Самые яркие и мощные светодиоды от компании Cree
Основанная в 1987 году в Соединённых Штатах Америки (США) компания Cree, взяла курс на создание полупроводниковых приборов на базе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN). Совместная работа с японскими коллегами способствовала быстрому развитию новой технологии и как результат, появлению первых мощных светодиодов серии XLamp. В 2006 году разработчиками был взят рубеж в 100 лм/Вт, в 2010 г – 200 лм/Вт, а в 2012 г – 250 лм/Вт, преодолев очередной теоретический максимум для кристаллов данного типа. Сегодня Cree удаётся регулярно доказывать теоретикам неисчерпаемые возможности в совершенствовании твердотельных источников света.
Кроме всемирно известных XLamp, американская корпорация удерживает лидерские позиции в производстве слаботочных сверхъярких светодиодов High-Brightness, которые не менее востребованы в конструировании электронной техники. Продукция Cree не ограничена светоизлучающими диодами. В её лабораториях успешно реализуют проекты по созданию высоковольтных диодов Шоттки и СВЧ полевых транзисторов.
Мощные светодиоды
Сделав несколько новаторских открытий за последние 5 лет и предложив миру новые модели светодиодов и светодиодных COB матриц, компании Cree и сейчас удается повышать мощность и эффективность своей продукции. Первая группа светодиодов представлена мощными образцами серии XLamp, которая состоит из нескольких семейств, отличающихся технологией производства, форм-факторами и некоторыми техническими параметрами. В серии XLamp можно выделить две большие группы светоизлучающих диодов: однокристальные и многокристальные.
Однокристальные
Однокристальные светодиоды Cree являются самыми малогабаритными представителями семейства XLamp. Обладая высокой плотностью и интенсивностью свечения, геометрические размеры LED серии XQ составляют 1,6х1,6 мм. Светодиоды данной серии изменили представление о стандартном шаблоне распределения светового потока, направив его ближе к краям. Такой инновационный подход позволяет реализовывать светильники с широким углом свечения, затрачивая меньшее количество светодиодов. Угол свечения LED серии XQ лежит в пределах 100–145°. Одной из последних разработок компании Cree — светодиоды XQ-E High Intensity. Американским инженерам удалось выжать из кристалла крошечного размера мощность в 3 Вт, преобразовав её в световой поток 334 Лм.Вся линейка светоизлучающих диодов, построенная на одном кристалле, имеет превосходную цветопередачу (CRI 70–90).
Многокристальные
Достигнув отметки в 3000 мА, производители твердотельных источников света стали наращивать мощность путём увеличения напряжения. Американская компания Cree достигла больших результатов и в этом направлении, предложив миру новые стандарты напряжения питания LED. Cree предлагает несколько серий многокристальных светодиодов, рассчитанных на питание от 6 до 72 вольт. Все многокристальные SMD светодиоды с белым свечением от компании Cree можно разделить на три большие подгруппы: с высоким напряжением питания, мощностью до и свыше 4 Вт. В отдельные подгруппы многокристальных светоизлучающих диодов относят мощные COB матрицы, цветные и Royal Blue светодиоды.
До 4 Вт
Линейку светодиодов на нескольких кристаллах, суммарной мощностью до 4 Вт, представляют 6 светоизлучающих диодов в корпусах: MX и ML. По техническим параметрам их объединяет угол свечения, равный 120°, и два возможных цветовых оттенка: холодный и теплый белый. В серии MX найден компромисс между светоотдачей и потребляемой мощностью. Увеличив напряжение питания, разработчикам удалось добиться высокой надёжности без снижения качества света.Светодиоды серии ML и MX позиционируется на рынке как приборы со средней ценовой стоимостью.
Свыше 4 Вт
Не останавливаясь на достигнутом, Cree продолжила «гонку за люменами» и презентовала новое поколение многокристальных светодиодов мощностью более 4 Вт. Кристаллы серии MT-G – самые крупные представители группы, имеют мощность до 25 Вт.
Новинкой от Cree стали светодиоды серии XHP (Extreme High Power), которая представлена 4 моделями. Самый крупный представитель изготовлен в корпусе 7х7 мм и, потребляя 12 Вт, отдаёт 1710 лм. Появление XHP дало толчок развитию новых осветительных конструкций с меньшими затратами на вторичную оптику и систему охлаждения.Высокого напряжения питания (12–46 В)
Высоковольтные светодиоды HVW (High-Voltage White) от Cree – это тандем огромного светового потока и небольшого размера корпуса. Имея компактные габариты, они на порядок превзошли светодиодные сборки, благодаря чему стали применяться в производстве ламп-ретрофитов. Лампы с цоколем Е14, Е27 на основе HVW имеют высокий КПД, меньшие габариты драйвера и радиатора, чем аналоги на низковольтных светоизлучающих диодах.
Цветные
Параллельно с модернизацией белых светодиодов, Cree наращивает потенциал цветных LED, которые пользуются спросом в декоративной подсветке интерьеров, внешней подсветке архитектурных объектов и в искусственном освещении растений. Серия XP-E с широким выбором цветов характеризуется высокой светоотдачей в корпусе 3,45х3,45 мм. Серия XQ-E имеет ещё меньшие размеры 1,6х1,6 мм, чем привлекла внимание растениеводов. Компактность и отсутствие куполообразной линзы XQ-E HI позволяет получить направленный пучок света, необходимый для эффективного роста тепличных растений. LED серии MC-E RGB+W и XM–L RGB+W обладают регулировкой цветовой температуры и яркости, а также возможностью излучения холодного белого света.
Royal Blue
Светодиоды XLamp Royal Blue от Cree сведены в отдельную группу ввиду своих конструктивных особенностей, а именно, технологии «удалённого люминофора». Её суть состоит в нанесении люминофора не на кристалл, а на внутреннюю поверхность вторичной оптики. В результате формируется высокоэффективный пучок света с узким «глубоким синим» спектром излучения. Производство XLamp Royal Blue осуществляется в стандартных корпусах XP, XR, XQ, XB, XT, ML и отличается меньшей себестоимостью.
COB матрицы
Технология COB (Chip-on-Board) продолжает совершенствоваться, наращивая мощность за счет совершенствования технологий и увеличения плотности монтажа светодиодов. Компанией Cree линейка COB представлена сериями CXA и CXB. Размер самой большой матрицы CXA равна 34,85х34,85 мм, а её световой поток составляет 12000 лм. Усовершенствованные матрицы CXB изготавливают на новой платформе CS5, но полностью взаимозаменяемы с CXA. Например, специализированный светодиод CXB 3590 Studio – новое поколение линейки COB с индексом CRI больше 95, предназначенный для построения фотоаппаратуры.
Светодиоды High-Brightness
Сверхъяркие светодиоды Cree составляют вторую крупную группу — High-Brightness, представители которой отличаются малой величиной тока от 20 до 70 мА. В группе выделяют 4 линейки светодиодов, которые отличаются вариантом исполнения. Благодаря такой унификации производителям удаётся конструировать конструкции разного форм-фактора и назначения.
PLCC
Линейка PLCC от компании Cree состоит из светодиодов, предназначенных для поверхностного монтажа. Независимо от цвета свечения их собирают на одном или нескольких кристаллах. В линейке представлен большой ассортимент светоизлучающих SMD диодов разных цветов и размеров. Среди новинок стоит выделить RGB диод CLYBA-FKA в корпусе PLCC-6, которые применяют в формировании табло с бегущей строкой.
P4
Следующий представитель сверхъярких светодиодов – SuperFlux, более известный под названием «Пиранья». Корпус из эпоксидного компаунда квадратной формы с вогнутой, выпуклой или овальной линзой равномерно распределяет световой поток под заданным углом рассеивания. Четыре металлических вывода гарантируют надёжность крепления в условиях повышенной вибрации. LED P4 от Cree устанавливают в прожекторах, сигнальных огнях авто и пр.Круглые
Новое поколение круглых слаботочных светодиодов от Cree обеспечивает превосходное свечение. Их корпус выполнен из оптической эпоксидной смолы диаметром 5 мм. Потребляемый ток составляет всего 20 мА. Цветные круглые светодиоды имеют несколько модификаций, различных по силе света и углу свечения. Белые C535A-WJN и C503D-WAN выпускаются без стопперов, остальные модели оснащены ограничителями на выводах.Овальные
Производство овальных светодиодов ориентировано на создание LED-экранов больших габаритов, что востребовано при создании рекламных щитов во всем мире. Овальные светодиоды Cree отличаются размером корпуса в 4 мм. Их уникальная конструкция позволяет излучать свет в двух направлениях: по оси X и по оси Y, что отображено в технических характеристиках. Наравне с круглыми аналогами они рассчитаны на ток 20 мА, устойчивы к солнечному свету, перепаду температур и влажности. Овальные светодиоды имеют меньшую силу света из-за большого угла рассеивания.Американская компания Cree более чем на три четверти обеспечивает мировую потребность в карбиде кремния, пригодном для производства полупроводников, в том числе и светодиодов. Имея полный производственный цикл от выращивания кристаллов до создания светильников, корпорация прямо или косвенно участвует в техническом перевооружении осветительных систем многих предприятий мира.
Снижение себестоимости мощных светодиодов и уменьшение промежутка между разработкой и серийным выпуском – два неоспоримых факта, подтверждающих надёжность сотрудничества с Cree. Компания работает в соответствии с директивой RoHS, которая ограничивает содержание вредных веществ в продукции, поставляемой на рынок.
ЯРКИЕ СВЕТОДИОДЫ
Ещё десять лет назад, производители светодиодов выпускали только индикаторные светодиоды небольшой яркости. Но с развитием технологий появились новые LED приборы, которые по яркости стали догонять традиционные электрические источники освещения. Новые недорогие яркие светодиоды, потребляя сравнительно немного энергии, дают полноценную замену лампам накаливания. Мощные светодиодные источники света являются неизбежной альтернативой традиционным методам освещения, использующим лампы накаливания и люминисцентные КЛЛ, обеспечивая при этом в 10 раз больший ресурс работы, более низкие затраты обслуживания и высокую экономичность. С каждым месяцем на рынок выходят образцы всё более ярких и мощных светодиодов. -большую светоотдачу при малых габаритах;
-отсутствие элементов с высокой температурой;
-наработка на отказ до 100000 часов, или 10 лет непрерывной работы;
-потребление энергии уменьшается на 90%;
-высокая устойчивость к механическим воздействиям;
-широкая цветовая гамма излучение;
-отсутствие токсичных веществ в светодиоде.
Очень радует стремительное снижение цен на LED продукцию. Например мощный яркий светодиод на 50 ватт Edistar 50W, подешевел за пол года почти в два раза! А десятиваттные Golden X можно заказать всего за 10уе.
Форум по светодиодам
Форум по обсуждению материала ЯРКИЕ СВЕТОДИОДЫ
Светодиоды для фонариков – обзор видов и характеристики
При приобретении либо сборке новых светодиодных фонариков непременно следует обратить внимание на используемый светодиод. Если фонарь вы приобретаете только для подсветки темной улицы, то тут выбор огромный – выбираем любой с ярким светодиодом белого свечения. Но если вы хотите купить портативное осветительное устройство с характеристиками под более сложные задачи, тут важным моментом является выбор соответствующего светового потока, то есть способность прибора освещать большое пространство с помощью мощного луча.
Главные характеристики
Светодиоды отвечают за качество света, которое излучает фонарь. Стабильность освещения зависит от множества характеристик, среди которых – ток потребления, поток света и цветовая температура. Среди законодателей моды стоит отметить фирму Cree, в ее ассортименте можно обнаружить очень яркие светодиоды для фонарей.
