Site Loader

Содержание

Зеленый светодиод характеристики. Существуют следующие основные характеристики светодиодов:

Содержание

  1. Зеленый светодиод характеристики. Существуют следующие основные характеристики светодиодов:
  2. Ик светодиоды характеристики. Светодиоды инфракрасного излучения
    • Технические характеристики
    • Направления по развитию инфракрасных светодиодов
    • Применение
    • Мнение практиков
  3. Основные характеристики светодиодов. Характеристики светодиодов
    • Рабочий ток светодиодов
    • Напряжение светодиодов
    • Мощность светодиодов

Зеленый светодиод характеристики. Существуют следующие основные характеристики светодиодов:

Эффективность (светоотдача).

Отношение светового потока к потребляемой мощности (Лм/Вт). Это та величина, которая в первую очередь попадает во внимание специалистов, потому что именно по эффективности определяется применимость светодиодов для систем освещения. Для сравнения:

  • лампочка накаливания 8-12 Лм/Вт;
  • люминесцентные (энергосберегающие) лампы 30-40 Лм/Вт;
  • современные светодиоды 120-140 Лм/Вт;
  • газоразрядные лампы (ДРЛ) 50-60 Лм/Вт.

Показатели очень хорошие, что позволяет успешно конкурировать с люминесцентными, натриевыми, галогеновыми лампами. Более того, светодиоды уже выигрывают по этому показателю у газоразрядных ламп, т.к. весь световой поток у них идет в одну полуплоскость, поэтому не требуются разного рода отражатели.

Цветовая температура.

Рис.3 Шкала световых температур

Цветовая температура используемых светодиодов: 2500 Кельвинов- 9500 Кельвинов.

2500-3000 Кельвинов: теплый белый свет. (warm white или сокращенно WW) Он ближе к лампам накаливания.
4000-5000 Кельвинов: нейтральный белый свет.( white neutral или сокращенно NW)
6500-9500 Кельвинов: холодный белый свет. (cold white или сокращенно CW)

По источникам независимых исследований, именно нейтральный белый свет является наиболее комфортным для офисной работы, и в нем предметы становятся наиболее четкими.Нашей компание используются светодиоды с нейтральным светом .Кроме того, в осветительных приборах мы используем цветные светодиоды (основные цвета : красный, синий, зеленый, желтый) и светодиоды RGB(полноцветный светодиод).

Мощность светодиодов.

Малой мощности: до 0,5 Вт (20-60 мА).

Рис.4 Маломощные индикаторные светодиоды

Рис.5 Маломощные smd (slt) светодиоды

Средней мощности: 0,5-3 Вт (100-700 мА).

Рис.6 Светодиоды SEOULSEMICONDUCTOR, Корея, 0,5 Вт (150 мА)

Рис.7 Светодиоды Epistar , Тайвань, 1 Вт , 300 мА

Рис.8 Светодиоды NICHIA, Япония, 1 Вт, 300 мА

Большой мощности: более 3-х Вт (1000 мА и более).

Ик светодиоды характеристики. Светодиоды инфракрасного излучения

Светодиоды, как и любые другие приборы освещения, на сегодняшний день имеют большое разнообразие форм и цветов. Они могут выдавать световой поток любого оттенка. Что касается инфракрасных светодиодов, то их излучение находится на границе восприятия глаз человека. Данная особенность влияет на сферу их применения.

Светодиоды инфракрасного излучения

Технические характеристики

Они могут вырабатывать волны в диапазоне 0,74 – 2 000 мкм. Свет в этих границах – понятие условное, но это и не излучение. Данный спектр доступен не всем людям.

Исходя из вышесказанного, стандартные характеристики светодиодов к ним не подходят. Тут больше применимы такие параметры, как:

  1. Мощность генерируемого излучения.
  2. Интенсивность светового потока. С помощью данного параметра излучающая система собирает и направляет излучение. Измеряется в ваттах и стерадианах.

Многие виды деятельности не нуждаются в постоянной подаче энергии, поэтому становится возможным генерировать импульсный сигнал. При помощи схемы можно значительно увеличить мощность.

