¿Por qué la intensidad de la luz en los LED no aumenta con la corriente después de un valor particular?

Leí en libros que la intensidad de la luz de un LED no aumenta más allá de un cierto valor de corriente.

La cantidad de luz emitida depende de la combinación de agujeros y electrones. Si es así, a medida que aumenta el flujo de electrones en el circuito, la combinación efectiva también debe aumentar, lo que da como resultado una mayor intensidad.

Pero, en general, ¿por qué no sucede esto en un LED más allá de un valor particular?

Por lo que vale, Maxim afirma un mecanismo (térmico) algo diferente al citado por Dave Tweed:

A medida que aumentan las corrientes de impulsión del LED para la multiplexación, las temperaturas internas dentro del LED también aumentan. Hay un punto en el que el aumento de la temperatura provoca una caída en la eficiencia de conversión de fotones, que, a su vez, niega el efecto del aumento de la densidad de corriente a través de la unión. En este punto, el aumento de las corrientes de accionamiento puede provocar un pequeño aumento, ningún cambio o incluso una disminución de las salidas de luz del chip LED.

La diferencia puede ser importante si se alimentan pulsos muy breves de corriente al LED.

No todas las recombinaciones dan como resultado la emisión de un fotón de luz visible. Solo los que se producen dentro de la unión PN del LED tienen la energía para eso, y este volumen puede "saturarse" a altos niveles de corriente. Cuando esto sucede, algunos de los electrones y agujeros pasan a través de la unión antes de recombinarse en el material a ambos lados, donde lo hacen con energía reducida, lo que resulta en la liberación de fotones de mayor longitud de onda (calor).

Al igual que las respuestas actuales de Spehro y Dave, el factor limitante es el calor generado por la corriente.

A medida que aumenta la corriente, aumenta la salida de luz, pero a medida que la corriente aumenta, la unión del LED se calienta. Cuanto más caliente es la unión, menos eficiente se vuelve el LED. Por lo tanto, llega a un punto en el que el aumento de la corriente realmente disminuye la salida de luz simplemente porque el LED se vuelve menos eficiente para convertir la electricidad en luz.

Es una práctica común aumentar la eficiencia de un LED enfriándolo a través de disipadores térmicos. (También conocido por algunos como "placas térmicas", ya que algunos LED populares vienen premontados en PCB cargados de cobre).

Para obtener la mejor relación de salida de luz / corriente de una configuración de LED, la práctica general es usar más de un LED para ese propósito y conducirlo por debajo. Al usar menos corriente por LED, se le recompensa más eficiencia, sin embargo, esto tiene el costo de usar más LED en cualquier diseño dado.

Los LED también pueden tener más corriente pulsada a través de ellos en comparación con tener corriente constante. Esto se usa con gran efecto en algunos equipos de iluminación de escenario, así como en otros productos que usan efectos estroboscópicos de alta intensidad como este Rescue Beacon .

En general, un LED tiene una intensidad limitada por la cantidad de calor que genera.