איזה סוג של מושג הם החיים של LED? מהי עקומה באמבטיה?
"החיים" הם זמן ההישרדות של דברים מלידה ועד מוות. עבור רכיבים אלקטרוניים, ה"חיים" שלו מתייחסים למשך המנגנון הפיזי הפנימי שלו מהיווצרות ועד להיעלמות. LED היא המרה חשמלית-אופטית. הפונקציה הפיזיקלית של פוטונים שנוצרו על ידי מעבר פס האנרגיה של זוגות אלקטרונים-חורים היא תיאורטית תהליך ארוך עד אין קץ, והוא מותג "יונג J" בעל חיים ארוכים, אבל כל חומר, אפילו החומר המוליך למחצה המהווה LED, כולל שלו. אלקטרודות וחומרים אחרים, תחת עומס חשמלי ותרמי לטווח ארוך, הוא בסופו של דבר יתפרק, יזדקן, ובסופו של דבר יאבד את תפקידו המקורי, וכתוצאה מכך "מוות" - כישלון. לכן, למרות שה-LED הוא אור מוצק, יש לו גם את אורך החיים שלו. באופן כללי, למכשיר הזה, כמו שאר התקני מוליכים למחצה, יש "חיים" ארוכים מאוד בתיאוריה. מה שנקרא החיים של LED וחיים של התקני LED מעשיים (הכוונה למנורת LED) הם שני מושגים. כמו רכיבים אלקטרוניים אחרים, עליו לפעול לפי חוק הדברים הכללי מלידה ועד מוות – "עקומת אמבטיה". איור 94-1 מציג את חוקי המוות (או הכישלון) של חפצים וזמן בטבע.
כפי שניתן לראות מהאיור, ניתן לחלק את העקומה לשלוש תקופות:
(1) t0 -t1 נקודה
זהו פרק זמן בימים הראשונים לחייו של המכשיר, הוא מציג בתחילה שיעור כשל גבוה, וככל שהזמן גדל
כאשר שיעור הכשלים ארוך, שיעור הכשלים יורד בהדרגה ל-t1, ושיעור הכשלים נשאר ברמה נמוכה יחסית, הנקראת תקופת הכשל המוקדמת מ-t0 ל-t1. קח אנשים כדוגמה. מלידה ועד גיל ההתבגרות, לתינוקות יש שיעור תמותה גבוה יותר מתינוקות צעירים ובני גיל העמידה עקב חוסרים מולדים, עמידות וחסינות לא מספקות. באופן דומה עבור נוריות LED, עקב הפגמים הנוצרים בתהליך הייצור של המכשיר והגורמים כגון איתור וזיהוי פספוסים, חלק מהמכשירים "הפגומים מטבעם" "מתערבבים" למשתמש, ולאחר השימוש, הם ייחשפו, מה שגורם לשיעור כשל גבוה בשימוש הראשוני.
(2) נקודה t1-t2
פרק זמן זה הוא לרוב ארוך מאוד והוא מה שמכונה "תקופת חיים", המתייחסת לפרק זמן זה, עקב "חסרים מולדים"
או מכשירים עם בקרת איכות ירודה נחשפים במהלך תקופת t0-t1, כך שלרוב מכשירים "רגילים" יכולים לעבוד בצורה אמינה ולבצע את המשימה שלהם. כמובן, יהיה גם שיעור נמוך מאוד של כשלים במכשיר, בדיוק כפי שאנשים ימותו בגלל סיבות פתאומיות בבגרות הצעירה. סוג זה של כישלון הוא אקראי מאוד, ולכן תקופה זו נקראת תקופת הכישלון האקראי.
(3) תקופה גדולה או שווה ל-t2
הדבר נובע מגורמי עייפות שונים כמו בליה, הזדקנות ובלאי טבעי לאחר שהמכשיר פעל זמן רב.
בתקופת ההזדקנות, התפקוד אובד בהדרגה, ושיעור הכישלונות עולה במהירות. לכן, תקופה זו נקראת גם תקופת כשל העייפות. שיעור הכשל של מכשירים הנכנסים לתקופה זו עולה באופן ליניארי.
ברור שעקומת האמבט חלה על כל מיני חפצים כולל נוריות LED. עבור אובייקטים שונים, יש להגדיר הגדרה משלהם ל"כשל", כמו מוות לבני אדם ובעלי חיים, והגדרה נוספת לרכיבים אלקטרוניים כגון נוריות.
שימו לב שהתיאור שלמעלה הוא עבור מכלול האובייקטים, לא עבור אובייקט בודד. למעשה, זהו מושג סטטיסטי. לכן, גם "אורך חיים" הוא ממוצע סטטיסטי ולא ניתן לאמוד אותו ביחידה אחת. לדוגמה, כאשר אנו אומרים שתוחלת החיים הממוצעת של אדם היא 80 שנה, אנו מתייחסים לקבוצת אנשים בטווח מסוים. אדם מסוים בקבוצה זו עשוי לחיות עד גיל 100, או עלול למות בגיל שלוש. לא ניתן "להעריך" את תוחלת החיים של אוכלוסייה לפי תוחלת החיים של פרט בודד. הדבר נכון גם לגבי נוריות LED, ומה שנקרא 100,000 שעות ו-50,000 שעות בכללותן לא יכולות לשמש כמוצר לבדיקת אצווה מסוימת או מסויימת של נוריות. באופן כללי, "אורך חיים" לא יכול לשמש כפרמטר לזיהוי אם הנורית מתאימה או לא, והסיבה היא גם כאן.