Направления по развитию инфракрасных светодиодов

Производители постоянно сталкиваются со следующими проблемами: чтобы создать мощный диод, нужен большой кристалл, но, к сожалению, цена в этом случае значительно вырастает. При скреплении двух кристаллов в один увеличивается зона нерабочей площади, что влечет за собой потерю мощности. При работе мощного диода выделяется большое количество энергии, а соответственно и тепла, что ведет к перегреву схемы.

Светодиоды различного спектра

Есть следующие варианты решения таких проблем:

  1. На данный момент возможно делать кристаллы размером до 1 мм2. Это позволяет увеличить силу тока за счет уменьшения сопротивления.
  2. Постоянно идет разработка более новых и современных отражателей. Их КПД значительно больше. Они собирают излучение боковых граней и направляют его в центр.
  3. Также все время проводится работа над оптическими системами с большим коэффициентом преломления. Они позволяют собрать в одно целое излучение с боков рассеивателя.

Применение

Силы, потраченные на ликвидацию проблем, описанных выше, уходят не напрасно. Светодиоды инфракрасного излучения отдельно не используются. Их применяют в составе других схем и оборудований, сфера использования которых все увеличивается. Именно поэтому нужны диоды, мощность которых становится больше, а цветовой спектр расширяется.

Наиболее распространено применение светодиодов для работы в темное время суток. Рассмотрим прибор ночного видения. Чем мощнее в нем будет светодиод, тем больше радиус возврата полноценного изображения. Но здесь еще можно применить импульсы, чего не скажешь про

Высококлассные продукты цифровой техники диктуют спрос на рынке. Они используются человеком каждый день. В 2007 г. опция ночной съемки была большой редкостью, а сейчас она – неотъемлемая часть техники. Все это благодаря развитию инфракрасных светодиодов.

Применение инфракрасного излучения в аграрной промышленности

Мнение практиков

Высококвалифицированные инженеры связывают эти результаты с определенной проблемой. Потому как достижение высокой мощности сопровождается перегревом. Малейший сбой в работе системы ведет к потере эффективности прибора и даже выходу из строя кристалла.

Применяя импульсную систему, нужно придерживаться постоянного напряжения. Малейшее отклонение от нормы приведет к некачественному излучению. К таким системам нужно относиться очень трепетно и обслуживать регулярно.

Сфера применения светодиодов будет постоянно расширяться, так как спрос на такие приборы растет с каждым днем, а характеристики со временем улучшаются. Основную нишу по продаже этой продукции на рынке заняли китайцы. Их инфракрасные светодиоды не всегда качественные. Остается надеяться, что рыночная конкуренция со временем заставит продукцию подешеветь, а качество ее будет только расти.

Основные характеристики светодиодов. Характеристики светодиодов

Основные характеристики светодиодов подразделяются на электрические и световые. С одной стороны, электрические – это рабочий ток, напряжение, мощность. С другой стороны, световые характеристики светодиодов – световой поток, сила света (эффективность). А также цветовая температура, габариты и угол рассеивания.

Рабочий ток светодиодов

Светодиоды работают только от определенной силы тока. Эта характеристика наиболее важна для работоспособности светодиода. Даже небольшое превышение рабочей силы тока приведет к быстрой деградации светодиода. А в результате выходу его из строя. Чуть более высокое превышение силы тока ведет к мгновенному перегоранию светодиода.

Ток светодиодов, несомненно, зависит от их мощности. Более мощные светодиоды работают на более высоком токе. В светодиодных лампах и светильниках устанавливаются драйвера. Они ограничивают ток именно до тех параметров, которые нужны для светодиодов, установленных в этих приборах. Часто требуется подключить светодиод отдельно. В этом случае необходимо знать его характеристики. Для того чтобы ограничить ток соответствующим драйвером, токоограничивающим резистором или конденсатором.

Напряжение светодиодов

Рабочее напряжение светодиодов зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении этих светодиодов. Применение разных типов материалов для изготовления существующих видов светодиодов ведет к излучению света различных цветов. То есть рабочее напряжение можно определить по цвету светодиода. Иначе говоря, светодиоды разных цветов имеют разное рабочее напряжение.

Для питания светодиодных лент и светильников обычно используются драйвера или блоки питания. Как правило у них на выходе 12 вольт постоянного тока. К примеру. От такого источника можно запитать цепочку из последовательно соединенных светодиодов с рабочим напряжением 3 вольта. Исключим в этом примере падение напряжения на токоограничивающем резисторе. Безусловно, такая последовательная цепь может состоять только из четырех светодиодов. Пятый светодиод, если включить его в эту цепь, работать не будет. Каждый из светодиодов, грубо говоря, забирает из 12 вольт питания по 3 вольта.