Современные карманные модели создаются на единственном светодиоде, мощность которого достигает 1, 2, либо 3 Вт. Указанные электрические характеристики – это свойства различных моделей светодиода от известных марок. Интенсивность световых лучей или световой поток – это показатель, который зависит от типа светодиода и компании-изготовителя. Фирма-производитель также указывает в характеристиках количество люмен.
Этот показатель напрямую соотносится с цветовой температурой света. Светоизлучающие диоды могут излучать световой поток, достигающий 200 люмен на 1 ватт, и производятся сегодня с разной температурой для свечения: тепло-желтоватый или холодно-белый.
В фонарях с теплым белым оттенком излучение является приятным для человеческого глаза, однако они светят менее ярко. Свет с нейтральной температурой цвета эффективным образом дает возможность рассмотреть наиболее маленькие элементы. Холодно-белое освещение обычно свойственно для моделей с огромной дальностью светового луча, однако при длительной работе может раздражать глаза.
Если температура достигает примерно 50 °C, то срок эксплуатации кристалла может быть до 200 000 часов, однако это не оправдывается с экономической точки зрения. По этой причине многие компании выпускают продукцию, которая способна выдержать рабочую температуру до 85 °C, при этом удается сэкономить на охлаждении. Из-за превышения отметки в 150 °C техника может вовсе выйти из строя.
Индекс цветопередачи является качественным показателем, который характеризует свойство светодиода освещать пространство, при этом нет искажения настоящего оттенка. Светодиоды для фонариков с характеристикой источника цветопередачи в 75 CRI и более – это хороший вариант. Важный элемент светодиода – это линза, благодаря которой задается угол рассеивания световых потоков, то есть определяется дальность свечения луча.
В любой технической характеристике светодиода непременно отмечается угол излучения. Для любой из моделей данная характеристика считается индивидуальной и обычно варьируется в диапазоне от 20 до 240 градусов. У мощных светодиодов для фонарей угол достигает примерно 120 °C, и в основном в комплектацию входит отражатель и дополнительная линза.
Типы светодиодных фонарейХотя на сегодняшний день можно наблюдать сильный скачок в производстве мощных светодиодов, состоящих из множества кристаллов, мировые марки все еще выпускают светодиоды с меньшей мощностью. Производятся они в небольшом корпусе, который не превышает 10 мм в ширину. При сравнительном анализе можно заметить, что один такой мощный кристалл имеет менее надежную схему и угол рассеивания, чем одновременно пара подобных элементов в единственном корпусе.
Не лишним будет напомнить о четырехвыводных светодиодах «SuperFlux», так называемой «пиранье». У этих светодиодов для фонариков улучшенные технические характеристики. Светодиод «пиранья» обладает следующими основными преимуществами:
- равномерным образом распределяется поток света;
- не нужно отводить тепло;
- более низкая цена.
Типы светодиодов
На сегодняшний день на рынке доступно множество фонарей с улучшенными свойствами. Самыми востребованными считаются светодиоды от фирмы Cree Inc.: XR-E, XP-E, XP-G, XM-L. Сегодня популярны также новейшие XP-E2, XP-G2, XM-L2 — их в основном применяют в некрупных фонарях. А вот, к примеру, светодиоды Cree MT-G2 и MK-R от фирмы Luminus получили широкое применение в огромных моделях поисковых фонарей, которые могут работать одновременно от пары аккумуляторов.
К тому же светодиоды принято различать по яркости — существует специальный код, благодаря которому можно сортировать светодиоды по этому параметру.
При сравнении одних диодов с другими стоит обратить внимание на их габариты, а вернее, на участок светоизлучающих кристаллов. Если участок такого кристалла небольшой, значит, легче сосредоточить его свет в узенький луч. Если же хотите от светодиодов XM-L получать неширокий луч, то необходимо будет применять очень большой отражатель, что отрицательно влияет на массу и габариты корпуса. А вот с небольшими отражателями на подобном светодиоде выйдет довольно эффективный карманный фонарик.
Область применения светодиодов
В основном потребители при подборе фонарей выбирают модели с максимальным лучом свечения, но во многих случаях им такой вариант не нужен. Во многих случаях подобный инвентарь применяется для того, чтобы осветить близлежащую местность либо объект, который находится на удалении не больше 10 000 м. Дальнобойный фонарик светит на 100 м, хотя во многих случаях довольно узким лучом, плохо освещающим окружающий участок. В итоге при освещении подобными осветительными приборами удаленного объекта пользователь не заметит те объекты, которые располагаются в непосредственной близости от него.
Рассмотрим сравнение тональности света, который дают светодиоды: теплый, нейтральный и холодный. При подборе соответствующей температуры света фонарика необходимо принимать во внимание следующие важные моменты: светодиоды с теплым свечением могут минимально искажать цвет освещаемых объектов, однако у них меньшая яркость, чем у светодиодов нейтрального спектра.
При выборе мощного поискового либо тактического фонаря, где важным моментом является яркость прибора, рекомендуется подбирать светодиод с холодным спектром света. Если же фонарик необходим для быта, туристических целей или для применения в налобной модели, то тут важное значение имеет грамотная цветопередача, а значит, светодиоды с теплым светом окажутся более выигрышными. Нейтральный же светодиод является золотой серединой по всем характеристикам.
Фонарик с ярким свечениемНе принимая во внимание самые дешевые фонари, у которых есть лишь одна-единственная кнопка, у многих фонарей имеется пара режимов работы, среди которых режимы «стробоскоп» и «SOS». У небрендовой модели есть следующие варианты работы: самый высокий показатель мощности, средняя мощность и «стробоскоп». К тому же средняя мощность в основном равняется 50% самой высокой яркости света, а самая низкая – 10%.
Брендовые модели имеют более сложное строение. Тут управлять режимом работы вы можете с помощью кнопки, вращения «головки», поворотами магнитных колец и сочетанием всего перечисленного выше.
[ads-pc-2]
Оптом Супер Яркий Светодиодный Диод
Лучшая коллекция супер яркий светодиодный диод в 2021
5 5 5 Reviews + БольшеНикогда не было так легко найти супер яркий светодиодный диод высокого качества в лучших коллекциях года! Только на DHgate можно найти самые низкие оптовые цены на этот товар.На DHgate.com вы будете шокированы богатством выбора, увидев полный ассортимент модных led diode по невероятно низким ценам с дополнительной скидкой – и вас будет не остановить.
Более того, мы предлагаем сделку века — большие атласные банты были созданы, чтобы соответствовать всем вашим нуждам и решить любую проблему наших драгоценных клиентов.В нашем ассортименте Светодиод представлены восхитительные товары, которые вы захотите добавить в свою коллекцию – взгляните на них и закажите с улыбкой на лице.
Вы можете спросить, каким образом DHgate имеет в ассортименте все виды супер яркий светодиодный диод – самые известные и надежные ретейлеры Китая сотрудничают с нами.Из этих 41 отзывов вы узнаете, насколько наши дорогие клиенты довольны качество, сервисом и ценами на DHgate.com.Вы также можете получить дополнительную скидку к уже низкой цене на супер яркий светодиодный диод в виде купона или акции от продавца.Нас не остановить: наша жажда разнообразия привела нас к тому, что мы связали покупателей с известными производителями прически повороты, что облегчает покупку того, что вы ищете.Самые горячие предложения только здесь – сейчас подходящее время, чтобы купить желанные led diode по лучшим рыночным ценам только на DHgate
Ещё не уверены? Свяжитесь с нами, чтобы просмотреть множество товаров на супер яркий светодиодный диод от популярных брендов на удобной и безопасной платформе DHgate.com.Что, если мы скажем, что теперь покупка Светодиод, принадлежность к освещению, Освещенные лампы по лучшим рыночным ценам сопровождается гарантированным удовольствием от шоппинга и безупречным клиентским сервисом?У нас есть бесчисленное количество клиентов из-за качества, которое мы предлагаем. Вот почему кажется, что сейчас для них всегда высокий сезон. Мы всегда снижаем цену еще больше, когда клиентов становится слишком много.Вы также можете получить дополнительную скидку при оптовой закупку последних дизайнерских супер яркий светодиодный диод для своего бизнеса с усовершенствованной системой снижения цен при оптовых закупках.Вы уже давно хотите приобрести ? Если да, то прекращайте поиски – у нас есть невероятные предложения на всё, что вы хотите купить.
Светодиоды Quantum Mini + квантовая матрица + процессор с ИИ = яркие впечатления – Samsung Newsroom Казахстан
Удовольствие, которое пользователь получает от просмотра, стало одним из ключевых факторов развития технологий визуального отображения. Многие специалисты стремятся достичь идеального изображения, но разработчики телевизоров Samsung Neo QLED этим не ограничились. Они приложили максимум усилий для персонализации устройства для пользователей и расширения представлений о качественном экране.
Путь к разработке Neo QLED начался с создания светодиода Quantum Mini LED. Инженерам удалось сделать его микроскопическим, как пылинка, и покрыть микрослоем, благодаря которому диод излучает и рассеивает свет самостоятельно. Такие светодиоды делают изображение на экране плавным и естественным, устраняя шумы и размытие изображения (blooming), присущее прежним технологиям.
Поскольку размер Quantum Mini LED составляет всего 1/40 от аналогов прошлых поколений, в процессе производства перед специалистами Samsung возникло множество препятствий. Для работы c миниатюрными светодиодами отсутствовало необходимое оборудование, это стало поводом переосмысления подхода к инженерии: например, нужно точно определить точку входа электроэнергии для дальнейшего выравнивания десятков тысяч элементов. Реализация таких задач требует обладания не только знаниями, но и передовыми технологиями. В этом случае инженерам пригодился опыт компании в разработке дисплеев следующего поколения, в том числе продуктов с MicroLED и предшествующий опыт работы с микрочипами.
Quantum Matrix: точечное управление яркостью для отображения мелких деталей
Локальное затемнение (local dimming) — это технология, обеспечивающая лучшее качество изображения, за счет оптимизации яркости и разделения подсветки на отдельные зоны (ее повышения или, наоборот, затемнения) на разных участках экрана. Увеличение контрастности не только создает реалистичное изображение, но и значительно снижает энергопотребление. В Neo QLED применяется усовершенствованная версия локального затемнения — квантовая матрица.
Может возникнуть вопрос: если линза для рассеивания света, будет снята и не будет покрывать подсветку, не приведет ли это к тому, что пользователи смогут заметить происходящие изменения яркости и контрастности? Инженеры учли это и устранили потенциальную проблему за счет более точной настройки процессов в квантовой матрице. Она поддерживает улучшенную 12-битную градацию яркости для более точного управления источником света. В сравнении с традиционными панелями с 8- или 10-битной градациями новая технология позволяет добиться еще большей выразительности при передаче оттенков серого за счет регулировки источника света в пределах 4096 уровней. Когда уровень освещенности на экране не обеспечивает достаточную детализацию, у зрителя создается впечатление, что картинка запаздывает или зависает. Технология квантовой матрицы же способна передавать цвет на десятках разных уровней без сбоев и предотвращать эффект размытия изображения. Например, во время видеоигр на телевизоре пользователь легко увидит противников даже в темной локации.
Кроме того, технология квантовой матрицы перераспределяет электроэнергию, которая не используется на темных участках экрана, в более яркие части, что обеспечивает максимальную концентрацию. Таким образом, на Neo QLED пиковая яркость достигает 4000 нит1.
