Влияние окружающей температуры на свечение светодиодных устройств

Полупроводниковое освещение уже давно перестало многими людьми восприниматься в качестве инновационной технологии, перейдя в разряд повседневной обыденности. Однако от этого светодиодное оборудование вовсе на потеряло своей привлекательности в глазах многомиллионной армии потребителей. Скорее наоборот – оно в последнее время стало дешевле, а значит доступнее и интереснее широким слоям населения. В середине девяностых, шагнув из достаточно узкой ниши сигнальных и индикаторных лампочек, светодиоды стремительно начали привлекать покупателей на свою сторону.

Именно в конце минувшего столетия наметился существенный прорыв в области оптоэлектронных технологий, когда группе японских физиков и инженеров удалось создать светодиоды голубого и зеленого спектров излучения с приемлемым уровнем интенсивности свечения и достойным показателем цветопередачи. С тех пор полупроводниковые устройства только совершенствуются. Поначалу их использовали исключительно в качестве индикаторных элементов в различной аппаратуре, затем стало возможным применять для создания праздничной иллюминации в и рекламных носителях.

Сейчас же полупроводниковые приборы могут служить полноценным освещением внутренних помещений и открытых пространств, автомагистралей, фасадов зданий, парковых зон и многого другого. В связи с этим у многих потенциально целевых потребителей, особенно российских, возникает резонный вопрос о том, влияет ли температура окружающей среды и атмосферного воздуха на функциональные характеристики полупроводниковых светоизлучающих элементов и если да, то каким образом.

Природно-климатический фактор

Территория России характеризуется большим разнообразием природных зон, каждой из которых свойственны собственные погодные нюансы. Во многих регионах зимние температуры колеблются в пределах -30-35оС или даже ниже, в других же областях царит влажный и сырой климат. Светодиоды способны исправно функционировать при любых температурах. Ведь рабочие элементы таких устройств защищены от контакта с окружающей средой инертным полимерным корпусом, который к тому же абсолютно водонепроницаем и обладает высокой устойчивостью к воздействию солей, большинства кислот и щелочей.

Это позволяет не только украшать светодиодными гирляндами уличные елки и празднично оформлять фасады зданий, витрины магазинов, всевозможные объекты городской инфраструктуры и архитектуры, но также использовать такие устройства в качестве полноценного наружного освещения. Единственный нюанс заключается в том, что по причине уникальных физических свойств полупроводниковых элементов яркость свечения и интесивность их электромагнитного излучения находится в обратно пропорциональной связи с окружающей температурой.

Особенности физического феномена

Светодиодный элемент имеет две температуры, которые все-таки оказывают влияние на его функциональность. Первая регистрируется на поверхности кристалла и от нее зависит период деградации (износа) устройства, вторая - в зоне p-n или электронно-дырчатого перехода и ею определяется интесивность светового потока, на языке физиков – оптического выхода. Согласно законам термодинамики, чем ниже температура окружающей среды, тем выше она будет в области излучения.

Правда, при обычной эксплуатации это не особо заметно, а становится явным лишь при существенных и довольно резких колебаниях показаний термометра, чего можно достичь только в специальной экспериментальной установке. Интересно и то, что таким свойством в природе обладают только полупроводники. В определенном смысле низкие температуры идут им на пользу, но никоим образом не ухудшают их функциональные характеристики и интенсивность генерируемого светового потока.