La differenza di tensione di caduta del LED tra i colori è collegata alla diversa energia della lunghezza d'onda?

A me sembra che i LED che emettono luce con meno energia (ad es. IR e rosso) abbiano una caduta di tensione inferiore rispetto a quelli con più energia associata alla loro lunghezza d'onda (come blu o UV).

Sarebbe affascinante.

È una vera correlazione o dipende esclusivamente dalla tecnologia disponibile?

Il livello di energia dei fotoni non è la ragione per cui V _f aumenta con il livello di energia dei fotoni.

Perché? Perché ciò non accade sempre.

Ecco il livello di energia di 100 µmol per quattro lunghezze d'onda dei LED InGaN e la loro V _f .

Notare come quando la V _f aumenta, l'energia diminuisce.

Fonte V _f : Foglio dati sui colori ribelli di Lumiled
Fonte di energia: Come posso convertire l'irradiamento in flusso di fotoni?
e conversioni fotometriche, radiometriche, quantistiche

Un fotone non può essere misurato con un voltmetro.
Il fotone e l'energia che trasporta sono stati emessi dal LED.
Quindi, come può l'energia di un fotone possibilmente essere inclusa nella V _f quando è spenta viaggiando alla velocità della luce lontano dal LED?

L'energia del fotone non contribuisce direttamente a V _f .
La resistività istantanea dei materiali utilizzati è ciò che determina V _f

Più energia = meno fotoni

Questa domanda si basa sul fatto che un fotone a lunghezza d'onda più lunga trasporta meno energia di un fotone a lunghezza d'onda più corta.
Un fotone rosso intenso da 660 nm trasporta il 66% di energia in più di un fotone blu profondo.

Ma questa è solo una parte dell'equazione.

3,76 µmoli di fotoni blu profondo 450 nm porteranno 1 watt di energia.
5,52 µmoli di fotoni rosso intenso a 660 nm porteranno 1 watt di energia.

Questo è il 56% in più di fotoni rossi rispetto al blu per watt.

Ci vuole un elettrone per creare 1 fotone.
1 µmol = 602.214.076.000.000.000

Quindi è una specie di lavaggio.
Mentre il blu trasporta più energia, vengono generati meno fotoni blu per watt.
Mentre il rosso trasporta meno energia, vengono generati più fotoni rossi per watt.
Fonte: conversioni fotometriche, radiometriche, quantistiche

Per quanto riguarda il reclamo

è necessaria una certa tensione per consentire agli elettroni di attraversarli nella regione di esaurimento. L'elettrone rilascia la sua energia come un fotone.
... la larghezza di banda del materiale fornisce la lunghezza d'onda caratteristica. Distanze di banda più elevate danno lunghezze d'onda più brevi.

Mentre l'energia nel gap di banda si avvicina all'energia ottica rilasciata,
l'energia di gap di banda non è rappresentata in V _f

L'energia del gap di banda si avvicina all'energia ottica rilasciata solo se le caratteristiche termiche del LED sono trascurate.
Fonte: diodi emettitori di luce di E. Fred Schubert

Se dovessi andare a Digikey e ordinare (crescente) i LED bianchi per V _f
Troverai nella colonna adiacente, l'efficacia (lm / W), i LED con un'efficienza molto elevata. Poi, se si ordina per efficacia (ascendente) troverete più alto V _f .

Con un numero maggiore di elettroni convertiti in fotoni (maggiore efficacia), ci sono meno elettroni che riescono a passare attraverso la banda verso la banda di conduzione. Gli elettroni nella banda di conduzione si aggiungeranno alla V _f mentre quelli convertiti in fotoni non sono inclusi nella V _f .

La gamma di lunghezze d'onda dei LED disponibili in commercio con potenza di uscita a elemento singolo di almeno 5 mW va da 360 a 950 nm. Ogni intervallo di lunghezze d'onda è costituito da una specifica famiglia di materiali semiconduttori, indipendentemente dal produttore. Fonte: Fotonica - Diodi emettitori di luce: un primer .

L'articolo merita una lettura.

Figura 1. La guida colori LED di Lumex offre una buona panoramica dei vari tipi di LED, chimica e lunghezze d'onda. Per alcune spiegazioni, se necessario, vedere LED e colore (il mio).

Come tutti i diodi (la D del LED), è necessaria una certa tensione per consentire agli elettroni di attraversarli nella regione di esaurimento. L'elettrone rilascia la sua energia come un fotone. Il tuo sospetto è corretto e la larghezza di banda del materiale fornisce la lunghezza d'onda caratteristica. Distanze di banda più elevate danno lunghezze d'onda più brevi.

Figura 2. Le cadute di tensione diretta variano in base alla corrente. Che cos'è un LED? .

Questi dati per questo grafico sono stati presi da vari fogli dati e tracciati con cura. I LED, tuttavia, provenivano da produttori diversi e vi sono alcune variazioni nelle tensioni in avanti.

I LED bianchi, ad esempio, sono LED blu profondo 450nm ricoperti di fosfori che convertono la lunghezza d'onda. Quando un fotone blu profondo viene assorbito dal fosforo, viene emesso a una lunghezza d'onda più lunga (ad es. Blu-ciano-verde-rosso). Quindi la curva IV bianca sarà la stessa della curva blu profonda all'interno della stessa linea di prodotti. Ci sto ancora lavorando.

È collegato, con alcuni dettagli che indicano che non è possibile tracciare una linea retta attraverso tutti i punti.

L'energia necessaria per creare un fotone di una particolare lunghezza d'onda imposta il Vf minimo assoluto richiesto da un diodo durante il funzionamento. Inoltre, ci sono ulteriori piccole cadute di tensione che dipendono dalla particolare tecnologia, i particolari materiali che vanno a produrre un particolare semiconduttore a banda larga.

IIRC, giallo e verde richiedono una tensione molto simile, che dipende probabilmente dalla tecnologia. Ma generalmente, rosso e IR richiedono meno, e blu e UV di più, a causa del fabbisogno energetico del fotone.