Эта же технология управляет не только диодами Quantum Mini LED, но и источником света для различного контента. Она анализирует воспроизводимый контент для обеспечения более реалистичных впечатления у пользователей. Например, если требуется передать размер предмета в сцене, технология квантовой матрицы способна передавать ощущение глубины, сфокусировав свет на объекте и затемнив фон. Это в корне отличается от простого включения и выключения подсветки.
Процессор Neo Quantum: более точный апскейлинг
Усовершенствованный процессор Neo Quantum на базе искусственного интеллекта позволяет оптимизировать изображение независимо от его исходного разрешения или скорости локального интернета.
Количество нейронных сетей процессора было увеличено с 1 до 16. Это позволяет ему определять тип объектов на экране, значительно расширяя возможности апскейлинга: процессор анализирует определенные характеристики видео в реальном времени, а затем использует подходящую нейронную сеть из 16 доступных на нем для достижения наилучшего результата.
Процессор также может заполнять промежутки между контентом низкого и высокого разрешения с максимальным качеством. Если расстояние между пикселями увеличивается, простое копирование одной и той же точки несколько раз сделает видео нечетким и размытым. Neo Quantum Processor анализирует этот параметр посредством обучения нейронной сети и оценивает изменение расстояния между пикселями для заполнения промежутка с максимально реалистичностью. Анализ в реальном времени позволяет применять к контенту наилучшее из возможных решений для апскейлинга, независимо от того, какое разрешение имеет исходное видео — SD, HD, FHD или 4K.
1 Максимальная яркость зависит от модели.
N E W GREEN 50м Профессиональный лазерный уровень XEAST 3D очень яркие диоды
Здравствуйте !
Вас приветствует интернет магазин «ProfiMAG»
Мы рады видеть Вас в нашем интернет-магазине. Мы занимается продажей инструмента известных торговых марок. Вашему вниманию представлен как профессиональный, так и бытовой инструмент для выполнения различного рода работ.
Профессиональный лазерный уровень XEAST 3D green — это высокоточный лазерный нивелир.
Осепостроитель XEAST 3D — это отличное соотношение цена/качество, где вы не переплачиваете за бренд (известную торговую марку). Данный лазерный нивелир отличается высокой яркостью луча, высокой точностью и надежностью в эксплуатации, имеет 99% положительных отзывов довольных покупателей нашего магазина. Данный тип лазерных уровней 3х360 12 линий является самым универсальным и подходящим для выполнения всех типов работ связанных со строительством, ремонтом и монтажом.
Профессиональный 3D лазерный уровень MULI 3D является аналогом всем известных KAPRO 883N, Bosch GLL 3-80, DeWalt DCE089D1G.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
— Рабочий диапазон: до 50м без приемника, до 100м с приемником
— Длина волны: 538nm
— Количеств линий — 12шт
— Количество плоскостей — 3шт
— Цвет луча — зеленый
— Погрешность: 1мм / 5м
— Толщина линии 2-2,5мм на 10м
— Автоматический диапазон самовыравнивания: ±4 °
— Питание: аккумулятор/сеть
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
— Лазерный уровень
— Аккумулятор
— Зарядное устройство
— Сумка для транспортировки
-подставка
-очки с зеленым светофильтром
ВОТ НЕСКОЛЬКО ПРИЧИН ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ ВЫБРАТЬ ИМЕННО НАШ МАГАЗИН ДЛЯ ПРИОБРЕТЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА:
1. Наш магазин занимается продажей лазерной измерительной техники с 2012 года, через интернет с 2014 года.
2. Мы напрямую сотрудничаем с производителями товаров, которые продаем.
3. Весь наш товар проходит КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА, благодаря которому Вы можете не беспокоится за исправность и точность показаний инструмента который у нас покупаете.
4. Мы занимаемся гарантийным и после гарантийным ремонтом, калибровкой и продажей комплектующих.
5. Доставка наших товаров по Украине осуществляется БЕЗ ПРЕДОПЛАТ ( Доставка при получении), потому что мы уверены в КАЧЕСТВЕ нашего товара.
6. В ЗАПОРОЖЬЕ у нас есть склад, в котором вы можете увидеть, сравнить и купить товар который вас заинтересовал.
Внимание ! Все фотографии сделаны собственноручно с реального инструмента ! Если Вы увидели такие же фото в других объявлениях-это мошенничество.
Если у вас остались вопросы — звоните 095-031-80-99, 097-606-56-77, и мы с удовольствием на них ответим.
Светодиоды cree
Оценив все перспективы светодиодов, американская компания CREE вложила немалые средства в их производство и сейчас является мировым лидером в этой области. Сверхяркие и мощные светодиоды CREE смогли заменить лампы накаливания в подавляющем большинстве осветительных приборов, при этом технологии освещения постоянно совершенствуются.
Содержание статьи
Основная классификация
светодиод CREE
На правах «законодателя моды» компания CREE создала собственную классификацию светодиодов, разделив их на две категории:
- сверхяркие High-Brightness;
- мощные XLamp.
Помимо этого она выпускает множество видов осветительного оборудования и материал для подложки мощных светодиодов – полупроводниковые кристаллы карбида кремния.
Каждая из двух главных групп делится на подгруппы, имеющие собственную кодировку и характеристики. По мере того как в массовое производство внедряются новые разработки, количество подгрупп увеличивается.
Так, в конце 2012 году появился светодиод CREE XM L2, относящийся к группе мощных светодиодов. Он выпущен на платформе новейшей модификации карбида кремния, имеет повышенную на 20% яркость и светоотдачу по сравнению с предыдущей моделью XM L. При этом мощность и потребляемый ток остались неизменными.
Иными словами компании удалось создать более эффективный прибор, сохранив при этом уровень потребляемой энергии. Данная модель применяется для создания направленного освещения.
светодиод CREE
Отличие между сверхяркими и мощными светодиодами CREE
Сверхяркие
Как пишет сам производитель, сверхяркие светодиоды были созданы для качественных полноцветных видеоэкранов и рекламных щитов, для подсветки, для архитектурного и декоративного освещения. Их рабочий ток составляет от 30 до 50 мА.
На сегодняшний день сверхяркие светодиоды CREE насчитывают шесть подгрупп. В их число входят:
- модели P2, у которых круглое или овальное сечение корпуса с диаметром 4 и 5 мм;
- модели P4, у которых квадратное сечение корпуса, предназначенное для монтажа в отверстия; выпускаются цветные и белые;
- SMD светодиоды цветные и белые.
Мощные
Мощные модели XLamp CREE рассчитаны на ток, превышающий 350 мА. Они широко используются во всех сферах жизни, заменяя лампы накаливания и газоразрядные лампы.
Моделей мощных светодиодов довольно много. Они отличаются друг от друга яркостью, направленностью светового потока, эффективностью и другими характеристиками. Несмотря на то, что CREE регулярно выпускает обновленные виды светодиодов, старые модели не остаются забытыми, поскольку имеют свои достоинства.
Например, XR-E — это более прогрессивные и мощные светодиоды CREE по сравнению с XR-C. Они рассчитаны на больший ток и обладают лучшими световыми и цветовыми характеристиками. Но у них отсутствуют модели красно-желтого свечения, к тому же стоимость их больше при одинаковой интенсивности излучения. Получается, что в некоторых условиях выгоднее покупать ранние модели, чем гнаться за новинками.
Характеристики светодиодов CREE
Прежде чем монтировать светодиодные чипы на плату или в корпус, их бинируют. Это понятие означает всего-навсего сортировку по самым главным параметрам чипа: яркости, цветовой температуре и, для цветных моделей, по длине волны.
Каждой партии чипов присваивается свой бин, поэтому выпускаемые компанией CREE светодиоды, помимо модели, характеризуются еще и значением бинов.
Яркость
Для определения яркости у CREE существует своя собственная таблица. В ней бины обозначаются латинскими буквами, рядом с которыми могут стоять цифры. Увидев на лампе маркировку Q3 или Q5 и заглянув в таблицу, можно узнать, какова яркость светодиода.
Следует помнить, что для разных подклассов у CREE имеется своя шкала яркости.
Рассмотрим самые распространенные кодировки.
| подгруппа | XM-L (бин определен при токе в 700 мА) | XR-E, XP-G, XP-E, XP-C (бин определен при токе 350 мА) | ||||||
| Бин яркости | T5 (от 260 до 280 люмен) | T6 (от 280 до 300 люмен) | U2 (от 300 до 320 люмен) | Q2 (от 87,4 до 93,9 люмен) | Q3 (от 93,9 до 100 люмен) | Q4 (от 100 до 107 люмен) | Q5 (от 107 до 114 люмен) | R2 (от 114 до 122 люмен) |
В характеристиках также часто встречается ссылка на американскую систему стандартизации ANSI.
Если вы хотите выбрать яркий источник, то можно остановиться на среднем показателе Q5 или T6 (для лампы XM-L). Но если вы колеблитесь между T6 и U2, то следует помнить, что U2 дает более яркий свет.
Оттенок и цветопередача
Помимо яркости компания маркирует свои лампы бином оттенка. Этот параметр аналогичен цветовой температуре. Наиболее распространенными являются теплый, нейтральный, природный и холодный оттенки.
Встречаются современные модели, излучающие холодный белый свет цветовой температуры более 8000К. Теплый белый свет светодиодов CREE соответствует примерно 2600-3700К.
Параметр CRI показывает качество цветопередачи, то есть насколько правильно передается цвет в сравнении с идеальным источником (абсолютно черным телом). При максимально качественной цветопередаче CRI=100, при максимально неправильной CRI=0. Обычно у источников белого света значение цветопередачи варьируется от 75 до 85, хотя встречаются значения большие 90.
Выбор светодиода
Те покупатели, кому в освещении важна цветопередача и состав спектра, могут вполне остановиться свой выбор на светодиодах CREE с бином яркости Q3 или T5 и с высоким показателем CRI, при этом обратив внимание на оттенок света.
Если же вы хотите как можно ярче освещать пространство, то лучше всего приобретать мощные светодиоды с высоким бином яркости. Стоимость их будет больше, но зато вы останетесь довольны результатом. Такие источники, кстати, подойдут и тем, кто плохо различает цветовые оттенки.
Наиболее выгодно приобрести светодиод можно в том случае, если обратить внимание на все его показатели, а также узнать, как рекомендует его использовать сам производитель. Компания CREE уделяет этому отдельное внимание и всегда делает подробные описания своего товара.
Amazon.com: 50 шт. Сверхъярких светодиодных диодов 12 В с предварительно подключенной проводкой, светло-белые: Товары для дома
5.0 из 5 звезд Недорогая, простая в использовании, удобная для использования в шкафу снабжения для маркерных проектов
Zzyzx Oh, 11 декабря 2018 г.
Я купил ассортимент ламп 120, потому что цена была подходящей. Я взял пять (5) разных светодиодов, соединил их параллельно и прикоснулся к ним небольшим количеством припоя. Затем я пропустил провода через пустую бутылку от конфет и добавил быстроразъемный обжимной соединитель на луженые выводы.
В результате получился легкий и экономичный тестовый фонарь, который не оставит следов, если вы ударите краску или пластик на автомобиле, а свет пяти светодиодов кажется достаточно ярким, чтобы привлечь мое внимание во всех областях, кроме самых ярких. . Нужно больше света, добавьте больше светодиодов.
Тот факт, что к ним уже прикреплены лиды, сильно сэкономил мне время. Пока все проверенные агрегаты работают. Я также заказал несколько лицевых панелей, чтобы вставить несколько из этих лампочек в лицевую часть коробки для проекта. Они хороши.
