리버스 바이어스 전압은 광 방출 다이오드 (LED)의 성능과 수명에 크게 영향을 줄 수있는 중요한 요소입니다. 전문 LED 실패 분석 공급 업체로서 우리는 고객에게 정확한 통찰력과 솔루션을 제공하기 위해이 문제에 대해 깊이 파고 들었습니다.
리버스 이해 - LED의 바이어스 전압
LED는 본질적으로 전진 할 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 그러나, 역 바이어스 전압이 적용되면, P -n 접합은 정상적인 상황에서 전류의 흐름을 차단합니다. 이상적인 시나리오에서 LED는 역전 바이어스의 개방 회로 역할을하며 무시할만한 역 누출 전류가 흐르고 있습니다.
리버스 - 바이어스 전압은 LED를 가로 질러 적용되는 전압이 정규 포워드 바이어스의 반대 방향으로 정의됩니다. 대부분의 표준 LED의 경우 최대 리버스 바이어스 전압은 제조업체에 의해 지정됩니다. 이 한계를 초과하면 다양한 문제가 발생하여 궁극적으로 LED 실패가 발생할 수 있습니다.
리버스로 인한 LED 고장 메커니즘 - 바이어스 전압
눈사태 고장
역전 - 바이어스 전압이 LED 고장을 유발할 수있는 주요 방법 중 하나는 눈사태 분해를 통한 것입니다. 리버스 - 바이어스 전압이 특정 임계 값에 도달하면, P -N 접합을 가로 지르는 전기장은 소수 캐리어를 고 에너지로 가속화 할 수있을 정도로 강해집니다. 이러한 고 에너지 캐리어는 반도체 격자에서 원자와 충돌하여 충격 이온화라는 공정을 통해 전자 - 구멍 쌍을 만듭니다.
점점 더 많은 전자 - 홀 쌍이 생성됨에 따라 연쇄 반응이 발생하여 역전 전류가 갑자기 증가합니다. 이 큰 전류는 LED에서 과열을 일으켜 반도체 재료를 손상시키고 궁극적으로 영구적 인 고장을 초래할 수 있습니다. 눈사태 분해는 종종 역전 바이어스 전압의 작은 증가로 역류의 빠른 증가로 특징 지어집니다.
Zener Breakdown
리버스 - 바이어스에서 발생할 수있는 또 다른 유형의 고장은 Zener 분석입니다. 이것은 일반적으로 도핑 된 p -n 접점이 심한 LED에서 발생합니다. 역 - 바이어스 전압이 충분히 높으면, 접합부를 가로 지르는 강한 전기장은 원자가 대역에서 전도 대역으로 에너지 장벽을 통해 전자가 터널을 유발할 수 있습니다.
Zener 파괴는 눈사태 분해에 비해 낮은 역 바이어스 전압에서 발생할 가능성이 높습니다. 눈사태 고장과 유사하게 Zener 고장은 역류가 증가하여 열 응력과 LED 손상을 유발할 수 있습니다.
전자 이민
리버스 - 바이어스 전압은 또한 LED 내의 전자 이민에 기여할 수 있습니다. 전기 이민은 전류의 흐름으로 인해 LED의 상호 연결에서 금속 원자의 이동이다. 고장 중에 큰 역류가 LED를 통해 흐르면, 고 에너지 전자는 상호 연결의 금속 원자로 운동량을 전달하여 움직일 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 전기 이민은 금속 상호 연결에서 공극이나 언덕을 형성 할 수 있습니다. 공극은 상호 연결의 저항을 증가시켜 추가 가열 및 잠재적 인 개방형 회로 고장을 초래할 수 있습니다. 반면에 언덕은 인접한 상호 연결 사이에 짧은 회로를 유발할 수 있으며, 또한 LED 고장을 초래할 수 있습니다.
리버스 - 바이어스 전압으로 인한 LED 고장 감지 및 분석
LED 고장 분석 공급 업체로서, 우리는 다양한 기술을 사용하여 리버스 - 바이어스 전압과 관련된 고장을 감지하고 분석합니다.
전기 테스트
전기 테스트는 가장 기본적이지만 중요한 방법 중 하나입니다. 순방향 전압, 역 누출 전류 및 파괴 전압과 같은 LED의 전방 및 역전 전기 특성을 측정함으로써 LED가 리버스 바이어스 전압에 의해 영향을 받는지 여부를 식별 할 수 있습니다. 역 누출 전류의 현저한 증가 또는 파괴 전압의 감소는 역 바이어스 응력으로 인한 손상을 나타낼 수 있습니다.
X -Ray NDT 테스트
X -Ray NDT 테스트LED의 내부 구조를 검사 할 수있는 파괴적인 테스트 방법입니다. X -Rays는 LED 패키지에 침투하여 반도체 다이의 균열 또는 층의 박리와 같은 물리적 손상을 나타낼 수 있습니다. 이러한 유형의 손상은 리버스 바이어스 고장과 관련된 열 응력으로 인해 발생할 수 있습니다.
이온 청결 테스트
이온 청결 테스트LED 표면에 이온 오염 물질의 존재를 감지하는 데 사용됩니다. 이온 오염 물질은 LED의 역 누출 전류를 증가시켜 역 바이어스 하에서 분해에 더 취약하게 할 수 있습니다. 이온 농도를 측정함으로써 오염이 LED 고장에 기여하는지 여부를 결정할 수 있습니다.
리버스 - 바이어스 전압에 대한 예방 조치 - 유도 된 LED 고장
리버스 - 바이어스 전압으로 인한 LED 고장을 방지하기 위해 몇 가지 측정 값을 사용할 수 있습니다.
회로 설계
적절한 회로 설계가 중요합니다. 여기에는 LED와 병렬로 리버스 바이어스 보호 다이오드 사용이 포함됩니다. 이 다이오드는 역 - 바이어스 전압이 특정 값을 초과 할 때 전류를 수행 할 수있어 LED를 과도한 역전 전압으로부터 보호합니다. 또한, 전류 제한 저항을 사용하면 LED를 통한 전류를 제어하는 데 도움이되어 고장 중 과열 위험이 줄어 듭니다.
품질 관리
제조 공정에서 엄격한 품질 관리 조치를 구현해야합니다. 여기에는 리버스 바이어스 전압 공차에 대한 LED 테스트 및 지정된 표준을 충족하는지 확인하는 것이 포함됩니다. 리버스 바이어스 특성이 좋지 않은 LED를 선별함으로써 LED 제품의 전반적인 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
결론
리버스 - 바이어스 전압은 LED 고장에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 눈사태 고장, 제너 분해 및 전자 이민과 같은 메커니즘을 통해 과도한 리버스 바이어스 전압은 LED에 돌이킬 수없는 손상을 일으킬 수 있습니다. 로서LED 고장 분석공급 업체에는 이러한 실패를 정확하게 감지하고 분석 할 수있는 전문 지식과 도구가 있습니다.
LED에 대한 역 바이어스 전압의 영향을 이해하고 적절한 예방 조치를 구현함으로써 제조업체는 LED 제품의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있습니다. LED 실패와 관련된 문제에 직면하거나 LED 제품의 품질을 보장하려면 전문 분석 및 상담을 위해 저희에게 연락하도록 초대합니다. 당사의 전문가 팀은 귀하의 특정 요구를 충족시키기위한 맞춤형 솔루션을 제공 할 준비가되었습니다.
참조
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- 존스, AB (2020). LED 기술 및 응용 프로그램. 뛰는 것.
- 브라운, CE (2019). 전자 성분의 고장 분석. elsevier.