Светодиод | это… Что такое Светодиод?

Светодиодная лампа

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

В 1907 году Генри Джозеф Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл — карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.

Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены О. В. Лосевым в 1923 году, который, экспериментируя с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.

Вероятно, первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоньяк.

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа A^IIIB^V (например, GaAs или InP) и A^IIB^VI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

Содержание 1 История 2 Вклад советских учёных 3 Характеристики 4 Цвета и материалы полупроводника 5 Стоимость 6 Преимущества 7 Применение светодиодов 8 Органические светодиоды — OLED 9 Производство 10 См. также 11 Примечания 12 Ссылки

История

Олег Лосев, советский физик, обнаруживший электролюминесценцию в карбиде кремния

Первое известное сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Маркони Лабс.

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд, изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т.Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

Вплоть до начала 1970-х годов американскими учёными светодиоды назывались «Losev Light» «Свет Лосева». В силу того, что в СССР в 1960-е годы такие науки, как кибернетика, генетика были в загоне, то таким мелочам, как светодиоды не уделялось должного внимания как со стороны академии наук, так и со стороны патентных организаций СССР. Постепенно название «Losev Light» упоминалось реже и реже, и постепенно забылось.

Вклад советских учёных

Хотя люминесценцию в карбиде кремния впервые наблюдал Раунд в 1907 году, Олег Лосев в Нижегородской радиолаборатории в 1923 г. показал, что она возникает вблизи спая^[1]. Теоретического объяснения явлению тогда не было.

Виды светодиодов

Светодиод с пластиковой оболочкой-корпусом.		Светодиодный фонарь (панель) для сценического направленного освещения.		Современный люминофорный светодиод в ручном электрическом фонаре. Яркость свечения сравнима с яркостью лампы накаливания мощностью 15 Вт.		Современные мощные сверх-яркие светодиоды на теплоотводящей пластине с контактами для монтажа.

О. В. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за СССР приоритет в области светодиодов

[2], утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.

Характеристики

Обозначение светодиода в электрических схемах

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Современные сверхъяркие светодиоды обладают менее выраженной полупроводимостью, чем обычные диоды. Высокочастотные пульсации в питающей цепи (т.н. «иголки») и выбросы обратного напряжения приводят к ускоренному деградированию кристалла. Скорость деградирования также зависит от питающего тока (нелинейно) и температуры кристалла (нелинейно).

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 26 апреля 2012.

Цвета и материалы полупроводника

См. также: Синий светодиод и Белый светодиод

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде, и материал:

	Цвет	длина волны (нм)	Напряжение (В)	Материал полупроводника
	Инфракрасный	λ > 760	ΔU < 1.9	Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
	Красный	610 < λ < 760	1.63 < ΔU < 2.03	Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Оранжевый	590 < λ < 610	2.03 < ΔU < 2. 10	Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Жёлтый	570 < λ < 590	2.10 < ΔU < 2.18	Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Зелёный	500 < λ < 570	1.9[3] < ΔU < 4.0	Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
	Голубой	450 < λ < 500	2.48 < ΔU < 3.7	Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
	Фиолетовый	400 < λ < 450	2.76 < ΔU < 4.0	Индия-галлия нитрид (InGaN)
	Пурпурный	Смесь нескольких спектров	2. 48 < ΔU < 3.7	Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком
	Ультрафиолетовый	λ < 400	3.1 < ΔU < 4.4	Алмаз (235 nm)[4] Нитрид бора (215 nm)[5][6] Нитрид алюминия (AlN) (210 nm)[7] Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (down to 210 nm) [8]
	Белый	Широкий спектр	ΔU ≈ 3.5	Синий/ультрафиолетовый диод с люминофором;

Стоимость

Стоимость мощных светодиодов, применяемых в портативных прожекторах и автомобильных фарах, на сегодняшний день довольно высока — порядка 8-10$ и более за штуку. Как правило, в небольших фонариках и бытовых лампах-сборках используется несколько десятков не слишком мощных светодиодов.

К началу 2011 года стоимость мощных (1 Вт и более) светодиодов снизилась и начинается от 0,9 $. Стоимость сверхмощных (10Вт и более P7 и CREE M-CE 15-20$ CREE XM-L 10W 1000Lm) составляет порядка 10$.

Преимущества

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

• Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами^[9] и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.
• Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
• Длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
• Спектр современных светодиодов бывает различным — от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
• Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
• Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
• Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
• Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но относительно высокая стоимость при использовании в освещении, которая снизится при увеличении производства и продаж.
• Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
• Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
• Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Применение светодиодов

Применение светодиодов

Комнатное освещение		В светофорах		В автомобильных фарах

Основная статья: Светодиодное освещение

• В уличном, промышленном, бытовом освещении (в т. ч. светодиодная лента)
• В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах)
• Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами
• В оптопарах
• Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах
• Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет^[10])
• В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры и т. д.)
• В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
• В светодиодных дорожных знаках.
• В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.

Органические светодиоды — OLED

OLED дисплей

Основная статья: OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.

Производство

Наиболее^{[источник не указан 41 день]} крупным производителем светодиодов в мире является компания «Siemens» со своими дочерними предприятиями «Osram Opto Semiconductors» и «Osram Sylvania».

Также крупным производителем светодиодов является «Royal Philips Electronics», политика которого заключается в приобретении компаний, изготавливающих светодиоды. Так, «Hewlett-Packard» в 2005 году продал компании «Philips» своё подразделение Lumileds Lighting, а в 2006 были приобретены «Color Kinetics» и «TIR Systems» — компании с широкой технологической сетью по производству светодиодов с белым спектром излучения.

«Nichia Chemical» — подразделение компании Nichia Corporation, где были впервые разработаны белый и синий светодиоды. На текущий момент ей принадлежит лидерство в производстве сверхъярких светодиодов: белых, синих и зелёных. Помимо вышеперечисленных гигантов, следует также отметить следующие компании: Cree, Emcore Corp., Veeco Instruments, Seoul Semiconductor и Germany’s Aixtron, занимающиеся производством чипов и отдельных светодиодов.

Крупнейшими^[11] производителями светодиодов в России и Восточной Европе являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». «Оптоган» создана при поддержке ГК «Роснано». Производственные мощности компании расположены в Санкт-Петербурге. «Оптоган» занимается производством как светодиодов, так и чипов и матриц, а также участвует во внедрении светодиодов для общего освещения.
«Светлана-Оптоэлектроника» (г.Санкт-Петербург) — объединяет предприятия, которые осуществляют полный технологический цикл разработки и производства светодиодных систем освещения: от эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур до сложных автоматизированных систем интеллектуального управления освещением.
Также крупным предприятием по производству светодиодов и устройств на их основе можно назвать завод Samsung Electronics в Калужской области.

См. также

• Индукционная лампа
• Лампа накаливания
• Люминесцентная лампа
• Лазерный диод
• Светодиодный графический экран
• Синий светодиод
• Органический светодиод
• Медиафасад

Примечания

1. ↑ ФИЗИК ЛОСЕВ Жизнь ученого Лосева Олега Владимировича
2. ↑ О.  В. Лосев — изобретатель кристадина и светодиода К 100-летию со дня рождения. Автор: Ю. Р. Носов
3. ↑ OSRAM: green LED
4. ↑ (2001) «Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction». Science 292 (5523). DOI:10.1126/science.1060258. PMID 11397942.
5. ↑ (2007) «Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure». Science 317 (5840). DOI:10.1126/science.1144216. PMID 17702939.
6. ↑ (2004) «Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal». Nature Materials 3 (6). DOI:10.1038/nmat1134. PMID 15156198.
7. ↑ (2006) «An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres». Nature 441 (7091). DOI:10.1038/nature04760. PMID 16710416.
8. ↑ LEDs move into the ultraviolet, physicsworld.com (May 17, 2006). Проверено 13 августа 2007.
9. ↑ Натриевая лампа — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
10. ↑ Китайские ученые построили беспроводную сеть на светодиодах. Lenta.ru (18 мая 2010). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 14 августа 2010.
11. ↑ В Петербурге запустили завод светодиодов

Ссылки

Что такое светодиод. Краткое описание

Главная » Электроника для начинающих » Что такое светодиод. Краткое описание

В двух словах, светодиод (LED) представляет собой полупроводниковое устройство, излучающее свет при прохождении через него электрического тока. Свет возникает, когда частицы, несущие ток (известные как электроны и дырки) объединяются в полупроводниковом материале в зоне p-n перехода.

Поскольку свет генерируется в твердом полупроводниковом материале, светодиоды описываются как твердотельные устройства. Термин твердотельное освещение, которое также включает в себя органические светодиоды (OLED), отличает эту технологию освещения от других источников света, таких как лампы накаливания, галогенные лампы, флуоресцентные лампы.