Фотография была сделана в комнате без освещения с использованием режима Night Sight моего мобильного телефона.Фактическое воздействие света более яркое для человеческого глаза, но мобильный телефон автоматически настраивается, когда освещение в комнате было включено, и вы не могли видеть, что банка была освещена на фотографии, но вы могли видеть это вживую и лично. Этот тепловизор точно отображает, как выглядят светодиоды.
Светодиоды: Праймер | источники света | Справочник по фотонике
Светодиоды (светодиоды) — это полупроводники, которые преобразуют электрическую энергию в энергию света. Цвет излучаемого света зависит от материала и состава полупроводника, при этом светодиоды обычно подразделяются на три длины волны: ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный.Расс Даль, Opto Diode Corporation
Диапазон длин волн серийно выпускаемых светодиодов с одноэлементной выходной мощностью не менее 5 мВт составляет от 275 до 950 нм. Каждый диапазон длин волн сделан из определенного семейства полупроводниковых материалов, независимо от производителя. В этой статье будет представлен обзор работы светодиодов и краткий обзор отрасли. Также будут обсуждаться различные типы светодиодов, соответствующие длины волн, материалы, используемые в их составе, и некоторые применения для конкретных ламп.
Ультрафиолетовые светодиоды (УФ-светодиоды): от 240 до 360 нм
УФ-светодиоды специально используются для промышленного отверждения, дезинфекции воды и медицинских / биомедицинских целей. Уровни выходной мощности более 100 мВт были достигнуты на длинах волн всего 280 нм. Материал, в основном используемый для УФ-светодиодов, — это нитрид галлия / нитрид алюминия-галлия (GaN / AlGaN) с длинами волн 360 нм или более. Для более коротких волн используются запатентованные материалы. В то время как рынок длин волн 360 нм и более стабилизируется из-за более низких цен и большого количества поставщиков, более короткие длины волн производятся лишь несколькими поставщиками, и цены на эти светодиоды все еще очень высоки по сравнению с остальными предложениями светодиодной продукции.
Светодиоды от ближнего УФ до зеленого: от 395 до 530 нм
Материалом для изделий этого диапазона длин волн является нитрид индия-галлия (InGaN). Хотя технически возможно получить длину волны от 395 до 530 нм, большинство крупных поставщиков концентрируются на создании синих светодиодов (от 450 до 475 нм) для получения белого света с помощью люминофоров и зеленых светодиодов в диапазоне от 520 до 530 нм для светофор зеленый свет. Технология для этих светодиодов обычно считается зрелой.Повышение оптической эффективности замедлилось или прекратилось за последние несколько лет.
Светодиоды от желто-зеленого до красного: 565–645 нм
Фосфид алюминия, индия, галлия (AlInGaP) — это полупроводниковый материал, используемый для этого диапазона длин волн. Он преимущественно выполнен в желтом цвете светофора (590 нм) и красном сигнале светофора (625 нм). Лимонно-зеленый (или желтовато-зеленый 565 нм) и оранжевый (605 нм) также доступны в этой технологии, но имеют ограниченную доступность.
Интересно отметить, что ни технологии InGaN, ни AlInGaP не доступны в виде чисто зеленого (555 нм) излучателя.В этом чисто зеленом регионе действительно существуют более старые, менее эффективные технологии, но они не считаются эффективными или яркими. Это в значительной степени связано с отсутствием интереса / спроса со стороны рынка и, следовательно, с отсутствием финансирования для разработки альтернативных технологий материалов для этого диапазона длин волн.
От глубокого красного до ближнего инфракрасного (IRLED): от 660 до 900 нм
В этой области существует множество вариантов конструкции устройства, но все они используют арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) или арсенид галлия (GaAs) .Применения включают инфракрасное дистанционное управление, освещение ночного видения, промышленное фотоуправление и различные медицинские приложения (на 660–680 нм).
Теория работы светодиодов
Светодиоды — это полупроводниковые диоды, которые излучают свет, когда электрический ток подается в прямом направлении к устройству — электрическое напряжение, которое достаточно велико для того, чтобы электроны могли перемещаться через область обеднения и объединяться с отверстие на другой стороне для создания пары электрон-дырка должно быть применено.Когда это происходит, электрон высвобождает свою энергию в виде света, и в результате излучается фотон.
Ширина запрещенной зоны полупроводника определяет длину волны излучаемого света. Более короткие длины волн равны большей энергии, и поэтому материалы с большей шириной запрещенной зоны излучают более короткие длины волн. Материалы с более широкой запрещенной зоной также требуют более высоких напряжений для проводимости. Коротковолновые УФ-синие светодиоды имеют прямое напряжение 3,5 В, в то время как светодиоды ближнего ИК-диапазона имеют прямое напряжение от 1,5 до 2,0 В.
Доступность длины волны и соображения эффективности
Важнейший фактор, определяющий, является ли конкретная длина волны, имеющаяся в продаже, связана с рыночным потенциалом, спросом и длинами волн промышленного стандарта.Это особенно заметно в областях от 420 до 460 нм, от 480 до 520 нм и от 680 до 800 нм. Поскольку для этих диапазонов длин волн нет массовых приложений, нет крупных производителей, предлагающих светодиодные продукты для этих диапазонов. Тем не менее, можно найти мелких или средних поставщиков, предлагающих продукцию для этих конкретных длин волн на индивидуальной основе.
Рис. 1. Текущее значение находится по формуле I = (V cc — V F ) / R L .Чтобы быть абсолютно уверенным в протекании тока в цепи, необходимо измерить каждый светодиод V F и указать соответствующий нагрузочный резистор. В практических коммерческих приложениях V cc рассчитан на то, чтобы быть намного больше, чем V F , и, таким образом, небольшие изменения в V F не влияют на общий ток в значительной степени. Отрицательный момент этой схемы — большие потери мощности через R L .
У каждой технологии материалов есть точка в диапазоне длин волн, где она наиболее эффективна, и эта точка находится очень близко к середине каждого диапазона.По мере того, как уровень легирования полупроводника увеличивается или уменьшается от оптимального уровня, страдает эффективность. Вот почему синий светодиод имеет гораздо большую мощность, чем зеленый или ближний УФ, желтый — больше, чем желто-зеленый, а ближний ИК — лучше, чем 660 нм. Когда у вас есть выбор, гораздо лучше проектировать для центра диапазона, чем для краев. Также проще закупить изделия, которые не попадают в технологический край материала.
Подача тока и напряжения на светодиоды
Хотя светодиоды являются полупроводниками и требуют минимального напряжения для работы, они по-прежнему являются диодами и должны работать в токовом режиме.Есть два основных способа работы светодиодов в режиме постоянного тока: Самый простой и наиболее распространенный — использование токоограничивающего резистора. Недостатком этого метода является большое тепловыделение и тепловыделение резистора. Чтобы ток был стабильным при изменении температуры и от устройства к устройству, напряжение питания должно быть намного больше, чем прямое напряжение светодиода.
В приложениях, где диапазон рабочих температур узкий (менее 30 ° C) или выходная мощность светодиода не критична, можно использовать простую схему, использующую токоограничивающий резистор, как показано на рисунке 1.
Рисунок 2. Пример точной и стабильной схемы. Эту схему обычно называют источником постоянного тока. Обратите внимание, что ток питания определяется напряжением питания ( В куб. См, ) минус В для , деленное на 1 R или ( В для — В для ) / 1 R.
Лучше управлять светодиодом с помощью источника постоянного тока (рис. 2). Эта схема будет обеспечивать одинаковый ток от устройства к устройству и при перепадах температуры.Он также имеет меньшую рассеиваемую мощность, чем простой токоограничивающий резистор.
Стандартные коммерческие драйверы светодиодов доступны из различных источников. Обычно они работают с использованием принципов широтно-импульсной модуляции для управления яркостью.
Импульсные светодиоды в сильноточном и / или высоковольтном режиме для массивов в последовательно-параллельной конфигурации создают уникальный набор проблем. Для начинающего разработчика непрактично проектировать импульсный привод с управлением по току, способный выдавать 5 А и 20 В.Есть несколько производителей специального оборудования для импульсных светодиодов.
Светодиоды в приложениях, видимых человеком
В приложениях, где светодиоды просматриваются напрямую или используются в качестве осветителей, точный цвет гораздо важнее, чем точный световой поток в люменах или канделах. Человеческий глаз относительно нечувствителен к изменениям интенсивности света, а мозг достаточно хорошо компенсирует происходящие изменения интенсивности. Например, глядя на светодиодный видеоэкран в здании, средний человек не заметит падения интенсивности на 20%, поскольку части экрана рассматриваются под углом от 10 ° до 20 ° от оси, по сравнению с частью, находящейся непосредственно на- оси, так как это постепенное изменение, приближающееся к краю поля зрения и не воспринимаемое.Напротив, если светодиоды в одном месте отличаются по длине волны на 10 нм от других участков, человеческий глаз легко заметит эту разницу в цвете и найдет ее отвлекающей.
Большинство белых светодиодов, которые используются сегодня, сделаны из синего светодиода, излучающего более длинноволновый видимый люминофор. Индекс цветопередачи (CRI) — это мера спектрального соответствия солнечному свету. 100 считается таким же, как солнечный свет, и большинство светодиодов, используемых в настоящее время для общего освещения, имеют индекс цветопередачи более 80.Улучшения CRI наряду с лучшей оптической эффективностью позиционируют белые светодиоды как наиболее желательный продукт для большинства приложений освещения.
Преимущества и применение светодиодов
Светодиоды для монохроматических применений имеют огромные преимущества перед лампами с фильтром — спектры длин волн определены лучше, чем то, что можно получить с помощью источника белого света и фильтра. Для общего освещения экономия энергии может легко в 100 раз превышать эксплуатационные расходы при использовании лампы накаливания с фильтром.Это приносит огромные дивиденды в таких приложениях, как архитектурное освещение и светофоры. Маломощные портативные светодиодные вывески для шоссе могут легко питаться от небольшой солнечной панели вместо большого генератора, что дает явное преимущество.
Светодиодыболее надежны, чем лазеры, обычно дешевле и могут работать с более дешевыми схемами. Европейский Союз теперь вместе с США классифицирует светодиоды как отдельную единицу. К счастью, светодиоды не несут тех же проблем безопасности глаз или предупреждений, что лазеры и лазерные диоды.С другой стороны, светодиоды нельзя превратить в очень маленькие, сильно коллимированные и оптически плотные пятна. В приложениях, где требуется чрезвычайно высокая плотность мощности на небольшой площади, почти всегда требуется лазер.
Светодиоды сейчас используются в большом количестве разнообразных рынков и приложений (Таблица 1). Их высокая надежность, высокая эффективность и более низкая общая стоимость системы по сравнению с лазерами и лампами делают эти устройства очень доступными и привлекательными как для потребительского, так и для промышленного сегментов.Каждая отдельная светодиодная технология и / или цвет были разработаны для решения конкретных задач и требований.
