色間のLED降下電圧の差は、異なる波長エネルギーに関係していますか？

私には、より少ないエネルギー（IRや赤など）で光を放射するLEDは、波長に関連するより多くのエネルギー（青やUVなど）のLEDよりも順方向電圧降下が少ないようです。

それは魅力的です。

これは真の相関関係ですか、それとも利用可能な技術のみに依存していますか？

led

— valerio_new
ソース

はい。それは真の相関関係です。注：一部のLEDは蛍光体を使用する場合があります。もしそうなら、それらは、例えば、レンズ内に蛍光体を含むUV LEDであってもよい。観察者に見える色は、蛍光体によって決まります。しかし、そうでなければ、はい、光子エネルギーと順方向電圧は密接に関連しています。

— mkeith

それが正しいだけでなく、それを使用してプランクの定数を計算できます！既知の波長のLEDの束を入手してください。c =fλを使用して周波数を計算します。順方向電圧を測定します。元素電荷E：Vqを掛けてエネルギーを計算します。ここで、Eとfをプロットすると、勾配はプランクの定数hになります。

— -DrSheldon

@mkeithもしあなたの言うことが本当なら、InGaN LEDの波長が深い青色から青色、シアン、緑色に短くなると、光子によって運ばれるエネルギーが減少し、Vfが増加するのはなぜですか？

— 誤解さ

@DrSheldonバンドギャップエネルギーを測定し、熱特性を補正する必要があります。そうすれば、エネルギーの総量が得られます。また、スペクトル分布、および各波長の光子の数も必要です。このリンクを参照して、総エネルギーのみを知ることから逆算を試みてください。 berthold-bio.com/service-support/support-portal/knowledge-base/…- そのリンクの式を使用してこのページを作成し、分光器でテストしました：growlightresearch.com/ppfd/convert.html

— Misunderstood

@誤解、あなたが答えに書いたすべてを消化するのに長い時間がかかります。しかし、教科書から抜粋したグラフを見ると、AlGaInNポイントの一部がトレンドラインより上であっても、バンドギャップエネルギーと順方向電圧はかなりよく相関しているように見えます。

— mkeith

回答:

光子のエネルギーレベルは、光子のエネルギーレベルとともにV _fが上昇する理由ではありません。

どうして？それは常に起こるとは限らないからです。

InGaN LEDの4つの波長とそのV _fのエネルギーレベルは100 µmol です。

V _fが上昇すると、エネルギーが減少することに注意してください。

Source V _f：Lumiled Rebel Colorデータシート
Source Energy：放射照度を光子束に変換するにはどうすればよいですか？
および測光、放射測定、量子変換

光子は電圧計では測定できません。
光子とそれが運ぶエネルギーはLEDから放出されています。
それでは、光子からのエネルギーが、LEDから離れた光の速度で移動しているときに、V _fに含まれる可能性があるのでしょうか？

光子エネルギーはV _fに直接寄与しません。
使用される材料の瞬間抵抗率は、V _fを決定するものです

より多くのエネルギー=より少ない光子

この質問は、長波長の光子が短波長の光子よりも少ないエネルギーを運ぶという事実に基づいています。
660 nmの深赤色の光子は、深青色の光子の66％のエネルギーを運びます。

しかし、それは方程式の一部にすぎません。

3.76 µmolの450 nmディープブルーフォトンは、1ワットのエネルギーを運びます。
5.52 µmolの660 nm深赤色光子は、1ワットのエネルギーを運びます。

これは、ワットあたりの青よりも56％多い赤色の光子です。

1光子で1電子が必要です。
1 µmol = 602,214,076,000,000,000

それは一種の洗浄です。
青はより多くのエネルギーを運びますが、ワットごとに生成される青の光子は少なくなります。
赤はより少ないエネルギーを運びますが、ワットあたりより多くの赤の光子が生成されます。
出典：測光、放射測定、量子変換

クレームについて

電子が空乏領域を通過するには、特定の電圧が必要です。電子はそのエネルギーを光子として放出します。
...材料のバンドギャップが特徴的な波長を与えます。バンドギャップが大きいほど、波長が短くなります。

バンドギャップのエネルギーは放出された光エネルギーに近似しますが、バンドギャップエネルギーはV _fで表されません。

バンドギャップエネルギーは、LEDの熱特性が見落とされた場合にのみ、放出される光エネルギーに近似します。
出典：E. Fred Schubertの発光ダイオード

Digikeyに移動して、V _fで白いLEDをソート（昇順）
した場合、隣接する列に、効率（lm / W）、非常に高い効率のLEDがあります。次に、有効性（昇順）で並べ替えると、V _fが高くなります。