Эту характеристику светодиода называют напряжением падения. В данном случае у каждого из светодиодов напряжение падения составляет 3 вольта. Другими словами. Падение напряжения – это напряжение, возникающее на выводах светодиода при протекании через него прямого рабочего тока. Эту характеристику иногда и называют рабочим напряжением светодиода. Хотя, строго говоря, таких характеристик, как напряжения питания или рабочее напряжение, у светодиода нет. Как впрочем и у любого диода.

Мощность светодиодов

Мощность светодиода зависит от его рабочего тока и падения напряжения на нем. Падение напряжения разных светодиодов колеблется в диапазоне, примерно, 1,5 – 4 вольта. Рабочий ток индикаторных и маломощных светодиодов обычно составляет 15 – 20 мА. Ток мощных осветительных светодиодов может быть 150, 350, 750 мА и доходить до 1А.

Часто для повышения яркости светодиода используют повышение его рабочего тока до очень больших величин. При этом необходимо помнить.  Применение для светодиодов такого большого тока ведет к их чрезмерному нагреву. А также быстрой деградации и выходу из строя. Хотя этого можно избежать. При условии, что питании светодиодов большим током, для повышения их яркости, использоваться система охлаждения. Для этого применяются достаточно массивные радиаторы из алюминия или даже меди. Более того, в некоторых случаях применяется принудительный обдув воздухом с помощью вентилятора-кулера. Хорошее охлаждение светодиодов при их работе на большом токе снижает риск потери их работоспособности. Однако, но не исключает его совсем.

P=U×I

Чтобы определить мощность (P) светодиода необходимо умножить напряжении (U) на силу тока (I). К примеру, мы возмем максимальные для светодиодов 4 вольта и 1 ампер. В результате мы получим самый мощный светодиод мощностью 4 Ватта. Безусловно, это будет осветительный светодиод. Несомненно, работающий от тока с не характерной, искусственно завышенной для светодиодов, силой.

Поэтому нужно понимать. Если разговор идет о 10 ваттном или даже 100 ваттном светодиоде. Несомненно, имеется в виду лампа или светильник. Они состоят из нескольких штук или десятков штук светодиодов. Или же речь идет о светодиодной сборке, например, COB типа. Иными словами, 100 кристаллов-светодиодов, каждый мощностью 1 Ватт, припаиваются на единую плату. И все это заливается слоем люминофора. Так и получается светодиод мощностью 100 Ватт.

Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств.  Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства. Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами.  Некоторые важные особенностями являются:

  • Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
  • В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
  • Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

Что находится внутри светодиода?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

Внутри светодиода

Светодиодная технология

Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток.

 Важные параметры светодиодов являются:

  • Световой поток
    Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
  • Световая интенсивность
    светового потока, охватывающий большую площадь является силой света.Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
  • Светоотдача
    Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения.  Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт. Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

Требуется ли балластный резистор?

Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение 

Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод.  Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

КрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
1,8 В2 V2,1 В2,2 В3,6 В3,6 В

Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

R = V / I

Где R

— является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах.  Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

НапряжениеКрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
12 V470 Ω470 Ω470 Ω470 Ω390 Ω390 Ω
9 V330 Ω330 Ω330 Ω330 Ω270 Ω270 Ω
6 V180 Ω180 Ω180 Ω180 Ω120 Ω120 Ω
5 V180 Ω150 Ω150 Ω150 Ω68 Ω68 Ω
3 V56 Ω47 Ω47 Ω33 Ω

 

С добавлением других цветов

Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимого света

ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание.  Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Фотодиоды

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

Лазерные Диоды

Что такое зеленый светодиод? -зеленый светодиодный чип

  • Похожие сообщения

Как светодиод излучает красный, зеленый и синий свет

Светящийся цвет и светоотдача светодиода связаны с материалом и процессом изготовления светодиода. В настоящее время широко используются красный, зеленый и синий цвета. Поскольку рабочее напряжение светодиода низкое (всего 1,5-3 В), он может активно излучать свет и имеет определенную яркость. Яркость можно регулировать напряжением (или током). Он ударопрочный, виброустойчивый и имеет длительный срок службы (100000 часов). Различные материалы светодиода могут производить фотоны с разной энергией, которая может контролировать длину волны света, излучаемого светодиодом, то есть спектр или цвет.