Идентификационные светодиоды (светодиоды)
Светоизлучающие диоды, обычно известные как светодиоды, украшают большинство наших электронных устройств, таких как телефоны, автомобили и компьютеры. Они бывают разных форм, типов и цветов для соответствующего применения. Прежде чем мы углубимся в светодиоды, давайте рассмотрим основные диоды. Светодиоды — это диоды, преобразующие электрическую энергию в свет.Диоды имеют два вывода, анод и катод. Диоды контролируют протекание тока в цепи. Анод — это положительная сторона, а катод — отрицательная сторона диода. Ток течет от анода к катоду, но не в обратном направлении в обычных диодах. Один из способов запомнить это — мнемоническая КИСЛОТА, Anode Cathode Is Diode или Anode Current In Diode. Общий символ схемы для диодов:
Для того, чтобы диод «включился» и ток шел в правильном направлении, необходимо приложить определенное количество положительного напряжения или прямого напряжения.Прямое напряжение важно для светодиодов, потому что оно необходимо для включения светодиода. Если на диод подается достаточно большое отрицательное напряжение или напряжение пробоя, ток действительно может течь в противоположном направлении от катода к аноду. Светодиоды
имеют такой же символ схемы, что и диоды. Они выглядят так:
Светодиодный индикатор цепиПри использовании светодиодов важно помнить, что полярность имеет значение. Если вы неправильно поместите светодиод в цепь, он не загорится и заблокирует ток через этот путь.Однако он не сломается, если включить его задом наперед, как электролитические конденсаторы.
Ток через светодиод определяет его яркость. Чем выше сила тока, тем ярче свет. Слишком большой ток может сломать светодиод, поэтому в качестве защиты используются резисторы для ограничения тока. Одно значение резистора, подходящее для большинства светодиодов, составляет 330 Ом. Sparkfun создал блок-схему ниже, чтобы упростить выбор резистора.
Блок-схема значений резисторов со светодиодами от SparkFunБолее длинные провода обычно являются стороной анода в светодиодах, показанных здесь: Анодный вывод — более длинный
Запомните правильную ориентацию перед тем, как закрепить и припаять выводы, иначе вы в конечном итоге будете угадывать, какой путь правильный.Ниже показаны различные типы светодиодов. Различные типы светодиодов
Как видите, светодиоды бывают разных форм и цветов. Светодиоды могут быть мигающими, RGB, SMD, мощными и ИК-светодиодами. Мигающие светодиоды похожи на стандартные светодиоды, но они включают в себя встроенную схему мультивибратора, которая заставляет светодиод мигать в течение определенного периода времени. Обычно они мигают одним цветом, но более сложные светодиоды могут мигать несколькими цветами.
Существуют двухцветные и трехцветные светодиоды, содержащие два или три цвета, но светодиоды RGB — это специальные трехцветные светодиоды, которые можно модифицировать для создания любого спектра цветов.У них есть четыре вывода, по одному для каждого цвета: красный, зеленый и синий, а четвертый — общий вывод трех диодов внутри, известный как общий катод или общий анодный вывод.
Светодиоды SMD упакованы иначе, чем версии типичных светодиодов со сквозным отверстием, и в основном используются, если у вас недостаточно места на вашей схеме. Светодиоды высокой мощности классифицируются как рассеивающие мощность 1 Вт и более. Они очень яркие и используются в автомобильных фарах или высококлассных фонариках.Они также рассеивают много тепла, поэтому обычно требуются радиаторы.
Специальные светодиоды, такие как инфракрасные (ИК) или ультрафиолетовые (УФ), используются по-разному. ИК-светодиоды используются на телевизионных пультах дистанционного управления для передачи небольших сигналов. УФ-светодиоды помогают сделать другие материалы флуоресцентными, подобными черному свету. Буквенно-цифровые светодиоды находятся на 7-сегментных дисплеях. Вы также можете найти их в формате точечной матрицы, как это видно на индикаторах отправления железных дорог и в формате звездообразования калькулятора. Выбор подходящего светодиода зависит от приложения.
В таблицах данных приведены характеристики светодиода. Помимо указания величины включения, прямое напряжение Vf поможет вам определить, какое напряжение необходимо подавать вашей цепи, поскольку это падение напряжения на светодиодах. Прямой ток If — это величина тока, которую светодиод может обрабатывать непрерывно, в то время как пиковый прямой ток Ifp — это максимальный ток, который он может обрабатывать при коротких импульсах. Длина волны светодиода, измеряемая в нанометрах (нм), точно определяет цвет света.Вот небольшой график:
Цветовая диаграмма длины волныЯркость светодиода измеряется в милликанделах (мкд). Чем выше mcd, тем ярче интенсивность. Диапазон яркости светодиодов: 0-100 мкд стандартный, 100-1000 мкд средний, 1000+ мкд высокий. Угол обзора светодиода показывает, где он самый яркий. Некоторые светодиоды концентрируются в определенном месте, а другие можно распространять как можно шире. Вот чертеж с углами обзора: Таблица углов освещения
Спицы светодиода обозначают угол обзора освещения, а круговые линии — относительное расстояние.Синий оттенок показывает, где светится светодиод образца. Светодиод имеет узкий угол освещения около 8 ° — 20 ° с большим расстоянием освещения. В техническом описании будет указан угол обзора его светодиода.
Это некоторые из основных характеристик светодиодов. Сообщите нам, какие светодиоды вы используете в своих приложениях, на [адрес электронной почты защищен].
Скачать PDF здесь
Источники видимого света — знакомство с светоизлучающими диодами
Последние несколько десятилетий принесли непрерывную и быстро развивающуюся последовательность технологических революций, особенно в цифровой сфере, которая кардинально изменила многие аспекты нашей повседневной жизни.Развивающаяся гонка производителей светодиодов ( светодиодов, ) обещает произвести, в буквальном смысле, наиболее заметный и далеко идущий переход на сегодняшний день. Последние достижения в разработке и производстве этих миниатюрных полупроводниковых устройств могут привести к устареванию обычных лампочек, возможно, наиболее распространенных устройств, используемых в современном обществе.
Лампа накаливания — самое известное из главных изобретений Томаса Эдисона и единственное, которое сохранилось в использовании (и почти в своей первоначальной форме) до наших дней, спустя более века после ее появления.Фонограф, телеграфная лента и мимеограф были заменены цифровыми технологиями в последние несколько десятилетий, а в последнее время широкое распространение получают светоизлучающие диодные устройства полного спектра, которые могут привести к исчезновению ламп накаливания и люминесцентных ламп. В то время как некоторые применения светодиодной технологии могут быть столь же простыми, как замена одной лампочки на другую, гораздо более дальновидные изменения могут включать в себя новые кардинальные механизмы использования света. В результате прогнозируемой эволюции стены, потолки или даже целые здания могут стать объектами специальных сценариев освещения, а изменения дизайна интерьера могут быть выполнены с помощью эффектов освещения, а не путем перекраски или повторной отделки.По крайней мере, повсеместный переход от ламп накаливания к светодиодному освещению приведет к огромной экономии энергии.
Хотя светоизлучающие диоды используются повсюду вокруг нас, например, в видеомагнитофонах, радиочасах и микроволновых печах, их использование ограничено в основном функциями отображения на электронных устройствах. Крошечные красные и зеленые индикаторы на компьютерах и других устройствах настолько знакомы, что тот факт, что первые светодиоды были ограничены тусклым красным светом, вероятно, не получил широкого признания.Фактически, даже наличие диодов с зеленым светом представляет собой значительный шаг в развитии технологии. За последние 15 лет светодиоды стали намного мощнее и доступны в широком спектре цветов. Прорыв, который позволил изготовить первый синий светодиод в начале 1990-х годов, излучающий свет на противоположном конце видимого светового спектра от красного, открыл возможность создания практически любого цвета света. Что еще более важно, открытие сделало технически возможным получение белого света из крошечных полупроводниковых устройств.Недорогая версия белого светодиода для массового рынка — самая востребованная цель исследователей и производителей, и это устройство, скорее всего, положит конец столетней зависимости от неэффективных ламп накаливания.
До широкого использования диодных устройств для общего освещения еще несколько лет, но светодиоды начинают заменять лампы накаливания во многих приложениях. Существует ряд причин для замены обычных источников света накаливания современными полупроводниковыми альтернативами.Светоизлучающие диоды намного более эффективны, чем лампы накаливания, в преобразовании электричества в видимый свет, они прочные и компактные, и часто могут работать до 100 000 часов, что примерно в 100 раз дольше, чем лампы накаливания. Светодиоды по своей сути являются монохроматическими излучателями, и приложения, требующие одноцветных ламп высокой яркости, находят наибольшее количество применений в рамках текущего поколения усовершенствованных устройств. Использование светодиодов для автомобильных задних фонарей, сигналов поворота и боковых габаритных огней увеличивается.Высокий стоп-сигнал на легковых и грузовых автомобилях — одно из первых применений в автомобилестроении — особенно привлекательное место для установки светодиодов. Длительный срок службы светодиодов позволяет производителям больше свободы встраивать стоп-сигналы в конструкцию автомобиля без необходимости обеспечения частой (и легкой) замены, как это требуется при использовании ламп накаливания.
Примерно 10 процентов красных светофоров в США теперь заменены светодиодными лампами.Более высокая начальная стоимость светодиодов может быть окупена всего за один год благодаря их более высокой эффективности в производстве красного света, что достигается без необходимости фильтрации. Светодиоды красного светофора потребляют от 10 до 25 ватт, по сравнению с 50 до 150 для лампы накаливания с фильтром красного света такой же яркости. Долговечность светодиодов является очевидным преимуществом в сокращении затрат на обслуживание сигналов. Одноцветные светодиоды также используются в качестве огней взлетно-посадочных полос в аэропортах и в качестве сигнальных огней на вышках радио- и телевещания.
По мере повышения эффективности производства и возможности производить светоизлучающие диоды практически любого цвета на выходе, основное внимание исследователей и промышленности уделяется белому светодиоду. Два основных механизма используются для получения белого света от устройств, которые в основном являются монохроматическими, и оба метода, скорее всего, будут продолжать использоваться для различных приложений. Один метод заключается в смешивании разных цветов света от нескольких светодиодов или из разных материалов в одном светодиоде в пропорциях, которые приводят к появлению белого света.Второй метод основан на использовании излучения светодиода (обычно невидимого ультрафиолета) для обеспечения энергии для возбуждения другого вещества, такого как люминофор, который, в свою очередь, излучает белый свет. Каждый метод имеет как преимущества, так и недостатки, которые, вероятно, будут постоянно меняться по мере дальнейшего развития светодиодной технологии.
Основы полупроводниковых диодов
Подробная информация об основных процессах, лежащих в основе работы светоизлучающих диодов, и материалах, используемых в их конструкции, представлены в следующем обсуждении.Однако основной механизм, с помощью которого светодиоды излучают свет, можно резюмировать простым концептуальным описанием. Знакомая лампочка использует температуру для излучения видимого света (и значительно большего количества невидимого излучения в виде тепла) посредством процесса, известного как накаливание. В отличие от этого светоизлучающий диод использует форму электролюминесценции, которая возникает в результате электронного возбуждения полупроводникового материала. Базовый светодиод состоит из перехода между двумя разными полупроводниковыми материалами (проиллюстрирован на рисунке 2), в котором приложенное напряжение создает ток, сопровождаемый излучением света, когда носители заряда, инжектированные через переход, рекомбинируются.
Основным элементом светодиода является полупроводниковый чип (похожий на интегральную схему), который установлен в чашке отражателя, поддерживаемой выводной рамкой, соединенной с двумя электрическими проводами, а затем встроен в твердую эпоксидную линзу (см. Рисунок 1). ). В одной из двух полупроводниковых областей, составляющих переход в микросхеме, преобладают отрицательные заряды (область n-типа ; Рисунок 2)), а в другой преобладают положительные заряды (область p-типа ). Когда на электрические выводы подается достаточное напряжение, ток течет, и электроны перемещаются через переход из области n в область p , где отрицательно заряженные электроны объединяются с положительными зарядами.Каждая комбинация зарядов связана со снижением уровня энергии, которое может высвободить квант электромагнитной энергии в виде светового фотона. Частота и воспринимаемый цвет испускаемых фотонов характерны для полупроводникового материала, и, следовательно, различные цвета достигаются путем изменения полупроводникового состава кристалла.