より多くの電子が光子に変換されると（より高い効率）、バンドギャップを通って伝導帯に到達する電子が少なくなります。伝導帯の電子は、Vに追加する_F光子に変換されるものをVに含まれていないのに対し、_F。

— 誤解されました
ソース

少なくとも5 mWの単一要素出力を持つ市販のLEDの波長範囲は、360〜950 nmです。各波長範囲は、メーカーに関係なく、特定の半導体材料ファミリから作成されます。出典：Photonics-発光ダイオード：入門書。

この記事は読む価値があります。

図1. LumexのLEDカラーガイドは、さまざまなLEDタイプ、化学、波長の概要を示しています。いくつかの説明については、必要に応じて、LEDと色（鉱山）を参照してください。

すべてのダイオード（LEDのD）と同様に、電子が空乏領域を通過するには特定の電圧が必要です。電子はそのエネルギーを光子として放出します。あなたの予想は正しく、材料のバンドギャップは特徴的な波長を与えます。バンドギャップが大きいと、波長が短くなります。

図2.順電圧降下は電流によって異なります。LEDとは何ですか？。

このグラフのこのデータは、さまざまなデータシートから取得され、注意深くプロットされています。ただし、LEDは異なるメーカーのものであり、順方向電圧には多少のばらつきがあります。

たとえば、白色LEDは、波長変換蛍光体で覆われた450nmの深青色LEDです。深い青色の光子が蛍光体に吸収されると、より長い波長で再放出されます（たとえば、青、シアン、緑、赤）。したがって、白いIV曲線は、同じ製品ライン内の深い青色の曲線と同じになります。私はまだこれに取り組んでいます。

— トランジスタ
ソース

次のテキストは真実ですが、バンドギャップのエネルギーは順方向電圧では表されません。Vfは、n、pおよびドーパントの抵抗率の結果です。これは本当ですが、...：あなたの予感は正しく、材料のバンドギャップは特徴的な波長を与えます。バンドギャップが大きいほど、波長が短くなります。

— 誤解さ

すべてのポイントを通る直線を描くことができないことを意味するいくつかの詳細がリンクされています。

特定の波長の光子を作成するために必要なエネルギーは、実行時にダイオードが必要とする絶対最小Vfを設定します。それに加えて、特定の技術、特定のバンドギャップ半導体を作る特定の材料に依存して、さらに小さな電圧降下があります。

IIRC、黄色、緑には非常に類似した電圧が必要ですが、これはおそらく技術に依存しています。しかし、一般に、光子エネルギーの要件により、赤とIRの方が少なく、青とUVの方が多く必要です。

— Neil_UK
ソース

テクノロジーの依存関係に何が含まれるかについて、詳細を追加できますか？私の答えで述べたように、LED IV曲線の良いデータを取得するのに問題があります。異なるメーカーのLEDには違いがあり、その結果、私の黄色の曲線は緑よりも高い電圧を持っているように見えますが、オレンジと緑の間にあると予想されるかもしれません。

— トランジスター

@Transistorダイオードが3つの接合点であり、2つが金属から準へ、そして1つが準から準への接合であるという事実は、金属から準への接合が全順方向電圧に影響を与えることを意味します。私は腰から撮影して、帰り道からの結果を思い出そうとしましたが、あなたの結果から、私は黄色/緑色のものにスポットを当てているように見えます。アルゴン/カリウムについて言及するかどうかは疑問でした。周期表は一般に原子量に従うので、そうでないいくつかの場所を除きますが、あまり有用ではありません。

— Neil_UK

@Transistor光子エネルギーはVfとはほとんど関係ありません。ワイヤボンディングはVfとは関係ありません。順方向電圧は、光子よりも電子に関連しています。より大きな効率（ワットあたりの光子）では、より多くの電子が電子に変換されるため、バンドギャップ内の電子が少なくなります。電子が光子になると、電気エネルギーを測定できなくなります。電子が少ないということは電圧が低く、電圧が低いということは、生成される（電力が変換される）火力が低いことを意味するため、効率が高くなります。残りはバンドギャップの幅とそれを横切るのに必要なエネルギーです。

— 誤解さ

@Neil：半接合への金属を考慮していませんでした。何十年も前の私の研究や、趣味の電子雑誌の読み物でそれが言及されたとは思いません。フォローアップします。ありがとうございました。

— トランジスター

@トランジスタは、ボンドとワイヤに抵抗があることを確認しますが、最小（mOhms）であり、同じ製品ライン内のすべての色で同じ抵抗量です。ヘテロ構造の抵抗と材料のバルク抵抗が内部の直列抵抗と並列抵抗を増加させるのと同じように、波長エネルギーとは関係ありません。しかし、ヘテロ構造とバルク抵抗は、Vfと非常に関連しています。

— 誤解された