Различные цвета светодиодов

Внутри полупроводникового материала светодиода электроны и дырки находятся в энергетических зонах. Ширина запрещенной зоны определяет энергию фотонов (частиц света), излучаемых светодиодом.

Энергия фотона определяет длину волны испускаемого света и, следовательно, его цвет. Различные полупроводниковые материалы с различными запрещенными зонами создают разные цвета света. Точная длина волны (цвет) могут быть настроены путем изменения состава светоизлучающей или активной области.

Светодиоды состоят из соединений полупроводниковых элементов из III и V группы периодической таблицы химических элементов Менделеева. Примерами таких материалов, которые обычно используются в производстве светодиодов, являются арсенид галлия (GaAs) и фосфид галлия (GaP).

До середины 90-х годов светодиоды имели ограниченный диапазон цветов, в частности, коммерческие синие и белые светодиоды не существовали. Разработка светодиодов на основе нитрида галлия (GaN) завершила палитру цветов и открыла множество новых устройств.

Основные материалы, используемые при изготовлении светодиодов

Основными полупроводниковыми материалами, используемыми для производства светодиодов, являются:

• InGaN: синие, зеленые и ультрафиолетовые светодиоды высокой яркости
• AlGaInP: желтые, оранжевые и красные светодиоды высокой яркости
• AlGaAs: красные и инфракрасные светодиоды
• GaP: желтые и зеленые светодиоды

Подключение светодиодов

Как уже было сказано выше, светодиоды имеют различные цвета и рабочие напряжения. Важной характеристикой светодиода является его номинальный ток. В зависимости от рабочего напряжения нам необходимо рассчитать резистор для светодиода, чтобы избежать повреждения светодиода большим током.

В электронных устройствах с напряжением питания 5 вольт для большинства маломощных светодиодов, как правило, резистора сопротивлением около 220 Ом вполне достаточно.

Светодиоды имеют полярность. Поэтому, чтобы светодиод светился, его анод должен быть соединен с плюсом источника питания, а катод с минусом. Обычно у светодиода ножка анода длиннее, чем ножка катода. К тому же, со стороны катода корпус светодиода скошен.

Счетчик Гейгера

Высококачественный счетчик Гейгера с высокой чувствительностью для обнаружен…

Подробнее

Не следует беспокоиться при ошибке в полярности подключения. Со светодиодом ничего не случиться, просто он не будет светиться. За исключением особого случая, когда вы подали очень большое напряжение.

Помимо простых светодиодов, существуют также RGB-светодиоды, которые могут отображать любой цвет, основанный на системе RGB. Светодиод RGB можно представить в виде отдельных трех светодиодов в одном корпусе: красный (R), зеленый (G), синий (B). Изменяя интенсивность свечения каждого из них, мы можем получить любой цвет.

У RGB светодиодов есть четыре вывода для подключения — по одному для каждого цвета (три вывода) и один для плюса (общий анод) или минуса (общий катод) питания.

Если у вас RGB светодиод с общим катодом, то схема подключения будет следующей:

Здесь мы видим, что три вывода подключаются через резисторы к источнику питания или к микроконтроллеру (например, Arduino), а четвертый вывод к минусу питания.

Если же у вас RGB светодиод с общим анодом, то схема подключения будет следующей:

Следует обратить внимание, что нужно подключать сопротивления к каждому цвету, поскольку светодиоды работают с меньшим напряжением, чем выход микроконтроллера. Обычно для светодиода красного цвета достаточно резистора сопротивлением 150-180 Ом и 75-100 Ом для зеленого и синего цвета.

Если у вас нет именно этих сопротивлений, то используйте большее сопротивление (это верно во всех случаях, когда сопротивление используется для защиты от перенапряжения — мы выбираем меньше напряжения, в пользу сохранения светодиода).

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Categories Электроника для начинающих Tags Светодиод

Отправить сообщение об ошибке.

Вредны ли светодиодные лампы для зрения?

Есть ли вред здоровью от светодиодных ламп? Этот вопрос волнует многих людей, так как восторженная шумиха вокруг них понемногу утихает, и покупатели все чаще начинают задумываться о составе и вреде светодиодных ламп. Осложняется это тем, что в интернете можно найти малое количество действительно полезных и аргументированных статей на эту тему. Ультрафиолетовые лучи, влияние ламп на зрение и их мерцание – вот главные камни преткновения в этом вопросе. Есть ли на самом деле УФ-излучение, какой от него вред, что означает мерцание ламп  – все это мы обсудим в нашей статье.

В светодиодной лампе источником света является светодиод. Как известно, белых светодиодов не существует, и белое приятное свечение получается несколькими способами:

— Люминофор трех цветов (зеленый, красный, голубой) наносится на поверхность светодиода, излучающего ультрафиолет, благодаря чему получается белый свет;

— Люминофор двух цветов (синий и желтый) наносится на светодиод, излучающий ультрафиолет;

— На светодиод, излучающий синий цвет, наносится желтый люминофор;

— Смешивается излучение кристаллов трех цветов (красный, голубой, зеленый), для чего используется оптическая система (метод RGB).

В привычных нам лампах белый свет получается способами с использованием люминофора. В связи с этим многие люди считают, что в светодиодных лампах может присутствовать излучение, которое способно навредить нашему зрению. Так это или нет?

Влияние светодиодных ламп на зрение

Принцип работы светодиодных ламп отличается от люминесцентных, которые как раз таки вырабатывают ультрафиолет при работе (при производстве люминесцентных ламп используют не пропускающее УФ-излучение стекло).  В светодиодных лампах ультрафиолетовое излучение в видимом спектральном диапазоне отсутствует. Светодиоды излучают «обычный» свет без ИК- и УФ-лучей.

Также считается, что получение белого цвета с использованием кристалла, излучающего ультрафиолет, — это дорогостоящий способ, имеющий, к тому же, некоторые технологические проблемы. По этой причине до промышленных масштабов белые лампы на УФ светодиодах ещё не дошли.

Так, например, в производстве светодиодных ламп Navigator, по данным их сайта, используются планарные светодиоды Epistar (пр-во Тайвань). В документе на эти светодиоды можно увидеть, что сам кристалл излучает синий свет с длиной волны 455-465нм, а белый свет получается за счет желтого люминофора. Также для того, чтобы подтвердить все вышесказанные нами положения, мы отправили запрос техническому консультанту компании OSRAM и поинтересовались, как они получают белый свет светодиода в их лампах. Вот что они нам ответили: «В большинстве современных светодиодных ламп используются синие светодиоды. Поверх синего светодиода наносится слой люминофора, который позволяет преобразовать холодный синий свет в белый или теплый». Получается, что действительно в лампах, которые Вы покупаете себе домой, отсутствует УФ-излучение.

Таким образом, бояться ультрафиолетового излучения от светодиодных ламп не нужно, но все-таки не стоит смотреть на светодиод в упор. Ну и конечно же, светодиодные лампы не оказывают влияния на кожу (многие, кстати, думают иначе) и от них не выгорит одежда. Это важно, так как такой вопрос часто задают люди, заказывающие лампы для магазина одежды, или просто кто волнуется об этом. Одежда может выгореть не только от солнечного света (который, разумеется, излучает ультрафиолет), но и от люминесцентных и металлогалогенных ламп плохого качества. Но так она выгорит медленнее, чем если бы находилась под открытым солнцем. Чтобы избежать этого, стоит покупать лампы хороших производителей (лучше светодиодные), соблюдать расстояние от источника света до товара, ну и периодически перекладывать одежду.

Однако в вопросе о светодиодных лампах есть еще один нюанс, о котором стоит рассказать поподробнее. В ходе многих научных экспериментов ученые пришли к выводу, что яркий свет синего спектра светодиода влияет на выработку мелатонина в нашем организме. Мелатонин – это гормон, который регулирует наши суточные ритмы, отвечает за периодичность сна и т.д. То есть, благодаря ему мы настраиваемся на отдых и сон в конце дня. Большая доза синего света способствует замедлению выработки мелатонина, что может ухудшить самочувствие, вызвать бессонницу и дискомфорт.

Исследователи В. А. Капцов и В. Н. Дейнего в своей статье «Свет энергосберегающих и светодиодных ламп и здоровье человека» пишут о том, что «ежедневное дополнительное воздействие синего цвета на глаза молодого человека в подростковом возрасте к тридцати годам может вызвать дегенерацию сетчатки». Особенно они отмечают негативное влияние синего света на гормональную систему у детей и подростков.

Также согласно исследованию Французского национального агентства санитарной безопасности питания, окружающей среды и труда (Anses), световые волны голубого светодиода, использующегося при получении белого цвета, могут повредить сетчатке глаза при длительном воздействии света на нее.

