ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №7
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

 

DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.7.6

УДК: 621.382

 

ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВЕТОДИОДОВ

ПО ТЕПЛОВЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

 

В.А. Сергеев 1,2, О.А. Радаев 1, И.В. Фролов 1

 

1 Ульяновский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН

432071, г. Ульяновск, ул. Гончарова, д. 48/2

2 Ульяновский государственный технический университет

432027, г. Ульяновск, ул. Северный венец, д. 32

 

Статья поступила в редакцию 18 мая 2022 г.

 

Аннотация. Представлены результаты выборочных измерений токовых зависимостей теплового сопротивления переход-корпус светодиодов различных типов и производителей. Определено, что тепловое сопротивление возрастает с увеличением тока, причем у многих образцов наблюдается заметный излом на токовой зависимости теплового сопротивления при токах, близких к номинальному. Экспериментально показано, что крутизна токовой зависимости теплового сопротивления переход-корпус может быть использована в качестве диагностического параметра, позволяющего оценивать степень неоднородности распределения температуры. По результатам испытаний красных маломощных светодиодов TLCR5800 под действием прямого тока в течение 8 000 ч установлена корреляционная связь между величиной спада мощности и крутизной токовой зависимости теплового сопротивления переход-корпус: коэффициент корреляции этих величин составил 0,538. Относительное изменение теплового сопротивления в процессе испытаний сильно коррелированно с абсолютным значением теплового сопротивления до испытаний: коэффициент корреляции составляет -0,685. На основании полученных экспериментальных результатов разработана методика контроля качества светодиодов по крутизне токовой зависимости теплового сопротивления переход-корпус. Разработанные методики контроля качества светодиодов могут быть рекомендованы для использования на входном контроле предприятий - изготовителей светодиодной продукции.

Ключевые слова: светодиод, тепловое сопротивление, крутизна токовой зависимости, испытания, контроль характеристик.

Финансирование: работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Ульяновской области, проект №19-47-730002 р-а.

Автор для переписки: Сергеев Вячеслав Андреевич, sva@ulstu.ru

 

Литература

1) He P., Zhou J., Yin L., Zhang J. The illuminance and temperature distribution degradation of high power GaN LED caused by detachment of multilayer electrode. Optical and Quantum Electronics. 2018. V.50. №458. https://doi.org/10.1007/s11082-018-1706-7

2) De Santi C., Meneghini M., Meneghesso G., Zanoni E. Degradation of InGaN laser diodes caused by temperature- and current-driven diffusion processes. Microelectronics Reliability. 2016. V.64. P.623-626. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2016.07.118

3) Fu J., Zhao L., Cao H., Sun X., Sun B., Wang J., Li J. Degradation and corresponding failure mechanism for GaN-based LEDs. AIP Advances. 2016. V.6. P.055219. https://doi.org/10.1063/1.4953056

4) Huang J. Optical degradation mechanisms and accelerated reliability evaluation for LEDs. Doctoral thesis. Delft University of Technology. 2016. https://doi.org/10.4233/uuid:299c48c9-5bc7-4c5a-aab8-1b82696fbb5b

5) Lisik Z., Raj E. and Podgórski J. Numerical Model of Current Flow and Thermal Phenomena in Lateral GaN/InGaN LEDs. Electronics. 2021. V.10. P.3127. https://doi.org/10.3390/electronics10243127

6) Sergeev V.A., Khodakov A.M. Thermoelectric Models of High-Power Bipolar Semiconductor Devices. Part II. Nonlinear Model of LEDs. Journal of Communications Technology and Electronics. 2015. V.60. P.1328-1332. https://doi.org/10.1134/S1064226915080161

7) Ma Z., Cao H., Lin S., Li X., Xi X., Li J., Zhao L. Optical and frequency degradation behavior of GaN-based micro-LEDs for visible light communication. Optical Express. 2020. V.28. №.27. P.12795-12804 https://doi.org/10.1364/OE.383867

8) Smirnov V.I., Sergeev V.A., Gavrikov A.A. Measurement of the Thermal Impedance of Light-Emitting Diodes and Light-Emitting Diode Matrices. Measurement Techniques. 2017. V.60. P.46-51. https://doi.org/10.1007/s11018-017-1157-8

9) Разработка экспериментального образца аппаратно-программного комплекса (ЭО АПК) с использованием широтно-импульсной модуляции греющей мощности для контроля и анализа тепловых характеристик мощных полупроводниковых излучателей: отчет о НИР (промежуточ.). ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Ульяновский филиал), рук. - Сергеев В.А.; исполн. - Смирнов В. И. и др. Ульяновск. 2015. №ГР115050610091. 156 с.

10) Сергеев В.А., Ходаков А.М. Нелинейные тепловые модели полупроводниковых приборов. Ульяновск, УлГТУ. 2012. 163 с.

11) Сергеев В.А., Фролов И.В., Широков А.А. Деградация красных AlInGaP/GaAs светодиодов в процессе испытаний при разных значениях питающего тока. Материалы Международной научно-технической конференции, 1-5 декабря 2015 г. INTERMATIC-2015. Москва. 2015. Ч.4. С.228-230.

Для цитирования:

Сергеев В.А., Радаев О.А., Фролов И.В. Диагностический контроль качества светодиодов по тепловым характеристикам. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.7.6