Функциональные особенности светоизлучающего диода основаны на свойствах, общих для полупроводниковых материалов, таких как кремний, которые имеют переменные характеристики проводимости.Чтобы твердое тело проводило электричество, его сопротивление должно быть достаточно низким, чтобы электроны могли более или менее свободно перемещаться по всей массе материала. Полупроводники обладают промежуточными значениями электрического сопротивления между проводниками и изоляторами, и их поведение можно смоделировать в терминах зонной теории твердых тел. В кристаллическом твердом теле электроны составляющих атомов занимают большое количество энергетических уровней, которые могут очень мало различаться ни по энергии, ни по квантовому числу.Широкий спектр энергетических уровней имеет тенденцию группироваться в почти непрерывные энергетические полосы, ширина и расстояние между которыми значительно различаются для разных материалов и условий.
На все более высоких энергетических уровнях, исходящих от ядра, могут быть определены две различные энергетические зоны, которые называются валентной зоной и зоной проводимости (рис. 3). Валентная зона состоит из электронов с более высоким уровнем энергии, чем внутренние электроны, и они имеют некоторую свободу взаимодействовать парами, образуя своего рода локализованную связь между атомами твердого тела.На еще более высоких уровнях энергии электроны зоны проводимости ведут себя аналогично электронам в отдельных атомах или молекулах, которые были возбуждены выше основного состояния, с высокой степенью свободы передвижения внутри твердого тела. Разница в энергии между валентной зоной и зоной проводимости определяется как ширина запрещенной зоны для конкретного материала.
В проводниках валентная зона и зона проводимости частично перекрываются по энергии (см. Рисунок 3), так что часть валентных электронов всегда находится в зоне проводимости.Для этих материалов ширина запрещенной зоны практически равна нулю, а при свободном перемещении части валентных электронов в зону проводимости в валентной зоне возникают вакансии или дырок. Электроны перемещаются с очень небольшим вкладом энергии в дырки в зонах соседних атомов, а дырки свободно мигрируют в противоположном направлении. В отличие от этих материалов изоляторы имеют полностью занятые валентные зоны и большие запрещенные зоны, и единственный механизм, с помощью которого электроны могут перемещаться от атома к атому, — это перемещение валентного электрона в зону проводимости, что требует больших затрат энергии.
Полупроводники имеют небольшую, но конечную ширину запрещенной зоны, и при нормальных температурах теплового перемешивания достаточно для перемещения некоторых электронов в зону проводимости, где они могут вносить вклад в электрическую проводимость. Сопротивление можно уменьшить, увеличивая температуру, но многие полупроводниковые устройства сконструированы таким образом, что приложение напряжения вызывает необходимые изменения в распределении электронов между валентной зоной и зоной проводимости, чтобы обеспечить протекание тока.Хотя расположение зон одинаково для всех полупроводников, существуют большие различия в ширине запрещенной зоны (и в распределении электронов между зонами) при определенных температурных условиях.
Элемент кремний является простейшим внутренним полупроводником и часто используется в качестве модели для описания поведения этих материалов. В чистом виде кремний не имеет достаточного количества носителей заряда или подходящей структуры запрещенной зоны, чтобы его можно было использовать в конструкции светоизлучающих диодов, но он широко используется для изготовления других полупроводниковых устройств.Характеристики проводимости кремния (и других полупроводников) можно улучшить за счет введения в кристалл небольших количеств примесей, которые служат для создания дополнительных электронов или вакансий (дырок) в структуре. Благодаря этому процессу, называемому легированием , производители интегральных схем разработали значительную способность адаптировать свойства полупроводников к конкретным приложениям.
Процесс легирования для изменения электронных свойств полупроводников легче всего понять, если рассмотреть относительно простую кристаллическую структуру кремния.Кремний — это элемент группы IV периодической таблицы, имеющий четыре электрона, которые могут участвовать в связывании с соседними атомами в твердом теле. В чистом виде каждый атом кремния разделяет электроны с четырьмя соседями, без дефицита или избытка электронов сверх того, что требуется в кристаллической структуре. Если небольшое количество элемента группы III (те, которые имеют три электрона на их крайнем энергетическом уровне) добавляется к кремниевой структуре, существует недостаточное количество электронов для удовлетворения требований связывания.Дефицит электронов создает вакансию или дыру в структуре, и в результате положительный электрический характер классифицирует материал как p-тип. Бор является одним из элементов, которые обычно используются для легирования чистого кремния для достижения характеристик p-типа.
Легирование с целью получения материала противоположного типа, имеющего отрицательный общий заряд (n-тип), достигается путем добавления элементов группы V , таких как фосфор, которые имеют «лишний» электрон внешний энергетический уровень.Полученная полупроводниковая структура имеет избыток доступных электронов по сравнению с количеством, необходимым для связывания ковалентного кремния, что дает возможность действовать как донор электронов (характерный для материала n-типа).
Хотя кремний и германий обычно используются в производстве полупроводников, ни один из этих материалов не подходит для изготовления светоизлучающих диодов, поскольку переходы, в которых используются эти элементы, производят значительное количество тепла, но лишь небольшое количество инфракрасного или видимого излучения.Переходы излучающего фотоны диода p-n обычно основаны на смеси элементов группы III и группы V, таких как арсенид галлия, фосфид арсенида галлия и фосфид галлия. Тщательный контроль относительных пропорций этих и других соединений, содержащих алюминий и индий, а также добавление легирующих примесей, таких как теллур и магний, позволяет производителям и исследователям производить диоды, излучающие красный, оранжевый, желтый или зеленый свет. В последнее время использование карбида кремния и нитрида галлия позволило ввести диоды с синим светом, а сочетание нескольких цветов в различных комбинациях обеспечивает механизм для получения белого света.Природа материалов, составляющих стороны p-типа и n-типа соединения устройства, и результирующая структура энергетической зоны определяют уровни энергии, доступные во время рекомбинации заряда в области перехода, и, следовательно, величину выделяемых квантов энергии. как фотоны. Как следствие, цвет света, излучаемого конкретным диодом, зависит от структуры и состава p-n-перехода.
Фундаментальным ключом к изменению свойств твердотельных электронных устройств является природа p-n-перехода.Когда разнородные легированные материалы контактируют друг с другом, протекание тока в области перехода будет другим, чем в любом из двух материалов по отдельности. Ток будет легко течь в одном направлении через переход, но не в другом, что составляет базовую конфигурацию диода. Такое поведение можно понять с точки зрения движения электронов и дырок в материалах двух типов и поперек перехода. Дополнительные свободные электроны в материале n-типа имеют тенденцию перемещаться из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область или в сторону материала p-типа.В области p-типа, в которой есть свободные электронные узлы (дырки), электроны решетки могут прыгать от дырки к дырке и стремятся уйти от отрицательно заряженной области. Результатом этой миграции является то, что отверстия движутся в противоположном направлении или от положительно заряженной области к отрицательно заряженной области (рис. 4). Электроны из области n-типа и дырки из области p-типа рекомбинируют в окрестности перехода, чтобы сформировать зону обеднения (или слой), в которой не остается носителей заряда.В зоне истощения устанавливается статический заряд, который препятствует любому дополнительному переносу электронов, и никакой заметный заряд не может протекать через переход, если ему не помогает внешнее напряжение смещения.
В диодной конфигурации электроды на противоположных концах устройства позволяют приложить напряжение таким образом, чтобы преодолеть влияние области обеднения. Подключение области диода n-типа к отрицательной стороне электрической цепи и области p-типа к положительной стороне заставит электроны перемещаться из материала n-типа в сторону p-типа, а дырки — в противоположное направление.При приложении достаточно высокого напряжения электроны в обедненной области получают повышенную энергию, чтобы диссоциировать с дырками и снова начать свободное движение. При работе с этой полярностью схемы, называемой прямым смещением p-n перехода, зона обеднения исчезает, и заряд может перемещаться по диоду. Отверстия проходят в переход от материала p-типа, а электроны направляются к переходу из материала n-типа. Комбинация дырок и электронов на переходе позволяет поддерживать постоянный ток через диод.
Если полярность цепи поменять местами по отношению к областям p-типа и n-типа, электроны и дырки будут вытягиваться в противоположных направлениях с соответствующим расширением обедненной области на стыке. В p-n-переходе с обратным смещением не происходит непрерывного протекания тока, хотя первоначально будет течь переходный ток, поскольку электроны и дырки отводятся от перехода. Ток прекратится, как только растущая зона истощения создаст потенциал, равный приложенному напряжению.
Конструкция светоизлучающего диода
Манипулирование взаимодействием между электронами и дырками на p-n-переходе является фундаментальным в конструкции всех полупроводниковых устройств, а для светодиодов основной целью проектирования является эффективное генерирование света. Инжекция носителей через p-n-переход сопровождается падением уровней энергии электронов из зоны проводимости на более низкие орбитали. Этот процесс происходит в любом диоде, но производит фотоны видимого света только в диодах, имеющих определенный состав материала.В стандартном кремниевом диоде разница уровней энергии относительно мала, и происходит только низкочастотное излучение, преимущественно в инфракрасной области спектра. Инфракрасные диоды используются во многих устройствах, в том числе в пультах дистанционного управления, но конструкция светоизлучающих диодов видимого диапазона требует изготовления из материалов, имеющих более широкий зазор между зоной проводимости и орбиталями валентной зоны. Все полупроводниковые диоды излучают свет в той или иной форме, но большая часть энергии поглощается самим материалом диода, если устройство специально не предназначено для испускания фотонов извне.Кроме того, чтобы быть полезными в качестве источника света, диоды должны концентрировать световое излучение в определенном направлении. Как состав и конструкция полупроводникового кристалла, так и конструкция корпуса светодиода определяют характер и эффективность излучения энергии устройством.
Базовая структура светоизлучающего диода состоит из полупроводникового материала (обычно называемого кристаллом ), выводной рамки, на которой размещается кристалл, и герметизирующей эпоксидной смолы, окружающей сборку (см. Рисунок 1).Светодиодный полупроводниковый чип поддерживается в чашке отражателя, вставленной в конец одного электрода (катод , ), и, в типичной конфигурации, верхняя поверхность кристалла соединена с помощью золотой соединительной проволоки со вторым электродом ( анод ). Для некоторых конструкций соединений требуется два соединительных провода, по одному на каждый электрод. Помимо очевидного различия в длине волны излучения разных светодиодов, существуют различия в форме, размере и диаграмме направленности. Типичный светодиодный полупроводниковый чип измеряет примерно 0.25 квадратных миллиметров, а диаметр эпоксидного корпуса составляет от 2 до 10 миллиметров. Чаще всего корпус светодиода круглый, но они могут быть прямоугольными, квадратными или треугольными.
Хотя цвет света, излучаемого полупроводниковым кристаллом, определяется комбинацией материалов кристалла и способом их сборки, некоторыми оптическими характеристиками светодиода можно управлять с помощью других переменных в упаковке кристалла. Угол луча может быть узким или широким (см. Рисунок 5) и определяется формой чашки отражателя, размером светодиодного чипа, расстоянием от чипа до верха эпоксидного корпуса или линзы и геометрией корпуса. линза из эпоксидной смолы.Оттенок эпоксидной линзы не определяет цвет излучения светодиода, но часто используется как удобный индикатор цвета лампы, когда она неактивна. Светодиоды, предназначенные для приложений, требующих высокой интенсивности и отсутствия цвета в выключенном состоянии, имеют прозрачные линзы без оттенка или рассеивания. Этот тип дает самый большой световой поток и может иметь самый узкий луч или угол обзора. Нерассеивающие линзы обычно имеют углы обзора от плюс-минус 10 до 12 градусов (рис. 5).Их интенсивность позволяет использовать их для подсветки, например, для подсветки дисплеев электронных устройств.