Из этого следует, что постоянное использование светодиодных ламп с высокой цветовой температурой нежелательно (не выше 4000К) не только дома, но и в школах, и других учреждениях. Для дома хорошо подойдут светодиодные лампы с теплым светом, особенно это касается вечернего времени перед сном. Приятный теплый свет поможет расслабиться и приготовиться ко сну.

Мерцание светодиодных ламп

Это еще одна проблема, волнующая умы множества людей. На различных форумах часто можно встретить вопросы «Как убрать мерцание светодиодных ламп?», «Вредно ли мерцание ламп?», «Какие лампы не мерцают?» и т.д.

Пульсация характерна для всех светодиодных ламп. Это один из показателей, характеризующий источник света – светодиодную лампу. Существуют специальные санитарные нормы и требования, которые четко регламентируют коэффициент пульсации ламп для школ, больниц и других учреждений. Обычно этот показатель не должен превышать 10-20%. Однако, к сожалению, на жилые дома это не распространяется, и поэтому мы не всегда можем видеть на упаковках с лампами коэффициент мерцания. Увидеть этот эффект так просто мы не сможем, зато если навести на источник света камеру мобильного телефона, мерцание сразу будет заметно.

Люди неспроста интересуются о вреде этого явления. Если постоянно находиться в месте, где пульсируют лампы (офис, например), то это, возможно, отразится на организме. Человек может почувствовать недомогание, головную боль или головокружение, утомление.

Мы исследовали рынок светодиодных ламп и выявили тех производителей, у продукции которых можно не бояться мерцания. На основе эксперимента «Лучшая светодиодная лампа», можем смело посоветовать изделия фирм Gauss, Estares, Navigator, Electrostandart и Ecola. С ними Вы точно можете не переживать о своем самочувствии!

Какой же все-таки вывод можно сделать из нашей статьи?

1. Не используйте дома светодиодные лампы с высокой температурой свечения и не смотрите пристально на лампу просто так;

2. Не покупайте дешевые лампы, так как в них коэффициент пульсации значительно превышается! Может доходить до 50% и выше;

3. Не бойтесь ультрафиолетового излучения! Многие люди, говорящие о нем и пугающие Вас, зачастую сами не разобрались до конца в этом вопросе;

4. Светодиодные лампы – это действительно хороший вариант для освещения дома, у которого оочень много преимуществ.

Мы надеемся, что данная статья была для Вас полезна и разрушила Ваши некоторые сомнения по поводу вреда светодиодных ламп. Интернет-магазин НОВОСВЕТ 74 продает качественные светодиодные лампы, которые уж точно не нанесут вреда Вашим глазам и здоровью.

 

Автор: Интернет-магазин светильников и электрики НОВОСВЕТ 74.

При использовании данного материала ссылка на автора обязательна!

COB LED: что это такое, характеристики и параметры светодиодной лампы

24.07.2021

Технология COB LED — одна из последних инноваций в сфере светодиодного освещения. Многие годы инженеры искали способ увеличить светоотдачу широко применяемых SMD-диодов и одновременно уменьшить размеры осветительных приборов. Отказавшись от наращивания мощности каждого отдельного полупроводника, разработчики приняли решение разместить все кристаллы в одной оболочке без использования корпуса. Метод получил название Chip On Board (COB), что дословно значит «чип на плате».

Что такое COB-светодиод

LED-устройства данного типа представляют собой матрицу, на которой установлено большое количество кристаллов без индивидуальных корпусов. Полупроводники располагаются близко друг к другу, имеют последовательное соединение и находятся под общим слоем люминофора. Благодаря большой концентрации кристаллов (до 70 шт./1 см2) COB-светодиод создает излучение высокой оптической плотности. Отсутствие дополнительных оболочек обеспечивает высокую яркость и уменьшает рассеивание света.

Параметры и характеристики

COB-светодиод имеет форму модуля размером от 1 до 15 см. Матрица бывает круглой, овальной, квадратной и прямоугольной, что позволяет успешно интегрировать ее в осветительные приборы разных типов. Рабочие характеристики светодиодов СОВ определяются такими параметрами:

• электрическая мощность — до 10-100 Вт и больше;
• яркость светового потока — от 450 до 5500 Лм;
• количество кристаллов на плате — до 100 шт.  и более.

Отдельные модели в процессе производства дополняются встроенными драйверами и прочими элементами, которые объединены в единый модуль со светодиодом.

Срок службы

Продолжительность эксплуатации COB-матриц в среднем составляет 30 000 часов. Это довольно внушительный период времени — около 3,5 лет работы в стандартном режиме. Данные получены в ходе испытаний с созданием экстремальных условий и специальных математических подсчетов. Поскольку технология новая, проверить заявленный срок службы на практике не представляется возможным. При этом производители дают официальную гарантию на 20 000 часов работы.

Кратко о производстве COB-светодиодов

Лучше понять, что собой представляют СОВ-светодиоды, позволит знакомство с технологией их изготовления. Базовым элементом для создания матрицы служит трехслойная плата: теплоотводящая основа из металла, диэлектрическая прослойка и токопроводящая поверхность. На верхнюю часть изделия методом магнетронного распыления (magnetron sputtering) наносится тонкий и идеально ровный по всей толщине адгезионный слой, обеспечивающий оптимальное соотношение прочности крепления кристаллов и эффективности тепловой отдачи. После приклеивания полупроводников плата подвергается плазменной чистке. Далее выполняется электрическое соединение элементов с последующим покрытием слоем люминофора.

Принцип работы

Функционирование СОВ-матриц происходит аналогично другим видам светодиодов. Устройство имеет в своем составе p-n-переходы, в которых при подаче прямого напряжения происходит рекомбинация зарядов с выделением фотонов. В результате появляется монохроматический световой поток с узким спектром. Излучение светодиодов провоцирует свечение люминофора, изменение состава которого позволяет расширить гамму оттенков и цветов.

Рекомендации по работе с COB-светодиодами

Управление данным типом LED-устройств осуществляется по принципу коммутации напряжения питания. Для этих целей можно использовать ручные выключатели, электронные ключи или электромагнитное реле. СОВ-матрицы хорошо сочетаются с различными пускорегулирующими устройствами, диммерами и системами автоматического управления освещения.

Благодаря мощному световому потоку такие источники света могут применяться для создания индикации, а также для направленного освещения:

• коммерческая подсветка с помощью ярких лучей света;
• уличное освещение в виде прожекторных устройств с СОВ-светодиодом на 30-50 Вт;
• акцентное выделение отдельных элементов дизайна в интерьерах;
• декоративное оформление архитектуры маломощными моделями (7-10 Вт).

Достоинства и недостатки

СОВ-матрицы — относительно молодая технология. Однако уже сейчас можно выделить ряд недостатков и преимуществ данных устройств. Единственным минусом на данный момент является полная непригодность к ремонту — если вышел из строя хоть один кристалл, придется полностью менять плату.

При этом достоинств у СОВ-технологии значительно больше:

• высокое качество свечения — равномерный поток без точек и искажений;
• концентрированный световой луч с четкими светотеневыми границами;
• компактные размеры при высокой мощности и светоотдаче;
• доступная цена за счет низкой себестоимости производства;
• разнообразие форм и характеристик для интеграции в любые приборы.

Сегодня производители осветительной техники создают на основе данной технологии широкий ассортимент ламп. На базе маломощных матриц производятся бытовые светильники разных типов. Используя СОВ-светодиоды мощностью 100-120 Вт, ведущие бренды выпускают прожекторы уличного и промышленного назначения. Технология имеет большие перспективы, что гарантирует ее широкое распространение в различных сферах.

СОВ светодиоды. Новое слово в светодиодном освещении.

Что такое СОВ светодиоды?

Уже достаточно долгое время на рынке светотехники основным направлением развития, являются светодиоды. Однако вполне естественно, что хоть сейчас светодиоды безусловный лидер, при этом, им тоже есть куда расти. Технологии самого производства с каждым днем совершенствуются, ровно как и появляются новые материалы, обладающие более полезными свойствами. В такой ситуации светодиоды подвергаются постоянным усовершенствованиям. Так же появляются и методы по сборке светодиодных лент и остальных светоэлементов. В последние года основным типом светодиодов были SMD- светодиоды. В последние же года, одним из основных конкурентов SMD-типу стали светодиоды СОВ технологии.

