LED'ler normal kullanımda yavaş yavaş nasıl bozulur?

Anladığım kadarıyla, bir LED normalde 25 yıllık bir hizmet ömrüne sahiptir ve çıktısı zaman ve akımın bir fonksiyonu olarak katlanarak azalır.

Bozunmaya ne sebep olur? Akımın kafeslerde atomları yavaşça hareket ettirdiğini tahmin ediyorum, ama tam olarak ne oluyor?

Muhtemelen bu makale, yüksek verimli LED'lerin neden yavaş yavaş başarısız olduğunu anlamanız için gereken her şeyi içerir:

Yüksek Parlaklıkta LED'lerde Solma Sebebini Anlama (Steven Keep; Elektronik Ürünler Katkısı; 2012-02-21).

Gösterge LED'leri ise düşük stres (daha az güç kaybı) nedeniyle arızaya çok daha az eğilimlidir, ancak mekanizma aynı olmalıdır.

Bu makaleden bazı alıntılar aşağıdadır:

Başlıca başarısızlık nedeni

Bir LED elektrikli bir cihazdır ve bu nedenle yanlış gidebileceği birçok yol vardır. [...] Bununla birlikte, pratikte, LED'ler son derece güvenilirdir ve “arıza” büyük olasılıkla ışık çıkışının kabul edilebilir bir eşiğin altına düşmesi (genellikle ilk çıkışın yüzde 70'i [...] gofret üretimi sırasında talaşa getirilen dakika dişli çıkıkları ile solma (veya “lümen arızası”) tetiklenir (çoğunlukla).

Diş çıkıkları, kristalin daha büyük çıkıkları için çekirdekleşme yerleri olarak işlev görür. Bunlar doğal olarak çalışma sırasında ısıtma, LED açıldığında ve kapatıldığında termal genleşme ve büzülme ve titreşim gibi mekanik stres nedeniyle oluşur. Zamanla gittikçe daha fazla çıkık meydana geldikçe, radyasyon içermeyen rekombinasyon yeri sayısı artar ve kuantum verimliliği düşer. (Bağlantı uçlarından yarı iletkene metal difüzyonu gibi diğer bazı faktörler de lümen arızasına katkıda bulunur, ancak çıkıklar birincil mekanizmadır.)

[...]

Daha da kötüsü, kristal kafesin titreşimlerine neden olan radyasyon olmayan rekombinasyonlar toplam sıcaklığa katkıda bulunur. Başka bir deyişle, yonga yaşlandıkça, artan fonon sayısı nedeniyle belirli bir ileri voltaj için daha sıcak ve daha sıcak çalışacak, çıkıkların oluşumunu ve cihazın nihai çöküşünü hızlandıracaktır.

Sonuç olarak:

• PN eklemi üretimi mükemmel olamaz ve bu da kristal kafeste kusurlara yol açar.

• Bu kusurlar farklı bir bant boşluğuna sahiptir, böylece bu bölgelerdeki elektron deliği rekombinasyonları ışık (fotonlar) emisyonuna katkıda bulunmaz, ancak fonon emisyonuna (titreşim kuantumu) neden olur .

• Kusurlar (bu denir kafes zamankinden daha "düzensiz" büyüdükçe merkezleri olarak hareket eğilimindedir çekirdekleşmeyi nedeniyle vb titreşim, termal şoklara, için) ...

• Fononlar bu çekirdeklenme etkisini artırma eğilimindedir, bu nedenle fenomenin "olumlu geri bildirimi" vardır ve zamanla kötüleşir.

• Üretici spesifikasyonlarına bağlı kalmak, sorunun kontrol altında tutulmasına yardımcı olur.