Для создания рассеивающих линз светодиодов мельчайшие частицы стекла внедряются в герметизирующую эпоксидную смолу. Рассеивание, создаваемое включением стекла, рассеивает свет, излучаемый диодом, создавая угол обзора примерно 35 градусов по обе стороны от центральной оси. Этот тип линз обычно используется в приложениях, в которых светодиоды видны напрямую, например, для индикаторных ламп на панелях оборудования.
Выбор систем материалов и технологий изготовления в конструкции светодиодов руководствуется двумя основными целями: максимизация генерации света в материале кристалла и эффективное извлечение генерируемого света. В смещенном вперед p-n переходе дырки инжектируются через переход из p-области в n-область, а электроны инжектируются из n-области в p-область. Равновесное распределение носителей заряда в материале изменяется в результате этого процесса инжекции, который называется инжекцией неосновных носителей заряда.Рекомбинация неосновных носителей с основными носителями имеет место для восстановления теплового равновесия, и продолжающийся ток поддерживает инжекцию неосновных носителей. Когда скорость рекомбинации равна скорости инжекции, устанавливается стационарное распределение носителей. Рекомбинация неосновных носителей может происходить радиационным образом с испусканием фотона, но для этого должны быть созданы надлежащие условия для сохранения энергии и импульса. Выполнение этих условий не является мгновенным процессом, и возникает временная задержка, прежде чем может произойти излучательная рекомбинация введенных неосновных носителей.Эта задержка, срок службы неосновных носителей, является одной из основных переменных, которые необходимо учитывать при проектировании светодиодных материалов.
Хотя процесс излучательной рекомбинации желателен в конструкции светодиодов, это не единственный механизм рекомбинации, который возможен в полупроводниках. Полупроводниковые материалы не могут быть получены без некоторых примесей, структурных дислокаций и других кристаллических дефектов, и все они могут захватывать введенные неосновные носители. Рекомбинации этого типа могут давать световые фотоны, а могут и не давать.Рекомбинации, не производящие излучения, замедляются диффузией носителей к подходящим участкам и характеризуются продолжительностью жизни безызлучательного процесса, которую можно сравнить со временем жизни радиационного процесса.
Очевидная цель конструкции светодиода, учитывая только что описанные факторы, состоит в том, чтобы максимизировать излучательную рекомбинацию носителей заряда по сравнению с безызлучательной. Относительная эффективность этих двух процессов определяет долю инжектированных носителей заряда, которые объединяются радиационно, по сравнению с общим количеством инжектированных, что можно определить как внутреннюю квантовую эффективность материальной системы.Выбор материалов для изготовления светодиодов зависит от понимания зонной структуры полупроводника и средств, с помощью которых можно выбирать или изменять уровни энергии для получения подходящих значений квантовой эффективности. Интересно, что некоторые группы соединений III-V имеют внутреннюю квантовую эффективность почти 100 процентов, в то время как другие соединения, используемые в полупроводниках, могут иметь внутреннюю квантовую эффективность всего 1 процент.
Излучательное время жизни для конкретного полупроводника в значительной степени определяет, происходят ли излучательные рекомбинации раньше безызлучательных.Большинство полупроводников имеют аналогичную простую структуру валентной зоны с пиком энергии, расположенным вокруг определенного кристаллографического направления, но с гораздо большим разбросом в структуре зоны проводимости. В зоне проводимости существуют энергетические впадины, и электроны, занимающие впадины с самыми низкими энергиями, располагаются так, чтобы легче участвовать в рекомбинации с неосновными носителями в валентной зоне. Полупроводники можно классифицировать как прямые или непрямые в зависимости от относительного расположения энергетических впадин зоны проводимости и энергетической вершины валентной зоны в пространстве энергии / импульса.Прямые полупроводники имеют дырки и электроны, расположенные непосредственно рядом с одними и теми же координатами импульса, так что электроны и дырки могут относительно легко рекомбинировать при сохранении импульса. В непрямом полупроводнике соответствие между энергетическими долинами зоны проводимости и дырками, которое допускает сохранение импульса, не является благоприятным, большинство переходов запрещены, и результирующее излучательное время жизни велико.
Кремний и германий являются примерами непрямых полупроводников, в которых излучательная рекомбинация инжектированных носителей крайне маловероятна.Излучательное время жизни в таких материалах составляет секунды, и почти все инжектированные носители объединяются безызлучательно через дефекты в кристалле. Прямые полупроводники, такие как нитрид галлия или арсенид галлия, имеют короткие радиационные времена жизни (примерно от 1 до 100 наносекунд), и материалы могут быть получены с достаточно низкой плотностью дефектов, так что радиационные процессы столь же вероятны, как и безызлучательные. Чтобы событие рекомбинации произошло в материалах с непрямой щелью, электрон должен изменить свой импульс перед объединением с дыркой, что приведет к значительно более низкой вероятности рекомбинации для возникновения межзонного перехода.Квантовая эффективность светодиодов, созданных из двух типов полупроводниковых материалов, четко отражает этот факт. Светодиоды из нитрида галлия имеют квантовую эффективность до 12 процентов по сравнению с 0,02 процента, типичными для светодиодов из карбида кремния. На рисунке 6 представлена диаграмма энергетических зон для GaN с прямой запрещенной зоной и SiC с непрямой запрещенной зоной, которая иллюстрирует природу межзонного перехода энергии для двух типов материалов.
Длина волны (и цвет) света, излучаемого при излучательной рекомбинации носителей, инжектированных через p-n-переход, определяется разницей в энергии между рекомбинирующей электронно-дырочной парой валентной зоны и зоны проводимости.Приблизительные энергии носителей соответствуют верхнему энергетическому уровню валентной зоны и самой низкой энергии зоны проводимости из-за тенденции электронов и дырок к равновесию на этих уровнях. Следовательно, длина волны ( λ ) испускаемого фотона аппроксимируется следующим выражением:
λ = hc / E bg
, где h представляет постоянную Планка , c — скорость света, а E (bg) — ширина запрещенной зоны.Чтобы изменить длину волны испускаемого излучения, необходимо изменить ширину запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого для изготовления светодиода. Арсенид галлия является обычным диодным материалом и может использоваться в качестве примера, иллюстрирующего способ изменения полосовой структуры полупроводника для изменения длины волны излучения устройства. Арсенид галлия имеет запрещенную зону примерно 1,4 электрон-вольта и излучает в инфракрасном диапазоне с длиной волны 900 нанометров. Чтобы увеличить частоту излучения в видимую красную область (около 650 нанометров), ширина запрещенной зоны должна быть увеличена примерно до 1.9 электрон-вольт. Это может быть достигнуто путем смешивания арсенида галлия с совместимым материалом, имеющим большую ширину запрещенной зоны. Фосфид галлия, имеющий запрещенную зону 2,3 электрон-вольта, является наиболее вероятным кандидатом для этой смеси. Светодиоды, изготовленные из соединения GaAsP (фосфид арсенида галлия), могут быть настроены для создания запрещенной зоны любого значения от 1,4 до 2,3 электрон-вольт путем корректировки содержания мышьяка до фосфора.
Как обсуждалось ранее, максимизация генерации света в полупроводниковом диодном материале является основной целью проектирования при производстве светодиодов.Еще одно требование — эффективное отвод света от чипа. Из-за полного внутреннего отражения только часть света, изотропно генерируемого внутри полупроводникового кристалла, может уйти наружу. Согласно закону Снеллиуса, свет может перемещаться из среды с более высоким показателем преломления в среду с более низким показателем преломления, только если он пересекает границу раздела между двумя средами под углом, меньшим, чем критический угол для этих двух сред.В типичном светоизлучающем полупроводнике кубической формы только от 1 до 2 процентов генерируемого света проходит через верхнюю поверхность светодиода (в зависимости от конкретного кристалла и геометрии p-n-перехода), а остальная часть поглощается полупроводниковыми материалами.
На рисунке 7 показано ускользание света от слоистого полупроводникового кристалла с показателем преломления н (с) в эпоксидную смолу с более низким показателем ( н (е) ). Угол, образованный конусом эвакуации, определяется критическим углом θ (c) для двух материалов.Световые лучи, выходящие из светодиода под углами менее θ (c) , уходят в эпоксидную смолу с минимальными потерями на отражение (пунктирные линии), в то время как эти лучи, распространяющиеся под углами более θ (c) , испытывают полное внутреннее отражение в граница, и не покидайте чип напрямую. Из-за кривизны эпоксидного купола большая часть световых лучей, выходящих из полупроводникового материала, встречается с границей раздела эпоксидная смола / воздух почти под прямым углом и выходит из корпуса с небольшими потерями на отражение.
Доля света, излучаемого светодиодным кристаллом в окружающую среду, зависит от количества поверхностей, через которые может излучаться свет, и от того, насколько эффективно это происходит на каждой поверхности. Почти все светодиодные структуры основаны на той или иной форме слоистой структуры, в которой используются процессы эпитаксиального роста для нанесения нескольких материалов с согласованной решеткой друг на друга, чтобы адаптировать свойства кристалла. Используется большое количество разнообразных структур, при этом для каждой системы материалов требуется разная архитектура слоев для оптимизации рабочих характеристик.
Большинство структурных устройств светодиодов основаны на вторичной стадии роста для нанесения монокристаллического слоя поверх монокристаллического материала подложки, выращенного в объеме. Такой многослойный подход позволяет дизайнерам удовлетворять, казалось бы, противоречивые или непоследовательные требования. Общей чертой всех структурных типов является то, что p-n-переход, где происходит излучение света, почти никогда не находится в кристалле-подложке, выращенном в объеме. Одна из причин этого заключается в том, что материал, выращенный в объеме, обычно имеет высокую плотность дефектов, что снижает эффективность генерации света.Кроме того, наиболее распространенные материалы для выращивания в массе, включая арсенид галлия, фосфид галлия и фосфид индия, не имеют соответствующей ширины запрещенной зоны для желаемых длин волн излучения. Другим требованием во многих применениях светодиодов является низкое последовательное сопротивление, которое может быть обеспечено за счет соответствующего выбора подложки, даже в тех случаях, когда низкое легирование, требуемое в области p-n-перехода, не обеспечивает адекватной проводимости.
Методы эпитаксиального роста кристаллов включают осаждение одного материала на другой, который хорошо совпадает по постоянным атомной решетки и коэффициенту теплового расширения для уменьшения дефектов в слоистом материале.Для создания эпитаксиальных слоев используется ряд методов. К ним относятся жидкофазная эпитаксия ( LPE ), парофазная эпитаксия ( VPE ), металлоорганическое эпитаксиальное химическое осаждение из паровой фазы ( MOCVD ) и молекулярно-лучевая эпитаксия ( MBE ). Каждый из методов выращивания имеет преимущества в конкретных системах материалов или производственных средах, и эти факторы широко обсуждаются в литературе.