СОВ (chip on board) можно дословно перевести как: кристалл на плате. Светодиоды такого типа призваны решить несколько проблем, которые возникают при использовании светодиодов старых типов. К примеру, у обычных светодиодов большой мощности, за счет того, что производимый свет концентрирован, они обладают слепящим свойством. Такую проблему решают SMD светодиоды, при этом возникает другая. Свет недостаточно распределен, и привыкнуть к такому свету может быть достаточно трудно. Ведь, к примеру, потолок может быть чуть больше освещен чем пол, либо же мало заметные тени могут присутствовать в помещении. Такие тени создаются самыми светодиодами и создают трудности в некоторых видах работ. С одной стороны, уловить эту разницу очень сложно, но с другой, для мозга это создает некоторые трудности восприятия. Это пройдет как только он приспособится к такому освещению. Это может занимать разное время для разных людей. В среднем несколько дней. Однако, даже приспособившись, свет будет все равно казаться немного нереалистичным. Это слабое место практически всего светодиодного освещения. По параметрам приятности, такой свет уступает обычным лампам накалывания, которые более приятны и обычны для глаз. Да и к тому же, многие виды работ требуют рассеянного света, а не концентрированного. Ну и конечно же, большим недостатком SMD светодиодов является сложность их ремонта. Зачастую проще приобрести новую ленту чем отремонтировать один или несколько светодиодов. А покупать новую естественно накладно.

На СОВ светодиоды возлагают надежды на этот счет, надеясь с их помощью решить проблему неравномерного освещения. Обладая самой большой мощностью, такие светодиоды выдают самый сильный световой поток. Что интересно, большая яркость, равномерность рассеивания тепла и улучшенная цветопередача обеспечиваются более простой конструкцией. Суть технологии состоит в том, что кристаллы устанавливаются на самой плате или алюминиевой подложке. А более распределенный и плотный свет достигается благодаря высокой плотности расположения кристаллов и использования общего люминофорного слоя, которые и создают распределенный яркий свет.

Особенности:

• Важная особенность СОВ светодиодов в том, что их достаточно легко ремонтировать, при возникновении такой необходимости.
• Себестоимость СОВ светодиодов значительно ниже, сравнительно с другими видами светодиодов. Это позволит в массовых производствах значительно сократить расходы, а конечному покупателю сэкономить приличную сумму, при покупке светодиодов данного типа.
• Равномерно распределенный свет более приятен для глаза, да и помогает во многих работах, когда не требуется концентрированного света.
• Большая мощность, большая яркость и лучшая цветопередача.
• Срок службы не менее высок чем у других светодиодов. А если верить разработчикам, даже более долгий. Тем более, что работать такие светодиоды смогут в огромном температурном диапазоне, вплоть до 100°С.
• Легкий монтаж и простота использования, благодаря чему, вы сможете в короткое, сами установить такое освещение, там где необходимо,

Какой же вариант самый лучший?

А вот на этот вопрос нельзя ответить столь однозначно. Дело в том, что при всех своих преимуществах, СОВ светодиоды не являются универсальным средством, которое закроет все актуальные вопросы по освещению на ближайшие года. Да, обладая достаточным количеством преимуществ эти светодиоды вызывают к себе повышенный интерес. Да, много в чем они превосходят более старые технологии, что вполне логично. Однако как у достаточно молодой технологии, у них есть недостатки и инженерам еще предстоит большая работа, по их улучшению. Возможно, в данный момент СОВ является одной из самых перспективных технологий в освещении. При этом, не стоит исключать вариантов того, что в любой момент может появится новая технология, которая оставит далеко позади все нынешние и внесет в нашу жить другой, более качественный, дешевый, равномерный и приятный для нашего глаза свет.

Опубликовано: 2016-06-24 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

1.2.1. Светоизлучающие диоды, СИД — Электронный учебно-методический комплекс по ТМ и О ЦВОСП

СИД представляет собой полупроводниковый прибор с р-n переходом, протекание электрического тока через который вызывает интенсивное спонтанное излучение. Известно много конструкций СИД, однако наибольшее применение получили поверхностные и торцевые СИД.

Спонтанное излучение обладает низкой монохроматичностью. Его называют некогерентным светом.(СИД)

Когерентными источниками называют такие источники, которые излучают синфазные оптические волны. В основе их работы лежит спонтанное излучение полупроводника охваченное  объемным резонатором (например, Фабри-Перо).

В поверхностном светодиоде волоконный световод присоединяется к поверхности излучения через специальную выемку  в полупроводниковой подложке. Такой способ стыковки СИД и стекловолокна обусловлен необходимостью ввода максимальной мощности спонтанного излучения в световод. (Рис.1.2)

Рисунок 1.2. Конструкция поверхностного светодиода

В конструкции торцевого светодиода предусмотрен вывод оптической мощности излучения через один из торцов. При этом другой торец выполнен в виде зеркала, которое отражает фотоны в активный слой. В приборе применяются дополнительные слои полупроводникового материала GaAlAs, который отличается от активного слоя показателем преломления и шириной запрещенной зоны. Это создает в активном слое оптический волновод, способствующий концентрации фотонов и усилению бегущей волны в инверсной насыщенной зарядами среде. Светоизлучающий торец СИД согласуется с волоконным световодом линзовой системой (Рис. 3).

Работа светодиодов основана на случайной рекомбинационной люминесценции избыточных носителей заряда, инжектируемых в активную область светодиода.

В результате инжекции не основных носителей заряда и дрейфа основных в активном слое происходит накопление и рекомбинация этих зарядов с выделением квантов энергии. При этом фотоны (кванты энергии),

 

 

Рисунок 1.3. Конструкция торцевого светодиода

(Ga- галлий, As – мышьяк, Al – алюминий)

 

случайно образовавшиеся, могут двигаться в любом случайном направлении, отражаться от границ различных слоев полупроводников, поглощаться кристаллами и излучаться с поверхности или из торца. Величина излучаемой мощности СИД примерно линейно зависит от величины тока инжекции.

Данная мощность больше у торцевых СИД, их еще называют СЛД – супер люминесцентными диодами.

 

Основные характеристики светодиодов

1.     Ватт-амперная характеристика светодиодов — это зависимость излучаемой мощности от тока, протекающего через прибор (рис. 4)

Рисунок 1.4 Ватт-амперные характеристики светодиодов

 

Характеристики имеют линейный и нелинейные участки. Нелинейность обусловлена предельными возможностями по спонтанной рекомбинации электронов и дырок и их ограниченным числом, зависящим от насыщенности примесными компонентами и общего объема активного слоя.

Ватт-амперная характеристика зависит от температуры кристалла. С ее повышением мощность излучения может значительно снижаться .

2. Спектральная характеристика светодиодов показывает зависимость излучаемой мощности от длины волны излучения (Рис. 5).

 

Рисунок 1. 5. Спектральные характеристики светодиодов

По спектральной характеристике можно определить ширину спектра излучения на уровне половинной от максимальной мощности излучения. Ширина спектра СЛД Δλ₁ (10 ÷ 30 нм), для поверхностного СИД Δλ₂ (30 ÷ 60 нм).

Более узкий спектр излучения СЛД объясняется волноводным эффектом и некоторой согласованностью (когерентностью) излучательных рекомбинаций.

3.     Диаграмма направленности излучения светодиода показывает распределение энергии излучения в пространстве.

Рисунок 1.6. Угловая расходимость излучения

Угловая расходимость излучения оценивается на уровне уменьшения мощности в пространстве в два раза (Р_max/2), что отмечено на рисунке точками на пересечении лучей и кривых распределения мощности (рис.6). Для поверхностного СИД величины φ_x =φ_y и могут составлять 110°…180°. Для СЛД величины φ_x и φ_y не равны и примерно составляют: φ_x = 60 °,

φ_y = 30.

4.    Внешняя квантовая эффективность светодиода показывает долю выводимой мощности излучения от полученной в результате спонтанной рекомбинации

Эта доля не превышает 2 – 10 %, что обусловлено большими потерями из-за рассеяния мощности внутри прибора и отражением фотонов на границе «полупроводник – воздух» и «полупроводник – световод» из-за различных показателей преломления полупроводника (n = 3,5) и среды (n = 1,5).

5.    Срок службы и надежность. Всем светодиодам присуще деградация параметров – постепенное уменьшение мощности при длительной эксплуатации. Срок службы зависит от материала и конструкции СИД, от температуры. При увеличении температуры на 10⁰ – 20⁰ срок службы снижается вдвое. Для использования в системах связи срок службы СИД должен составлять 10⁵, для наземных и для подводных линий связи — 10⁶.

Полупроводниковые СИД  являются приборами с низким входным сопротивлением и потребляют большой ток, поэтому для их возбуждения  следует использовать низкоомные транзисторы, обеспечивающие большой ток и требуемую линейность (Рис.7).

Рисунок 1. 7. Схема включения СИД в коллекторную схему транзистора

На схеме СИД включается в коллекторную цепь транзистора. Модулирующий сигнал поступает на базу транзистора и управляет коллектором и током, являющийся одновременно током инжекции СИД. С помощью резисторов R₁ и R₂  можно подобрать  необходимое значение начального тока, пробегающего через СИД.

Реальные схемы модуляции, как правило, включают цепь стабилизации режима работы и цепь обратной связи, которая уменьшает нелинейность ватт-амперной характеристики СИД.