Первым в истории светодиодным материалом является арсенид галлия (GA). Падение напряжения на прямом PN-переходе (VF, что можно понимать как освещение или рабочее напряжение) составляет 1,424 В, а излучаемый свет имеет инфракрасный спектр. Другим широко используемым светодиодным материалом является фосфид галлия (GA), у которого падение напряжения на прямом PN-переходе составляет 2,261 В, а излучаемый свет зеленый. Основываясь на этих двух материалах, структура материала Gaas1 xpx для промышленного применения светодиодов теоретически может производить светодиоды с любой длиной волны от инфракрасного света до зеленого света. Нижний индекс x представляет процентную долю фосфора, замещающего мышьяк.

Обычно длину волны и цвет светодиода можно определить по падению напряжения на PN-переходе. Типичными из них являются красный светодиод gaas0.6p0.4, оранжевый светодиод gaas0.35p0.65 и желтый светодиод gaas0.14p0.86. Из-за использования галлия, мышьяка и фосфора эти светодиоды широко известны как трехэлементные светоизлучающие трубки. Синий светодиод GaN, зеленый светодиод GaN и инфракрасный светодиод GaAs называются двухэлементными светодиодами. В настоящее время последним процессом является изготовление четырехэлементного светодиода из AlGaInN, который смешивается с алюминием (AL), кальцием (CA), индием (in) и азотом (n). Четырехэлементный светодиод может охватывать весь видимый свет и часть ультрафиолетового спектра.

Что такое белый светодиод

Вообще говоря, существует два способа синтеза белого светодиода. Первый — это RGB, то есть красный светодиод + зеленый светодиод + синий светодиод. Основная проблема этого метода заключается в низкой эффективности преобразования зеленого света. Теперь эффективность преобразования красного, зеленого и синего светодиодов составляет 30%, 10% и 25% соответственно, а эффективность белого люмена может достигать 60 лм/Вт. достигает 200 лм / Вт. Из-за разной цветовой температуры и индекса цветопередачи, требуемых синтетическим белым светом, эффективность светового потока каждого цветного светодиода синтетического белого света различна.

С дальнейшим развитием глубокого согласования цветов и баланса белого белого светодиода люди надеются, что спектр, координаты цветности, цветопередача и соответствующая цветовая температура белого светодиода, используемого в качестве источника света, могут соответствовать соответствующим стандартам CIE и Китая, в противном случае его следует считать неквалифицированным.

Мы суммируем фотохромные характеристики белых светодиодов с соответствующей цветовой температурой 80004000 К и их взаимосвязь с прямым током. В течение долгого времени было трудно реализовать низкую цветовую температуру (< 4000K) и высокую цветопередачу белого светодиода в соответствии с текущей основной схемой, которая представляет собой комбинацию чипа InGaN Blue LED и желтого люминофора CE с активированным редкоземельным гранатом. Из-за отсутствия красной составляющей в спектре излучения желтого люминофора. Поэтому большинство отчетов ограничивается белыми светодиодами с высокой цветовой температурой выше 5000K.

Хотя белые светодиоды доступны, не хватает белых светодиодов с низкой цветовой температурой. В настоящее время имеется несколько сообщений о белых светодиодах с низкой цветовой температурой, состоящих из синих чипов и люминофоров. Поэтому разработка белых светодиодов с низкой цветовой температурой (< 4000K) и высокой цветопередачей имеет большое значение как для академических исследований, так и для применения.

Второй способ — светодиод + люминофоры разных цветов: первый способ — использовать ультрафиолетовый или фиолетовый светодиод + люминофор RGB для синтеза светодиода. Принцип работы этого метода аналогичен люминесцентным лампам, но по своим характеристикам превосходит люминесцентные лампы. Коэффициент преобразования фиолетового светодиода может достигать 80%, а квантовая эффективность преобразования различных цветных люминофоров может достигать 90%. Другой метод заключается в использовании синего светодиода + красно-зеленого люминофора, эффективность синего L-светодиода составляет 60%, эффективность люминофора составляет 70%, а синий светодиод + желтый люминофор используется для формирования белого света.

