LED'lerin aşırı darbe akımında çalışmasının teorik ve pratik araştırması

Abstract

Darbeli akımda darbe süresi ve darbe/boşluk oranı uygun olduğunda LED' den nominal doğru akımının çok üstünde genliğe sahip akım darbeleri akıtmak mümkündür. LED'in ışık şiddeti içinden akan akımla orantılı olduğundan akım arttıkça daha fazla ışık şiddeti elde edilebilmektedir. Bu tezde LED'in darbeli yüksek akımlardaki davranışı incelenmiş bulunulmaktadır. İlk olarak darbeli akımda LED akımı arttıkça LED'in anahtarlama ( yükselme ve gecikme ) sürelerinde ne gibi değişikliklerin ortaya çıktığı bir örnekle incelenmiştir. Daha sonra gerekli ölçme devreleri, ölçme düzenekleri ve ölçme yöntemleri tasarlanarak darbeli yüksek akımlarda LED'in elektriksel ve optik davranışı incelenmiştir. Darbeli yüksek akımlarda LED'in akımının LED gerilimi ile değişimi ve LED' in ani direcinin ( LED üzerindeki gerilim darbesinin genliği / LED' den akan akım darbesinin genliği ) akımla değişimi incelenerek LED'in darbeli yüksek akımlarda elektriksel davranışı ortaya konulmuştur. Daha sonra akım darbesinin genliği ve darbe süresine göre ışık şiddetinin değişimi incelenmiş ve bu değişimlerde LED'in yüksek akım değerlerinde ısınmasından dolayı oluşan etkiler belirtilmiştir. LED'in ışık şiddeti ile ilgili olan değişimlerden yararlanarak darbeli yüksek akımlarda ışık şiddetinin zamanla, akım darbesinin genliği ve birtakım ısıl parametrelere bağlı olarak değişiminin matematiksel ifadesi elde edilmiştir. LED'in darbeli yüksek akımlarda davranışı ile ilgili incelenen diğer bir özelliği ışıma diyagramları ile ilgilidir. LED'den akıtılan değişik genliklerdeki akım darbeleri için ışıma diyagramları çizilerek akım darbesinin genliği arttıkça ışıma diyagramlarında ortaya çıkan değişiklikler mcelenmiştir. Yukarıda belirtilen araştırmalardan başka LED'in darbeli yüksek akımlarda kullanılmasını bir örnekle göstermek için optoelektronik sayısal veri iletimi ile ilgili bir uygulama yapılmıştır.If pulse duration and pulse duration / period ratio are choosen suitable in pulsed operation high currents can be passed through the LED. The radiant power of LED is proportional with LED current, so, if current is increased more radiant power can be handle. In this thesis the behavior of LED at pulsed high currents has been investigated. At first, which changes of LED's switching times ( delay and rise time ) are occur at high pulsed currents is showed. After that, with designing the necessary measuring circuits and measuring methods the electrical and optical behavior of LED at pulsed high currents are examined. The variation of LED current with LED voltage and the variation of instantaneous resistance of LED ( voltage drop on LED /the current amplitude of current pulse ) with LED current at high currents are determined. According to amplitude and duration of current pulse the changes of radiant power are examined. The thermal affect on radiant power at pulsed high currents is showed. Giving a mathematical equation the relation with pulse duration and the amplitude of current and some thermal parameters of LED is examined. Drawing radiant diagrams at high pulsed currents the changes on these diagrams at high pulsed currents are specified. And, as an example of using the LED at high pulsed currents one digital data communication system has been designed.