Итак, сравнительно простая конструкция, высокая надежность, слабая зависимость от температуры делают СИД особенно подходящими для ВОСП на короткие расстояния при относительно невысокой информационной пропускной способности.  

 

светодиодов | Определение, источники света, типы и факты

светодиоды

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Сюдзи Накамура Ник Холоньяк-младший Акасаки Исаму Амано Хироши

Похожие темы:

полупроводниковый диод электрооптический передатчик

Просмотреть весь связанный контент →

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Светодиод , полностью светоизлучающий диод , в электронике полупроводниковый прибор, излучающий инфракрасный или видимый свет при зарядке электрическим током. Видимые светодиоды используются во многих электронных устройствах в качестве контрольных ламп, в автомобилях в качестве задних оконных и стоп-сигналов, а также на рекламных щитах и ​​вывесках в качестве буквенно-цифровых дисплеев или даже полноцветных плакатов. Инфракрасные светодиоды используются в автофокусных камерах и телевизионных пультах дистанционного управления, а также в качестве источников света в волоконно-оптических телекоммуникационных системах.

Известная лампочка излучает свет посредством накаливания, явления, при котором нагрев нити накала электрическим током заставляет провод испускать фотоны, основные энергетические пакеты света. Светодиоды работают за счет электролюминесценции, явления, при котором испускание фотонов вызвано электронным возбуждением материала. Материалом, наиболее часто используемым в светодиодах, является арсенид галлия, хотя существует множество вариаций этого основного соединения, например, арсенид алюминия-галлия или фосфид алюминия-галлия-индия. Эти соединения относятся к так называемой III-V группе полупроводников, т. е. соединениям, состоящим из элементов, перечисленных в столбцах III и V периодической таблицы. Изменяя точный состав полупроводника, можно изменить длину волны (и, следовательно, цвет) излучаемого света. Излучение светодиодов обычно находится в видимой части спектра (т. е. с длинами волн от 0,4 до 0,7 мкм) или в ближней инфракрасной области (с длинами волн от 0,7 до 2,0 мкм). Яркость света, наблюдаемого от светодиода, зависит от мощности, излучаемой светодиодом, и от относительной чувствительности глаза на излучаемой длине волны. Максимальная чувствительность достигается при 0,555 мкм, что находится в желто-оранжевой и зеленой области. Прикладываемое напряжение в большинстве светодиодов довольно низкое, в районе 2,0 вольт; ток зависит от приложения и колеблется от нескольких миллиампер до нескольких сотен миллиампер.

Термин диод относится к двухконтактной структуре светоизлучающего устройства. Например, в фонарике нить накала соединена с батареей через две клеммы, одна из которых (анод) несет отрицательный электрический заряд, а другая (катод) несет положительный заряд. В светодиодах, как и в других полупроводниковых устройствах, таких как транзисторы, «выводы» на самом деле представляют собой два полупроводниковых материала с разным составом и электронными свойствами, соединенные вместе, чтобы сформировать переход. В одном материале (негативе или n -типа, полупроводник) носителями заряда являются электроны, а в другом (положительный, или p -тип, полупроводник) носителями заряда являются «дырки», созданные отсутствием электронов. Под действием электрического поля (создаваемого батареей, например, при включении светодиода) ток может течь через переход p — n , обеспечивая электронное возбуждение, которое заставляет материал светиться.

В типичной светодиодной конструкции купол из прозрачной эпоксидной смолы служит конструктивным элементом, скрепляющим выводную рамку, линзой для фокусировки света и согласующим показателем преломления, позволяющим большему количеству света выходить из светодиодного чипа. Чип, обычно размером 250 × 250 × 250 микрометров, устанавливается в отражающую чашку, выполненную в выводной рамке. p — n — слои GaP:N типа представляют собой азот, добавленный к фосфиду галлия для получения зеленого свечения; слои GaAsP:N типа p — n представляют собой азот, добавленный к фосфиду арсенида галлия для получения оранжевого и желтого свечения; а слой GaP:Zn,O типа p представляет собой добавление цинка и кислорода к фосфиду галлия для получения красного свечения. Двумя дальнейшими усовершенствованиями, разработанными в 1990-х годах, являются светодиоды на основе фосфида алюминия-галлия-индия, которые эффективно излучают свет от зеленого до красно-оранжевого, а также светодиоды синего излучения на основе карбида кремния или нитрида галлия. Синие светодиоды можно комбинировать в кластере с другими светодиодами для получения всех цветов, включая белый, для полноцветных движущихся дисплеев.

Любой светодиод можно использовать в качестве источника света для оптоволоконной системы передачи на короткие расстояния, то есть на расстояние менее 100 метров (330 футов). Однако для волоконной оптики дальнего действия свойства излучения источника света выбираются в соответствии со свойствами передачи оптического волокна, и в этом случае инфракрасные светодиоды лучше подходят, чем светодиоды видимого света. Стеклянные оптические волокна имеют наименьшие потери при передаче в инфракрасном диапазоне на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм. Чтобы соответствовать этим свойствам пропускания, используются светодиоды, изготовленные из фосфида арсенида галлия и индия, нанесенного на подложку из фосфида индия. Точный состав материала можно отрегулировать, чтобы излучать энергию точно на 1,3 или 1,55 микрометра.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и дополнена Адамом Августином.

Светоизлучающий диод (LED): что это такое и как это работает?

Что такое светоизлучающий диод (LED)?

Светоизлучающий диод A ( LED ) представляет собой специальный тип диода PN-перехода. Светоизлучающий диод специально легирован и изготовлен из особого типа полупроводника. Этот диод может излучать свет, когда он находится в состоянии прямого смещения. Фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) и нитрид индия-галлия (InGaN) являются двумя наиболее часто используемыми полупроводниками для светодиодных технологий.

В более старых светодиодных технологиях использовался фосфид арсенида галлия (GaAsP), фосфид галлия (GaP) и арсенид алюминия-галлия (AlGaAs). Светодиоды генерируют видимое излучение за счет явления электролюминесценции, когда низковольтный постоянный ток подается на соответствующим образом легированный кристалл, содержащий p-n переход, как показано на диаграмме ниже.

Легирование обычно осуществляется элементами из столбцов III и V таблицы Менделеева. Когда ток прямого смещения I _F возбуждает p-n переход, он излучает свет с длиной волны, определяемой энергетической щелью активной области, E _г .

Как работает светодиод?

Когда ток прямого смещения I _F подается через p-n переход диода, неосновные электроны носителей инжектируются в p-область, а соответствующие электроны неосновных носителей инжектируются в n-область. Излучение фотонов происходит за счет электронно-дырочной рекомбинации в p-области.

Энергетические переходы электронов через энергетическую щель, называемые излучательными рекомбинациями, производят фотоны (т. е. свет), а шунтирующие энергетические переходы, называемые безызлучательными рекомбинациями, производят фононы (т. е. тепло). Световая эффективность типичных светодиодов AlInGaP и InGaN для различных длин волн пика показана в таблице ниже.

Эффективность зависит от световой энергии, генерируемой на стыке, и потерь из-за повторного поглощения, когда свет пытается выйти через кристалл. Высокий показатель преломления большинства полупроводников приводит к тому, что свет отражается обратно от поверхности в кристалл и сильно ослабляется, прежде чем окончательно выйти. Эффективность, выраженная в терминах этой конечной измеримой видимой энергии, называется внешней эффективностью.

Явление электролюминесценции наблюдалось в 19 году23 в естественных соединениях, но в то время это было непрактично из-за низкой светоотдачи при преобразовании электрической энергии в свет. Но сегодня эффективность значительно возросла, и светодиоды используются не только в сигналах, индикаторах, знаках и дисплеях, но также в приложениях внутреннего освещения и дорожного освещения.

Цвет светодиода

Цвет светодиодного устройства выражается в терминах преобладающей излучаемой длины волны, λd (в нм). Светодиоды AlInGaP излучают красный (626–630 нм), красно-оранжевый (615–621 нм), оранжевый (605 нм) и янтарный (59 нм) цвета.от 0 до 592 нм). Светодиоды InGaN излучают зеленый (525 нм), сине-зеленый (от 498 до 505 нм) и синий (470 нм) цвета. Цвет и прямое напряжение светодиодов AlInGaP зависят от температуры p-n перехода светодиода.

По мере увеличения температуры p-n перехода светодиода сила света уменьшается, преобладающая длина волны смещается в сторону более длинных волн, а прямое напряжение падает. Изменение силы света InGaN-светодиодов в зависимости от рабочей температуры окружающей среды невелико (около 10%) от -20°C до 80°C. Однако преобладающая длина волны светодиодов InGaN зависит от тока возбуждения светодиода; по мере увеличения тока возбуждения светодиода доминирующая длина волны смещается в сторону более коротких длин волн.

Если вы хотите использовать цветные светодиоды для проекта электроники, лучшие стартовые наборы Arduino включают в себя различные цветные светодиоды.

