Чи пов’язана різниця напруги падіння світлодіодів між кольорами з різною енергією довжини хвилі?

Мені здається, що світлодіоди, що випромінюють світло з меншою енергією (наприклад, ІЧ та червоний), мають менший перепад напруги вперед, ніж ті, у кого більше енергії, пов'язаної з їх довжиною хвилі (наприклад, синій або УФ).

Це було б захоплююче.

Це справжня кореляція чи це залежить виключно від наявної технології?

Рівень енергії фотонів не є причиною V _f зростати з рівнем енергії фотонів.

Чому? Тому що це не завжди буває.

Ось рівень енергії 100 мкмоль для чотирьох довжин хвиль світлодіодів InGaN та їх V _f .

Зауважте, як піднімається V _f , енергія зменшується.

Джерело V _f : Світловий опис кольорів шаблону повстанців
Енергія: Як перетворити опромінення в потік фотона?
і фотометричні, радіометричні, квантові перетворення

Фотон не можна виміряти за допомогою вольтметра.
Фотон та енергія, яку він несе, випромінюються зі світлодіоду.
То як же енергія фотона може бути включена до V _f, коли він не рухається зі швидкістю світла від світлодіода?

Енергія фотона безпосередньо не сприяє V _f .
Моментальне опір використовуваних матеріалів - це те, що визначає V _f

Більше енергії = менше фотонів

Це питання ґрунтується на тому, що фотон більшої довжини хвилі несе менше енергії, ніж коротший фотон.
660 нм глибокий червоний фотон несе на 66% більше енергії, ніж синій фотон.

Але це лише частина рівняння.

3,76 мкмоль 450 нм глибоких синіх фотонів буде нести 1 ват енергії.
5,52 мкмоль 660 нм глибоких червоних фотонів буде нести 1 ват енергії.

Це на 56% більше червоних фотонів, ніж синіх на ват.

Для створення 1 фотона потрібен один електрон.
1 мкмоль = 602,214,076,000,000,000

Так що це миття.
Хоча синій несе більше енергії, менше синіх фотонів утворюється на ват.
Хоча червоний несе менше енергії, більше червоних фотонів генерується на ват.
Джерело: Фотометричні, радіометричні, квантові перетворення

Щодо позову

певна напруга потрібна електронам, щоб перенести їх через область виснаження. Електрон вивільняє свою енергію у вигляді фотона.
... смуга матеріалу дає характерну довжину хвилі. Більш високі смуги дають коротші довжини хвилі.

У той час як енергія в смузі наближається до вивільненої оптичної енергії,
енергія смуги не представлена ​​у V _f

Енергія пропускної здатності наближається до вивільненої оптичної енергії лише у випадку, якщо теплові характеристики світлодіода не помічені.
Джерело: Світлодіоди Е. Фреда Шуберта

Якщо ви їхали на Digikey і сортували (зростаючі) білі світлодіоди за V _f
Ви знайдете в сусідньому стовпчику ефективність (lm / W), світлодіоди з дуже високою ефективністю. Тоді, якщо ви будете сортувати за ефективністю (зростаючими), ви знайдете вищу V _f .

Оскільки більше електронів перетворюється у фотони (вища ефективність), менше електронів, які проходять через смугу пропускання до зони провідності. Електрони в зоні провідності додаватимуть до V _f, тоді як ті, перетворені у фотони, не включаються до V _f .

Діапазон довжин хвиль комерційно доступних світлодіодів з одноелементною вихідною потужністю не менше 5 мВт становить від 360 до 950 нм. Кожен діапазон довжин хвиль виготовлений із конкретного сімейства напівпровідникових матеріалів, незалежно від виробника. Джерело: Фотоніка - світлодіоди: буквар .

Статтю варто прочитати.

Малюнок 1. Посібник з кольорових світлодіодів від Lumex дає хороший огляд різних типів світлодіодів, хімії та довжин хвиль. Деякі пояснення, якщо потрібно, див. Світлодіоди та колір (мій).

Як і всі діоди (D світлодіода), певна напруга потрібна електронам, щоб перенести їх через область виснаження. Електрон вивільняє свою енергію у вигляді фотона. Ваша думка правильна, і проміжок матеріалу дає характерну довжину хвилі. Більш високі смуги дають коротші довжини хвилі.

Малюнок 2. Падіння напруги вперед залежить від струму. Що таке світлодіод? .

Ці дані для цього графіка були взяті з різних таблиць та ретельно побудовані. Однак, світлодіоди були від різних виробників, і в напрузі вперед є певна різниця.

Наприклад, білі світлодіоди - це сині світлодіоди потужністю 450 нм, покриті люмінофорами, що перетворюють довжину хвилі. Коли глибокий синій фотон поглинається люмінофором, він виводиться з більшою довжиною хвилі (наприклад, синьо-блакитно-зелений-червоний). Таким чином, крива білого IV буде такою ж, як і глибока синя крива в межах однієї лінійки продуктів. Я все ще працюю над цим.

Це пов'язано з деякими деталями, які означають, що ви не можете провести пряму лінію через усі точки.

Енергія, необхідна для створення фотона будь-якої конкретної довжини хвилі, встановлює абсолютний мінімум Vf, необхідний діоду під час роботи. На додаток до цього, існують і невеликі перепади напруги, що залежать від конкретної технології, конкретних матеріалів, які йдуть для виготовлення певного напівпровідника в смузі.

IIRC, жовтий і зелений потребують дуже схожої напруги, що, ймовірно, залежить від технології. Але, як правило, червоний і ІЧ потребують менше, а синій і УФ більше, через потребу в енергії фотонів.