Детали различных эпитаксиальных структур, используемых при изготовлении светодиодов, здесь не представлены, но обсуждаются в ряде публикаций.Как правило, однако, наиболее распространенными категориями таких структур являются выращенные и диффузные гомопереходы и одинарные или двойные гетеропереходы . Стратегии, лежащие в основе применения различных схем расположения слоев, многочисленны. К ним относятся структурирование областей p и n и отражающих слоев для увеличения внутренней квантовой эффективности системы, буферных слоев с градиентным составом для преодоления несоответствия решеток между слоями, локально изменяющейся запрещенной зоны для достижения ограничения носителей и бокового ограничения. инжекции носителя для управления площадью излучения света или для коллимирования излучения.
Несмотря на то, что он обычно не содержит области pn-перехода, материал подложки светодиода становится неотъемлемой частью функции и выбирается таким образом, чтобы он подходил для нанесения желаемых эпитаксиальных слоев, а также из-за его светопропускания и других свойств. . Как указывалось ранее, доля генерируемого света, которая фактически излучается светодиодным кристаллом, является функцией количества поверхностей, которые эффективно пропускают свет. Большинство светодиодных чипов классифицируются как устройства с поглощающей подложкой ( AS ), в которых материал подложки имеет узкую запрещенную зону и поглощает все излучение с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны.Следовательно, свет, идущий в стороны или вниз, поглощается, и такие микросхемы могут излучать свет только через свои верхние поверхности.
Микросхема с прозрачной подложкой ( TS ) предназначена для увеличения вывода света за счет включения подложки, прозрачной для длины волны излучаемого света. В некоторых системах прозрачность в верхних эпитаксиальных слоях позволяет также извлекать свет, проходящий к боковым поверхностям в пределах определенных углов. Также используются гибридные конструкции, имеющие промежуточные свойства подложки между устройствами AS и TS, и значительное повышение эффективности извлечения может быть достигнуто за счет применения постепенного изменения показателя преломления от светодиодного кристалла к воздуху.В структуре светодиода остается множество других механизмов поглощения, которые уменьшают излучение и которые трудно преодолеть, например передние и задние контакты на кристалле и дефекты кристалла. Однако чипы, изготовленные на прозрачных, а не на поглощающих подложках, могут демонстрировать почти пятикратное повышение эффективности извлечения.
Разработка светодиодов с несколькими цветами
Первый коммерческий светоизлучающий диод, разработанный в 1960-х годах, использовал основные составляющие галлий, мышьяк и фосфор для получения красного света (длина волны 655 нанометров).Дополнительный красный светоизлучающий материал, фосфид галлия, позже был использован для производства диодов, излучающих свет с длиной волны 700 нанометров. Последняя версия нашла ограниченное применение, несмотря на высокую эффективность, из-за низкой видимой яркости из-за относительной нечувствительности человеческого глаза в этой спектральной области. На протяжении 1970-х годов технологические разработки позволили ввести дополнительные цвета диодов, а производственные усовершенствования повысили контроль качества и надежность устройств.
Изменения в пропорциях элементов, легировании и материалах подложки привели к разработке диодов на основе арсенида галлия-фосфора ( GaAsP, ), дающих оранжевое и желтое излучение, а также красного эмиттера с более высоким КПД. Также были разработаны зеленые диоды на основе микросхем GaP . Введение и усовершенствование использования арсенида галлия-алюминия ( GaAlAs ) в течение 1980-х годов привело к быстрому росту числа применений светодиодов, в основном из-за повышения яркости на порядок. по сравнению с предыдущими устройствами.Такой выигрыш в производительности был достигнут за счет использования многослойных гетеропереходных структур при изготовлении чипов, и хотя эти GaAlAs-диоды ограничены излучением в красном диапазоне (660 нанометров), они начали использоваться в наружных вывесках, сканерах штрих-кодов, медицинском оборудовании. , и оптоволоконная передача данных.
Варианты цвета светоизлучающего диода
| Название цвета | Длина волны (нанометров) | Полупроводник Состав | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ультра красный | 660 | GaAlAs / GaAlAs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Super Red | 633 Super Red | 633 Super Red | 633 Super | 9040 9018 Оранжевый | AlGaInP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Оранжевый | 605 | GaAsP / GaP | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Желтый Ga4 Желтый GaAsP Белый 904 12 | 4500K (CT) | InGaN / SiC | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Бледно-белый | 6500K (CT) | InGaN / SiC 9018 9018 9018 9018 9018 9018 InGaN / SiC | 9018 (CT)InGaN / SiC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Чистый зеленый | 555 | GaP / GaP | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Super Blue 9018 SiC 9018 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Голубо-фиолетовый | 430 | GaN / SiC | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ультрафиолет | 395 | 395 904 разработка произошла в конце 1980-х, когда дизайнеры светодиодов позаимствовали методы из быстро развивающейся индустрии лазерных диодов, что привело к производство сверхъярких светодиодов видимого света на основе системы индий-галлий-алюминий-фосфид ( AlGaInP ).Этот материал позволяет изменять цвет излучения путем регулировки ширины запрещенной зоны. Таким образом, одни и те же производственные технологии могут использоваться для производства красных, оранжевых, желтых и зеленых светодиодов. В таблице 1 перечислены многие из распространенных материалов светодиодных чипов (эпитаксиальные слои и, в некоторых случаях, подложка) и их длины волн излучения (или соответствующая цветовая температура для светодиодов белого света). Совсем недавно были разработаны синие светодиоды на основе нитрида галлия и карбида кремния. Создание света в этой более коротковолновой и более энергичной области видимого спектра долгое время было труднодостижимым для разработчиков светодиодов.Высокая энергия фотонов обычно увеличивает частоту отказов полупроводниковых устройств, а низкая чувствительность человеческого глаза к синему свету увеличивает требования к яркости для полезного синего диода. Одним из наиболее важных аспектов синего светоизлучающего диода является то, что он дополняет семейство основных цветов красного, зеленого и синего ( RGB ), чтобы обеспечить дополнительный механизм получения твердотельного белого света путем смешивания этих компонентов. цвета. Исследователи твердого тела стремились разработать источник яркого синего света с момента разработки первых светодиодов.Хотя светодиоды, в которых используется карбид кремния, могут излучать синий свет, они имеют чрезвычайно низкую светоотдачу и не способны обеспечивать яркость, необходимую для практических применений. Последние разработки полупроводников на основе нитридов группы III привели к революции в диодной технологии. В частности, система нитрид галлия-индия ( GaInN ) стала ведущим кандидатом для производства синих светодиодов, а также основным материалом на развивающемся рынке белых светодиодов.Система материалов GaInN эволюционировала в 1990-х годах с достижением p-легирования в GaN, за которым позже последовало использование двойной гетероструктуры GaInN / GaN для изготовления светодиодов, а затем коммерческая доступность голубых и зеленых светодиодов GaInN высокой яркости в конец 1990-х. Светодиоды белого света Система полупроводниковых материалов из нитрида галлия и индия распространяется на разработку диодов белого света. Добавление ярких светодиодов с синим светом к ранее разработанным устройствам с красным и зеленым светом позволяет использовать три светодиода, настроенных на соответствующие выходные уровни, для получения любого цвета в спектре видимого света, включая белый.Другие возможные подходы к получению белого света с использованием одного устройства основаны на преобразователях длины волны люминофора или красителя или полупроводниковых преобразователях длины волны. Концепция белого светодиода особенно привлекательна для общего освещения из-за надежности твердотельных устройств и возможности обеспечения очень высокой светоотдачи по сравнению с обычными лампами накаливания и люминесцентными источниками. В то время как обычные источники света демонстрируют среднюю светоотдачу от 15 до 100 люмен на ватт, эффективность белых светодиодов, по прогнозам, достигнет более 300 люмен на ватт за счет постоянного развития.На рисунке 8 показаны значения световой эффективности для ряда типов светодиодов и обычных источников света, а также представлена кривая светимости CIE (Международная комиссия по освещению) для видимого диапазона длин волн. Эта кривая представляет реакцию человеческого глаза на излучатель со 100-процентной эффективностью. Некоторые из современных систем светодиодных материалов демонстрируют более высокие световые характеристики, чем большинство традиционных источников света, и вскоре ожидается, что светоизлучающие диоды станут наиболее эффективными из доступных излучателей. Белые светодиоды, безусловно, подходят для дисплеев и вывесок, но для того, чтобы быть полезными для общего освещения (как хотелось бы) и для приложений, требующих точной и эстетичной цветопередачи (включая освещение для оптической микроскопии), способ, которым » Белый «свет» должен быть серьезно рассмотрен. Человеческий глаз воспринимает свет как белый, если три типа клеток светочувствительного конуса, расположенные в сетчатке, стимулируются в определенных соотношениях.Три типа колбочек демонстрируют кривые отклика, которые имеют максимальную чувствительность на длинах волн, представляющих красный, зеленый и синий цвет, а комбинация ответных сигналов вызывает различные цветовые ощущения в мозгу. Широкое разнообразие различных цветовых смесей способно дать подобный воспринимаемый цвет, особенно в случае белого цвета, который может быть реализован посредством множества комбинаций двух или более цветов. Диаграмма цветности — это графическое средство представления результатов, полученных при смешивании цветов.Монохромные цвета появляются на периферии диаграммы, а диапазон смесей, представляющих белый цвет, расположен в центральной области диаграммы (см. Рисунок 9). Свет, воспринимаемый как белый, может генерироваться разными механизмами. Один из методов — комбинировать свет двух дополнительных цветов в правильном соотношении мощностей. Соотношение, которое вызывает трехцветную реакцию сетчатки (вызывающую восприятие белого цвета), варьируется для разных цветовых комбинаций. Выбор дополнительных длин волн приведен в таблице 2 вместе с коэффициентом мощности для каждой пары, которая дает координаты цветности стандартного источника света, обозначенного Международной комиссией по освещению (CIE, Commission Internationale de l ‘как D (65) ) как D (65) . Эклайраж). Еще одно средство создания белого света — это комбинирование излучения трех цветов, создающих восприятие белого света, когда они объединяются в надлежащем соотношении мощностей. Белый свет также может быть получен за счет широкополосного излучения вещества, которое излучает в большой области видимого спектра. Этот тип излучения приближается к солнечному свету и воспринимается как белый. Кроме того, широкополосное излучение может быть объединено с излучением в дискретных спектральных линиях для получения воспринимаемого белого цвета, который может иметь конкретные желательные цветовые характеристики, которые отличаются от характеристик белого света, создаваемого другими методами. Комбинация красных, зеленых и синих диодных чипов в одном дискретном корпусе или в ламповом узле, содержащем кластер диодов, позволяет генерировать белый свет или любой из 256 цветов за счет использования схемы, которая управляет тремя диодами независимо. В приложениях, требующих полного спектра цветов от единого точечного источника, этот тип формата диодов RGB является предпочтительным методом. В большинстве диодов белого света используется полупроводниковый чип, излучающий на короткой длине волны (синий, фиолетовый или ультрафиолетовый), и преобразователь длины волны, который поглощает свет из диода и подвергается вторичной эмиссии на более длинных волнах.Такие диоды, таким образом, излучают свет с двумя или более длинами волн, которые при объединении выглядят как белые. Качество и спектральные характеристики комбинированного излучения различаются в зависимости от возможных вариантов конструкции. Наиболее распространенные материалы для преобразования длины волны называются люминофорами , которые проявляют люминесценцию, когда они поглощают энергию от другого источника излучения. Обычно используемые люминофоры состоят из неорганического вещества-хозяина, содержащего оптически активную допант.Иттрий-алюминиевый гранат ( YAG ) является обычным материалом-хозяином, и для диодных применений он обычно легирован одним из редкоземельных элементов или редкоземельным соединением. Церий — распространенный легирующий элемент в люминофорах YAG, разработанных для белых светодиодов. Дополнительные длины волн цвета
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