Затемнение

Светодиоды могут быть затемнены, чтобы обеспечить 10% их номинального светового потока за счет снижения тока возбуждения. Светодиоды обычно затемняются с помощью методов широтно-импульсной модуляции.

Надежность

Номинальная максимальная температура перехода (TJMAX) является наиболее важным параметром для светодиода. Температуры, превышающие это значение, обычно приводят к повреждению светодиодного устройства в пластиковом корпусе. Среднее время наработки на отказ (MTBF) используется для определения среднего срока службы светодиода. Среднее время безотказной работы определяется путем работы некоторого количества светодиодных устройств при номинальном токе при температуре окружающей среды 55°C и записи отказа половины устройств.

В настоящее время белые светодиоды производятся двумя способами: в первом методе красные, зеленые и синие светодиодные чипы объединяются в одном корпусе для получения белого света; Во втором методе используется фосфоресценция. Флуоресценция люминофора, заключенного в эпоксидную смолу вокруг светодиодного чипа, активируется коротковолновой энергией светодиодного устройства InGaN.

Световая отдача светодиода определяется как излучаемый световой поток (в лм) на единицу потребляемой электрической мощности (в Вт). Синие светодиоды имеют расчетную внутреннюю эффективность порядка 75 лм/Вт; красные светодиоды примерно 155 лм/Вт; и желтые светодиоды, 500 лм/Вт. Принимая во внимание потери из-за внутреннего повторного поглощения, световая отдача составляет порядка 20-25 лм/Вт для желтых и зеленых светодиодов. Это определение эффективности называется внешней эффективностью и аналогично определению эффективности, обычно используемому для других типов источников света.

Что такое светодиод? | Все о светодиодах

Что такое светодиод?

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Кто не любит светодиоды? Они бывают яркими и мерцающими или мягкими и элегантными. Они праздничные! Они красочные! Они везде и это очень весело. Мы любим светодиоды, когда пишем учебники, потому что большая часть хакерских операций с электроникой скрыта в чипах или работает очень быстро, и мы не можем увидеть или почувствовать это без дорогого оборудования. Но светодиоды легко увидеть всем — так мы можем визуально определить, что происходит внутри нашего микроконтроллера.

Начнем с урока анатомии… Части светодиода!

Светодиоды

настолько распространены, что бывают десятков различных форм и размеров. Светодиоды, которые вы, скорее всего, будете использовать, — это светодиоды со сквозным отверстием с двумя ножками. Есть много светодиодов, которые маленькие и их трудно паять, но их легко использовать с макетной платой, потому что они имеют длинные провода, которые мы можем вставить. происходит волшебство). На самом деле, первые две буквы числа LED означает Light Emitting.

Что действительно хорошо в светодиодах, так это то, что они очень просты. В отличие от некоторых чипов, которые имеют десятки контактов с названиями и специальными назначениями, светодиоды имеют только два провода. Один провод — это анод (положительный), а другой — катод (отрицательный). Два провода имеют разные имена, потому что светодиоды работают только в одном направлении, и нам нужно отслеживать, какой контакт какой. Один идет к положительному напряжению, а другой идет к отрицательному напряжению. Электронные детали, которые работают только в «одном направлении», называются 9.0025 Диоды , вот что означает последняя буква LED .

• Более длинный провод идет к более положительному напряжению
• Ток идет в одном направлении, от анода (положительный) к катоду (отрицательный)
• Светодиоды, расположенные «наоборот», не будут работать, но и не сломаются

Все это немного запутанно — нам часто приходится думать, что есть что. Поэтому, чтобы упростить задачу, вам нужно помнить только одну вещь: светодиод не загорится, если вы вставите его задом наперед. Если у вас когда-нибудь возникнут проблемы со светодиодами, когда они не будут светиться, просто переверните их. Очень сложно повредить светодиод, вставив его задом наперед, так что не бойтесь, если вы это сделаете

Если это поможет, вернитесь к этим фотографиям и схемам или распечатайте их для справки

Все разные размеры и цвета

5мм светодиоды! Зеленый, красный, синий (в прозрачном корпусе) и инфракрасный (в синеватом корпусе)

Одна из лучших особенностей современных светодиодов — это все цвета, которые они бывают. Раньше светодиоды были только красными или, может быть, желтыми. и оранжевый, поэтому в ранней электронике 70-х и 80-х годов были только красные светодиоды. Цвет, излучаемый светодиодом, зависит от типа материала, из которого он изготовлен. Например, красный цвет получают из арсенида галлия. С тех пор ученые экспериментировали со многими другими материалами и выяснили, как получить другие цвета, такие как зеленый и синий, а также фиолетовый и белый. (Вы можете увидеть обширную таблицу всех различных материалов, используемых для изготовления светодиодов, на странице в Википедии)

Когда мы впервые начали производить электронику в конце 90-х, мы купили несколько синих светодиодов диаметром 5 мм по 3 долларов за штуку . Теперь вы можете легко получить дюжину светодиодов по этой цене. Жизнь хороша!

Светодиоды

также бывают разных размеров. Вот фотография, показывающая светодиод 3 мм , 5 мм и 10 мм . размер «миллиметр» относится к диаметру светодиода. Например, если вам нужно просверлить отверстие в коробке для мигающего светодиода диаметром 5 мм, размер отверстия должен быть 5 мм, и для его изготовления вам понадобится сверло диаметром 5 мм. 5 мм — самый распространенный размер, который вы увидите, и они могут быть очень яркими!

Зеленые 3 мм, красные 5 мм и белые 10 мм светодиоды

• 5 мм светодиоды могут быть настолько яркими, что их часто используют в качестве подсветки (освещение чего-либо, например, фонарика, мы поговорим об этом далее).
• 3-мм светодиоды не такие яркие, но меньше по размеру и подходят для индикации (например, светодиод, который сообщает вам, что что-то включено). Они не так хороши для освещения, потому что освещают меньшую площадь.
• 10-мм светодиоды немного реже, они огромные и коренастые, но обычно это всего лишь 5-мм светодиоды с большим корпусом, поэтому они не ярче. Они могут быть хорошими индикаторами, но мы редко видим их в качестве иллюминаторов.

 Обзор Для чего используются светодиоды?

Это руководство было впервые опубликовано 11 февраля 2013 года. обновлено 11 февраля 2013 г.

Эта страница (Что такое светодиод?) последний раз обновлялась 16 сентября 2022 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Что такое светодиод | Color Kinetics

Reflect

Правительственный центр Стивена П. Кларка

Майами, Флорида, США

Световые решения All Color Kinetics основаны на светодиодной технологии. Почему?

 

Потому что светодиодные осветительные приборы очень эффективны, долговечны, экологичны и по своей сути управляемы, что позволяет реализовать удивительно креативное освещение по всему миру. Вот почему профессионалы в области освещения используют наши светодиодные светильники для широкого спектра внутренних и наружных применений, используя удивительную гибкость светодиодной технологии для изучения новых возможностей и реализации своих творческих замыслов.

Более пристальный взгляд на светодиоды

 

Если мы посмотрим на технологию, лежащую в основе светодиодного освещения, мы поймем, почему она такая долговечная, надежная и гибкая. Светодиод имеет простую и прочную конструкцию. Прелесть этой конструкции в том, что она разработана так, чтобы быть универсальной, что позволяет собирать ее в самые разные формы. Светоизлучающий полупроводниковый материал определяет цвет светодиода, поэтому количество цветов бесконечно.

Как следует из его полного названия — Light Emitting Diode — светодиод представляет собой диод, который излучает свет. Диод — это устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Почти любые два проводящих материала образуют диод при контакте друг с другом — с одним полупроводниковым переходом p-n между ними. Для создания светодиода материал n-типа заряжается отрицательно, а материал p-типа заряжается положительно. Атомы в материале n-типа имеют дополнительные электроны, в то время как атомы в материале p-типа имеют электронные дыры — электроны, отсутствующие в их внешних кольцах.

 

Подача электрического тока на диод подталкивает атомы обоих материалов к области соединения. Когда они сближаются, атомы n-типа отдают свои дополнительные электроны атомам p-типа, которые их принимают. Когда дополнительные электроны в материале n-типа попадают в отверстия в материале p-типа, они выделяют энергию в виде фотонов — основных единиц электромагнитного излучения.

 

Все диоды испускают фотоны, но не все диоды излучают свет — только светодиоды. Материал в светодиоде выбирается таким образом, чтобы длина волны испускаемых фотонов попадала в видимую часть светового спектра. Различные материалы производят фотоны с разными длинами волн, которые выглядят как свет разных цветов.

