Current crowding effects on the thermal performance of AlGaN/GaN light emitting diodes
Akım yoğunlaşmasının AlGaN/GaN ışık yayan diyotların termal performansı üzerine etkileri
- Tez No: 730962
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FATMA NAZLI DÖNMEZER AKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik ve Isı Tekniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Otomotiv, dış mekan ve bina aydınlatması gibi yüksek parlaklığın çok önemli olduğu alanlarda, yüksek lümenli AlGaN/GaN ışık yayan diyotlar (LED), yüksek yoğunluklu ışık çıkışına karşın düşük enerji tüketimi nedeniyle tercih edilmektedir. Yüksek enerji verimliliklerine rağmen, elektrik enerjisinin büyük bir kısmı ısıya dönüştürülerek cihaz sıcaklıklarının yükselmesine neden olur. Artan sıcaklıklar cihazların uzun ömür, lümen akısı ve dalga boyu gibi özelliklerini etkileyeceğinden cihazların termal problemlerinin çözülmesi önemlidir. En büyük ısı üretimi esas olarak en yüksek sıcaklık değerlerinin gözlendiği p-n birleşme alanı arasında meydana gelir. Tüm LED armatür ve cihaz tasarımları bağlantı sıcaklıklarının doğru tespiti ile mümkündür. Yüksek lümenli uygulamalarda, akım yoğunluğunun eşit olmayan dağılımı olarak bilinen akım sıkışması beklenmedik şekilde yüksek bağlantı sıcaklıklarına neden olur, güvenli sınırı aşabilir ve termal yüksek sıcaklık noktalarında/etraflarında bozulmaya neden olabilir. Bununla birlikte, mevcut deneysel tekniklerle birleşme sıcaklıklarını ve varyasyonları yüksek çözünürlükte elde etmek çok zordur. Çok boyutlu elektro-termal modeller ile akım sıkışması gibi düzensizlikler göz önünde bulundurularak bağlantı sıcaklıkları daha hassas bir şekilde belirlenebilir. Literatürde elektriksel ve termal modellerin bir arada kullanıldığı çok az çalışma bulunmaktadır. Yüksek lümenli LED çiplerin elektriksel ve termal özelliklerini incelemek için sonlu elemanlar yöntemine dayalı iki boyutlu elektrotermal simülasyonlar geliştirilecektir. LED dizi yapılarındaki, LED çiplerdeki bağlantı sıcaklık dağılımı, mevcut akımsıkışması ve rekombinasyon etkileri dikkate alınarak elde edilecektir. Mevcut akımsıkışması etkisi nedeniyle cihaz yapısındaki yüksek sıcaklık noktaları oluşumları araştırılacaktır. Simülasyonlar ticari yazılım COMSOL Multiphysics Semiconductor Module kullanılarak gerçekleştirilecektir.
Özet (Çeviri)
In the areas, such as automotive, outdoor, and building lighting in which high brightness is very significant, high lumen AlGaN/GaN light emitting diodes (LED) are preferred due to their low energy consumption vs high intensity light output. Although their high energy efficiency, a large proportion of electrical energy is converted into heat and causes device temperatures to rise. It is important to solve the thermal problems of the devices as the increasing temperatures will affect the properties of the devices such as longevity, lumen flux, and wavelength. The largest heat generation mainly occurs between the p-n junction area where the highest temperature values are observed. All LED luminaire and device designs are possible with accurate detection of junction temperatures. In high lumen applications, non-uniform distribution of current density known as current crowding will affect unexpectedly high junction temperatures may exceed the safe limit and result in degradation in/around thermal hotspots. However, it is very difficult to obtain the junction temperatures of variations at high resolution with current experimental techniques. Junction temperatures can be determined more precisely with multidimensional electro-thermal models by considering the nonuniformities such as current crowding. There are very few studies in the literature where electrical and thermal models are combined. Two-dimensional electrothermal simulations based on finite-element method numerical simulation will be developed to study the electrical and thermal properties of chip level high-lumen LEDs. Junction temperature distribution of LED chips in LED array structures will be obtained considering the effects of current crowding and recombination phenomenon. Hotspot formations in the device structure due to the current crowding effect will be investigated. Simulations will be performed by the commercial software COMSOL Multiphysics Semiconductor Module.
Benzer Tezler
- Kamu borç stokunun uzun dönem faiz oranları üzerindeki etkisi: Avrupa Birliği ülkeleri ve Türkiye üzerine bir panel veri analizi
The effect of government debt stock on long term interest rates: A panel data analysis on European Union countries and Turkey
MENEKŞE AZGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EkonomiPamukkale Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ALTUNTAŞ
- Toplu konut kullanıcılarının konut ve çevresinden memnuniyetlerinin belirlenmesi: Bahçeşehir örneği
Başlık çevirisi yok
ÖMER LÜTFİ KELLEKCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE BERKÖZ
- Çevre davranış kuramları üzerinden sinemada mekana bir bakış
A reading of space in the cinema based on environment behavior theories
ÜMMÜ GÜLSÜM ŞENAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA AHSEN ÖZSOY
- Three essays on the structure of domestic savings in Türkiye
Türkiye'de yurtiçi tasarrufların yapısı üzerine üç inceleme
AYTAÇ DİKMEN
