温度に関連する特性の変化（光度、波長、順方向電圧）LEDランプの特性は、チップ温度（Tj：発光する接合部の温度）によって変化します。 チップ温度には、周囲温度とLED自体から放出される熱の両方が含まれます。 次のテキストは、特性の一般的な変更について説明しています。
光度Tjが高くなると、LEDランプから放出される光の量は減少します。 これは、発光に寄与しない正孔と電子の再結合が増加するためです。 東芝のLEDランプの技術データは、ケース温度に対する光度の特性のグラフを示しています（光度は25°Cで1.0に標準化されています-付録1を参照）。 保証された動作温度範囲内で、光度は0.7から1.2まで変化します（25°Cでの光度1.0に基づく）
波長光度と同様に、主に温度の変化による半導体のエネルギーギャップの変化により、放出される波長も変化します。 波長の変化の程度は、半導体材料によって異なります。 InGaAlPタイプのLEDでは、温度が上昇するとdが約0.1nm /°C変化します。 厳格な波長規格が必要なアプリケーションでは、機器の保証された動作温度範囲内での波長の変化を考慮に入れる必要があります。
順方向電圧（Vf）特別な場合を除いて、放出される波長の変化のようなVfの変化は、半導体のエネルギーギャップの変化によって引き起こされます。 温度が上昇すると、Vfは約2mV /°C低下します。 Vfの変化は、回路設計における主要な考慮事項です。 LEDランプが定電流で動作する場合、Vfの変化は回路定数に影響を与えません。 ただし、LEDランプがほぼ一定の電圧で動作する場合、温度が上昇して電流が増加すると、Vfは低下します。 電流が増加すると、Tjはさらに上昇し、Vfはさらに低下します。 電流は、バランスがとれるまで増加し続けます。 逆に、低温ではVfが上昇し、電流が低下します。 回路を定電圧で動作させると、必要な光度が得られない場合があります。
特性の変動異なるLED間の特性値のばらつきは、製造段階で発生します。 東芝では、光度の最小値と各電気特性パラメータの最小値または最大値を指定しています。 したがって、これらの変動を考慮して光回路を設計する必要があります。 たとえば、温度の変化に加えて、Vfにも一定の分布があります。 回路に設計マージンが組み込まれていない場合は、Vf変動が大きいデバイスをチェックして、温度が変化しても目的の特性が得られることを確認する必要があります。 回路や機器の特性によっては、LEDランプの特性値の変動量を制限する必要がある場合があります。 その場合、東芝は特別基準の必要性を調査し、特別基準を適用できるかどうかを判断します。
可視LEDとセンサー光源の違い
LEDランプは可視光のエミッターです。 したがって、LED規格は、人間に見える光に基づいています。 したがって、Marktechは、光学センサーの光源として可視LEDを使用することを推奨していません。 相対効率図6は、人間の目が敏感な光の波長特性を特徴とする発光効率曲線を示しています。 人間の目は、約555nmの波長の光に最も敏感です。 LEDの光度を測定する場合は、図6に示す発光効率曲線に従って、各波長の光度の値を補正する必要があります。
図6–発光効率曲線
発光効率曲線を使用して、測定する各波長のLEDの出力を補正するか、測定するLEDの出力を発光効率曲線と同じ透過特性を持つ光学フィルターに通します。 当然、光検出器の波長特性も考慮する必要があります。 フォトダイオードまたはCCDイメージセンサーは、光度をチェックするための光検出器で使用されることがあります。 これらの場合、可視LEDの光度の違いは、単にそれらの光検出器の感度の違いによるものではありません。 たとえば、660 nm GaA AsLEDの光度と570nm InGaAlP LEDの光度を簡単に比較すると、後者の方が前者よりも光度が高いことがわかります。 ただし、フォトダイオードまたはCCDイメージセンサーを備えた光検出器の受信感度の波長特性を考慮すると、660 nm GaAlAsLEDの方が出力が高くなります。 また、技術データの波長特性図は、可視光スペクトルのみを示しており、LEDから他の光が放射されていないことを示すものではありません。 特に、LEDの種類によっては、近赤外域に大きなピークが出る場合があります。 フォトダイオードを使用して光度を測定する場合は、赤外光を考慮することを忘れないでください。