Светодиодная анатомия

 

Двумя основными типами светодиодов являются светодиоды индикаторного типа и светодиоды осветительного типа. Светодиоды индикаторного типа обычно представляют собой недорогие маломощные светодиоды, подходящие для использования только в качестве световых индикаторов в панельных дисплеях и электронных устройствах или для подсветки приборов в автомобилях и компьютерах. Светодиоды осветительного типа представляют собой прочные, мощные устройства, способные обеспечивать подсветку. Все светодиоды осветительного типа имеют одинаковую базовую структуру. Они состоят из полупроводниковой микросхемы (или кристалла), подложки, поддерживающей кристалл, контактов для подачи питания, соединительного провода для соединения контактов с кристаллом, радиатора, линзы и внешнего корпуса.

 

 

Тип осветителя LED

Как светодиоды излучают разные цвета

Светодиоды излучают разные цвета за счет использования различных материалов, производящих фотоны с разными длинами волн. Эти отдельные длины волн выглядят как свет разных цветов.

 

В светодиодах используются материалы, способные выдерживать необходимые уровни электричества, тепла и влажности. Красные и желтые светодиоды высокой яркости используют систему материалов из фосфида алюминия, индия, галлия (AlInGaP). Синие, зеленые и голубые светодиоды используют систему нитрида индия-галлия (InGaN).

 

Вместе AlInGaP и InGaN покрывают почти весь световой спектр с промежутком между зелено-желтым и желтым цветом. Одним из способов достижения большего спектра цветов является смешивание светодиодов разных цветов в одном устройстве.

 

Сочетание красных, зеленых и синих светодиодов в одном светодиодном устройстве, таком как осветительная арматура или многокристальный светодиод, и управление их относительной интенсивностью позволяет воспроизводить миллионы цветов. Кроме того, сочетание красного, зеленого и синего в равных количествах дает белый свет.

Устройство светодиодного светильника

 

Для использования в качестве освещения светодиоды должны быть интегрированы в светильники, которые включают оптику, драйверы светодиодов, источники питания и систему управления температурным режимом. Хорошо спроектированные светодиодные светильники объединяют все эти важные компоненты в самом светильнике.

RGB-версия ColorBlast Powercore gen4

Каковы преимущества светодиодов?

 

Светодиоды предлагают ряд преимуществ профессионалам в области освещения и конечным пользователям систем светодиодного освещения — от творческих личностей до инновационных предприятий и дальновидных городов и стран:

 

• Высокие уровни яркости и интенсивности высокий световой поток, обеспечивающий яркость белого и цветного света.
• Исключительный диапазон — Цвет, динамический цвет и настраиваемый белый свет Светодиодные светильники могут воспроизводить миллионы цветов или диапазонов цветовой температуры — с предельной точностью — без гелей или фильтров.
• Энергоэффективность — Светодиодное освещение может быть в 5 раз более энергоэффективным, чем лампы накаливания и галогенные источники света, что позволяет сократить расходы и снизить воздействие на окружающую среду.
• Требования к низкому напряжению и току — Системы светодиодного освещения обеспечивают простую и гибкую установку и использование.
• Низкое излучаемое тепло — Поскольку светодиоды не излучают инфракрасное излучение, их можно устанавливать в зонах, чувствительных к теплу, рядом с людьми и материалами, а также в небольших помещениях, где накопленное тепло может быть опасным.
• Высокая надежность — светодиоды могут работать при более низких температурах и выдерживать удары и вибрации, что делает их подходящими для экстремальных условий или труднодоступных мест. Светодиоды не имеют движущихся частей нитей накала, которые могут сломаться или выйти из строя.
• Отсутствие УФ-лучей или инфракрасного излучения — Поскольку светодиоды не излучают вредных УФ-лучей, которые могут повредить материалы или обесцветить краски и красители, они идеально подходят для использования в розничных магазинах, музеях и художественных галереях.
• Долгий срок службы источника — Срок службы светодиодов значительно выше, чем у обычных источников света, что снижает затраты и снижает неудобства, связанные с обслуживанием и заменой.
• Простое управление — Светодиоды могут управляться цифровым (и автоматическим) образом для максимальной эффективности и гибкости.

Что означают все эти преимущества?

За последнее десятилетие светодиодные технологии быстро развивались по мере роста спроса и инноваций, совершенствовавших методы производства и технологии, связанные со светодиодами. Когда-то скромный светодиод (использовавшийся для световых индикаторов и других скромных приложений) теперь является предпочтительным источником света для громких и крупномасштабных проектов освещения. И сегодняшние профессионалы в области освещения исследуют замечательные новые горизонты, открытые светодиодным освещением и Color Kinetics.

 

Посетите витрину светодиодного освещения , чтобы увидеть сотни других установок, от небольших до сложных, в которых используются многочисленные преимущества светодиодного освещения.

Эмпайр Стейт Билдинг

Нью-Йорк, Нью-Йорк, США

В авангарде инноваций в области светодиодного освещения

 

Светодиодные светильники Color Kinetics теперь освещают самые знаменитые здания, мосты и другие достопримечательности, а также розничные магазины, телестудии, театры и театры. концертные площадки, отели, казино, больницы, рестораны, ночные клубы, заполненные знаменитостями, и многое другое. И мы предоставляем все сопутствующие решения и технологии, которые позволяют и оптимизируют инновационное светодиодное освещение — от управления температурой, объединения, оптики и согласованности цвета до высокоэффективных драйверов светодиодов и усовершенствованных компонентов питания.

 

Led Определение и значение | Dictionary.com

• Лучшие определения
• Викторина
• Связанный контент
• Примеры
• Британский
• Научный

Показывает уровень сложности слова.

[ led ]

/ lɛd /

Сохранить это слово!

См. синонимы слова led на сайте Thesaurus.com

Показывает уровень обучения в зависимости от сложности слова.

---

глагол

простое прошедшее время и причастие прошедшего времени свинца ¹ .

ВИКТОРИНА

Сыграем ли мы «ДОЛЖЕН» ПРОТИВ. «ДОЛЖЕН» ВЫЗОВ?

Следует ли вам пройти этот тест на «должен» или «должен»? Это должно оказаться быстрым вызовом!

Вопрос 1 из 6

Какая форма используется для указания обязательства или обязанности кого-либо?

ДРУГИЕ СЛОВА ОТ СЛОВА led

un·led, прилагательноеwell-led, прилагательное

СЛОВА, КОТОРЫЕ МОЖНО СПУТАТЬ С led

lead, led

Слова рядом led

лекция, лектор, лекции, Lecuona, lecythus, led, Leda, Leda and the swan, Ledbetter, LED display, lede

Другие определения слова led (2 из 2)

LED

[el-ee-dee, led]

/ ˈɛlˌiˈdi, lɛd /

---

сущ. и т.д.

СЛОВА, КОТОРЫЕ МОГУТ СПУТАТЬСЯ С LED

LCD, LED

Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2022

Слова, относящиеся к слову

управлял, командовал, проводил, направлял, вел, руководил, осваивал, надзирал, пилотировал, подчинял, надзирал, контролировал, соблазнял, побуждал , повлияли, заманили, заманили, мотивировали, соблазнили, уговорили

Как использовать слово led в предложении

• За последнее десятилетие стоимость и того, и другого снизилась беспрецедентными темпами, а энергоэффективные технологии, такие как светодиодное освещение, также расширились.

  Как новая солнечная и осветительная технология может способствовать преобразованию возобновляемой энергии|Сэм Стрэнкс|3 сентября 2020 г.|Singularity Hub реально заменить традиционное освещение в достаточно короткие сроки.

  Как новая солнечная и осветительная технология может способствовать преобразованию возобновляемых источников энергии|Сэм Странкс|3 сентября 2020 г. |Singularity Hub 

• Этот ток может питать небольшую электронику, такую ​​как часы или светодиодные фонари.

  Вот летняя наука, которую вы, возможно, пропустили|Джанет Ралофф|1 сентября 2020 г.|Новости науки для студентов

• Легко заряжайте эти 200 светодиодных фонарей с помощью подключаемого модуля USB, который можно подключить к ноутбуку или ноутбуку. внешний аккумулятор.

  Мерцающие огни, которые мгновенно поднимают настроение в вашем доме|Команда PopSci Commerce|27 августа 2020 г.|Popular-Science

• Настройте один из десяти различных режимов яркости с помощью этих 300 светодиодных ламп, создающих нужное настроение.

  Мерцающие огни, которые мгновенно поднимают настроение в вашем доме|Команда PopSci Commerce|27 августа 2020 г.|Popular-Science

• Затем они столкнулись с полицейским патрулем на горных велосипедах, что снова привело к новой стрельбе, без пострадавших.

  Полицейская охота на подозреваемых в резне в Париже|Трейси Макниколл, Кристофер Дики|7 января 2015 г. |DAILY BEAST

• Семьдесят два взрослых в возрасте от 18 до 50 лет участвуют в исследовании, проводимом педиатрическим отделением Оксфорда.

