu PN samej diody LED mają na to energię, a ta objętość może stać się „nasycona” przy wysokich poziomach prądu. Kiedy tak się dzieje, niektóre elektrony i dziury przechodzą przez złącze przez całą drogę, po czym rekombinują w materiale sypkim po obu stronach, gdzie robią to ze zmniejszoną energią, co powoduje uwolnienie fotonów o większej długości fali (ciepła).

Podobnie jak aktualne odpowiedzi Spehro i Dave'a, czynnikiem ograniczającym jest ciepło wytwarzane przez prąd.

Wraz ze wzrostem prądu rośnie moc świetlna, ale gdy prąd staje się wysoki, złącze LED staje się gorące. Im cieplejsze jest połączenie, tym mniej wydajna staje się dioda LED. W ten sposób osiągasz punkt, w którym zwiększenie prądu faktycznie zmniejsza moc światła po prostu dlatego, że dioda LED staje się mniej wydajna w przekształcaniu elektryczności w światło.

Powszechną praktyką jest zwiększanie wydajności diody LED poprzez chłodzenie jej za pomocą radiatorów. (Niektórzy określani również jako „płyty grzewcze”, ponieważ niektóre popularne diody LED są wstępnie zamontowane na obciążonych miedzią płytkach drukowanych).

Aby uzyskać najlepszy stosunek mocy do natężenia światła z zestawu diod LED, ogólną praktyką jest używanie więcej niż jednej diody LED do tego celu i niedostatecznej mocy. Faktycznie zużywając mniej prądu na diodę, zyskujesz większą wydajność, jednak kosztem jest użycie większej liczby diod LED w dowolnym projekcie.

Diody LED mogą również przepuszczać przez nie więcej prądu w porównaniu do prądu stałego. Jest to stosowane z dużym efektem w niektórych urządzeniach oświetlenia scenicznego, a także w innych produktach, które wykorzystują efekty stroboskopowe o wysokiej intensywności, takie jak ten Rescue Beacon .

Ogółem dioda LED ma ograniczoną intensywność ze względu na ilość wytwarzanego ciepła.