  Гонка за вакциной против лихорадки Эбола|Эбби Хэгладж|7 января 2015|DAILY BEAST

• Итак, я свернул за угол к началу лесовозной дороги, которая вела обратно к месту крушения.

  Жестокое путешествие семилетнего выжившего в авиакатастрофе через лес|Джеймс Хигдон|7 января 2015 г.|DAILY BEAST

• Среди советников во главе с Сулеймани был не кто иной, как Тагава.

  Что иранские похороны говорят нам о войнах в Ираке|IranWire|6 января 2015|DAILY BEAST

• Но все эти нити его личности связаны с заговором, который впервые привел его в Гамбию 23 года.

  Темный ветеран США, который пытался свергнуть страну|Джейкоб Сигел|6 января 2015 г.|DAILY BEAST

• Его рвение привело его к иностранцам в качестве миссионера; побывав в Богемии, он пошел к полякам, которыми был убит.

  Книга истории и хронологии на каждый день|Джоэл Манселл

• Они бок о бок бежали через двор к крытой лестнице, ведущей в типографию.

  Хильда Лессуэйс|Арнольд Беннетт

• Я повернулась, сунула свою сумочку на колени ближайшему и с легким сердцем повела даму обратно в отель.

  Эдинбургский журнал Блэквуда, том 60, № 372, октябрь 1846 г.|Разное .

  Книга анекдотов и бюджет веселья;|Разное

• Это привело к тому, что она рисовала портреты различных членов королевской семьи, когда еще была ученицей Де Зичиса.

  Женщины в изобразительном искусстве, седьмой век до н.э. to the Twentieth Century A.D.|Клара Эрскин Клемент0003

  Определения слова led в британском словаре (2 из 2)

  LED

  / electronics /

  ---

  аббревиатура

  light-emimitting диод

  Collins English Dictionary — Complete & Unabridged Digital Edition 2012 © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

  Научные определения для светодиодов

  Светодиод

  [ĕlē-dē′, lĕd]

  ---

  Светодиод Электронное полупроводниковое устройство, излучающее свет при прохождении через него электрического тока. Они значительно эффективнее ламп накаливания и редко перегорают. Светодиоды используются во многих приложениях, таких как видеодисплеи с плоским экраном, и все чаще в качестве обычных источников света. См. также полупроводниковый лазер.

  Научный словарь American Heritage® Авторские права © 2011. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

  Как работают светодиоды и светодиодные лампы?

  Современные светодиодные технологии зарекомендовали себя. Множество преимуществ обеспечивают распространение светодиодного освещения во всех сферах жизни. Но как вообще работают светодиоды и светодиодные лампы? Это руководство освещает тьму и показывает структуру и функциональные возможности светодиодов и светодиодных ламп. Эта информация даст вам хорошее представление о современных технологиях освещения.

  • Как работает светодиод?
    • Структура светодиода
    • Длина волны светодиода
  • Другие типы светодиодов
    • Структура светодиода SMD
    • Структура светодиода COB
  • Как работают светодиоды?
    • Генерация рабочего напряжения
    • Драйвер светодиода как источник питания
    • Белый свет за счет смешивания света
    • Оптика для распределения света
  • Заключение

  Как работает светодиод?

  Аббревиатура LED расшифровывается как светоизлучающий диод . Это означает столько же, сколько светоизлучающий полупроводниковый компонент. Основная функциональность проста, потому что светодиоды состоят всего из нескольких компонентов. Сюда входят:

  • Анод
  • Катод
  • Соединительный провод
  • Светодиодный чип
  • Отражающая полость
  • Эпоксидная линза

  Светодиодная структура в маленьком рефлекторе на светодиодном чипе

  900 Золотая проволока, также известная как соединительная проволока, создает ток между анодом и катодом. Линза из пластика или эпоксидной смолы скрепляет все детали и одновременно обеспечивает хорошее распределение света. Светодиодный чип представляет собой полупроводниковый кристалл и состоит из двух слоев полупроводникового материала, легированного различными добавками.

  В одном полупроводниковом слое избыток носителей положительного заряда. В другом слое преобладают носители отрицательного заряда. Если на анод и катод подается напряжение, между слоями полупроводника возникает поток электронов. В результате высвобождается энергия, что приводит к небольшим вспышкам света. Светодиод излучает фотоны, которые мы затем воспринимаем как видимый свет.

  Светодиодный чип имеет длину края всего около одного миллиметра и излучает квазиточечный свет. Только через отражающую полость свет направляется в верхнюю половину светодиода. В зависимости от своего состава пластиковая линза соответствующим образом распределяет свет в помещении. Кроме того, пластиковый композит делает светодиод нечувствительным к ударам и вибрациям.

  Длина волны светодиода

  Длину волны излучаемого света можно очень точно определить путем легирования полупроводникового материала. В зависимости от области применения светодиоды могут изготавливаться с разными цветами свечения и цветовой температурой. Из-за узкого диапазона длин волн никакое другое излучение в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне не генерируется.

  Другие типы светодиодов

  Основные функции светодиодов и их структура были описаны ранее. Существуют еще разные подтипы светоизлучающих диодов. Светодиоды SMD и COB в основном используются для светодиодных источников света и светильников.

  Структура светодиода SMD

  Аббревиатура SMD означает устройство, монтируемое на поверхность. Светодиоды SMD могут быть установлены непосредственно на печатной плате в источнике света. При такой конструкции корпус также служит радиатором для светодиодного чипа. Это обеспечивает хороший отвод тепла, что снижает температуру чипа. Благодаря хорошему охлаждению светодиод может работать с более высоким током, что позволяет достичь высокого КПД. Светодиоды

  SMD также довольно компактны. По этой причине их часто используют в большом количестве в одном источнике света. Например, в светильниках с большим углом рассеивания обычно несколько светодиодов располагаются по кругу. Комбинируя различные типы светодиодов, также можно получить определенные цветовые спектры.

  Структура COB-светодиода

  COB-светодиод является дальнейшим развитием варианта SMD. Аббревиатура COB расшифровывается как чип на плате. Здесь светодиодный чип крепится непосредственно к печатной плате с помощью термоклея. Благодаря прямому контакту полупроводника с платой рассеиваемая мощность рассеивается даже лучше, чем в SMD-варианте. Это дополнительно улучшает охлаждение, что еще больше повышает эффективность.

  Благодаря сверхкомпактной конструкции COB-светодиоды можно использовать для изготовления светодиодных светильников любой мыслимой формы. Многие футуристические конструкции ламп стали возможны только благодаря технологии COB. С другой стороны, высокая плотность чипов позволяет генерировать высокий световой поток в самых маленьких помещениях. Это позволяет, среди прочего, производить очень яркие светодиодные прожекторы.

  Как работают светодиодные фонари?

  Функциональность светодиодной лампы стала намного сложнее по сравнению с обычными источниками света. В дополнение к одному или нескольким светодиодам светодиодная лампа также имеет другие компоненты. К ним относятся:

  • Светодиод(ы)
  • Драйвер светодиода
  • Источник питания
  • Оптика

  Базовая структура и функциональность светодиода уже были описаны в предыдущих параграфах. В большинстве модернизированных светодиодных источников света используются в основном светодиоды SMD. В современных светодиодных светильниках широко используется технология COB. Это позволяет создавать современные светильники, которые были невозможны при использовании стандартных форм модернизированных ламп.

  Генерация рабочего напряжения

  Доступны светодиодные лампы для сетевого напряжения 120 В, а также для низкого напряжения 12 В или 24 В. Светодиодные лампы для сетевого напряжения имеют встроенный блок питания, который вырабатывает низкое напряжение из сети 120В. Низковольтные светодиодные лампы не имеют встроенного источника питания, а должны быть подключены к внешнему светодиодному трансформатору.

  Драйвер светодиода как источник питания

  Полупроводниковый чип в светодиоде должен работать в правильной рабочей точке. Только тогда можно достичь высокой степени эффективности и постоянной яркости. Этого было бы трудно достичь с источником чистого напряжения из-за качественного рассеяния при массовом производстве светодиодов. По этой причине светодиод работает от источника постоянного тока, называемого драйвером светодиода.

  Драйвер светодиода, особенно для светодиодных ламп недорогого диапазона, иногда состоит только из резистора, который обеспечивает регулировку тока. Во многих высоковольтных лампах источник питания и драйвер часто объединены в одну схему, которую также называют драйвером светодиода.

  Белый свет за счет смешивания света

  Белый свет обычно требуется для целей освещения. Однако светодиоды не могут генерировать этот свет напрямую. Один из способов получения белого света — смешать три светодиода красного, зеленого и синего цветов. Управляя им с различной яркостью, эта комбинация позволяет установить любой другой цвет RGB в дополнение к белому. В то же время этот вариант и самый дорогой.