По сравнению с двумя методами, трехцветный RGB-светодиод обладает лучшими комплексными характеристиками синтеза белого света. При условии высокого индекса цветопередачи светоотдача может достигать 200 лм / Вт. Основная техническая проблема, которую необходимо решить, заключается в повышении эффективности электрооптического преобразования зеленого светодиода, которая в настоящее время составляет всего около 13%. , а цена высокая.

Диапазон длин волн зеленого светодиода

Красный свет: 615–650, оранжевый: 600–610, желтый: 580–595, желто-зеленый: 565–575, зеленый: 495–530, синий свет: 450–480, фиолетовый : 370-410, белый свет: 450-465.

 

Различные цвета свечения светодиодов соответствуют определенному диапазону длин волн излучения, а цвета свечения почти покрывают солнечный спектр. В настоящее время успешно получены ультрафиолетовые, синие, зеленые, желтые, красные и инфракрасные светодиоды. Кроме того, светодиоды имеют низкое рабочее напряжение, малый рабочий ток и просты в сборке, что делает их новым поколением энергосберегающих и низкоуглеродных источников света.

 

Для спектральных характеристик светодиодов мы в основном смотрим на то, хороша ли их монохроматичность, и мы должны обратить внимание на то, являются ли чистыми основные цвета красного, желтого, синего, зеленого и белого светодиодов.

 

Цвет света, видимый человеческому глазу, — это свет с длиной волны от 380 до 780 нм в электромагнитной волне. Цвет меняется с длиной волны; свет видимый и неосязаемый. Цвет существует только в глазах и мозгу живых существ, что влияет на восприятие яркости. Помимо оттенка цвета, есть еще размер цветовой области и другие визуальные факторы. Именно человеческий глаз заставляет один и тот же объект казаться разным людям в разных цветах.

Зачем использовать зеленые светодиоды под деревом

Взаимосвязь между световым спектром и фотосинтезом растений

В последние годы внимание исследователей привлекло влияние качества света на рост и морфологию растений. Например, китайские, европейские и американские академические круги сосредоточились на влиянии монохроматического светодиодного света на характеристики роста проростков тканевых культур. Израиль использует пластиковую ткань разных цветов в качестве укрывного материала для обсуждения влияния на рост листовых овощей и лиственных растений.

Влияние диапазона спектра на биологию растений

★280 ~ 315нм оказывает минимальное влияние на морфологию и физиологические процессы

★315 ~ 400нм ) Коэффициент поглощения хлорофилла и каротиноидов является самым большим, что оказывает наибольшее влияние на фотосинтез. который оказывает значительное влияние на фотосинтез и эффекты фотопериода

★720 ~ 1000 нм Низкая скорость поглощения, стимулируют удлинение клеток, влияют на цветение и прорастание семян

★>1000 нм преобразуются в тепло Влияние цвета света на фотосинтез. Автор — г-н Гарри Стайгер. Подзаголовок статьи указывает на то, что обычно считается, что цвет света влияет на фотосинтез. Разное, ведь в процессе фотосинтеза влияние цвета света не отличается, поэтому использование полного спектра наиболее благоприятно для развития растений.

 

Чувствительность растений к спектру отличается от чувствительности человеческого глаза. Самый чувствительный спектр человеческого глаза — 555 нм, что находится между желтым и зеленым светом. Он менее чувствителен к областям синего и красного света. Растения неодинаковы и наиболее чувствительны к красному спектру света. Он менее чувствителен к зеленому свету, но разница в чувствительности не так велика, как у человеческого глаза. Наиболее чувствительная область растения к спектру 400~700нм. Этот участок спектра обычно называют эффективной энергетической областью фотосинтеза. Энергия солнечного света составляет около 45 %. Находится в этом участке спектра. Поэтому, если для дополнения количества света используются искусственные источники света, спектральное распределение источника света также должно быть близко к этому диапазону.

 

Энергия фотонов, испускаемых источником света, различается в зависимости от длины волны. Например, энергия длины волны 400 нм (синий свет) в 1,75 раза больше энергии 700 нм (красный свет). Но для фотосинтеза эффект двух длин волн одинаков. В синем спектре избыточная энергия, которая не может быть использована для фотосинтеза, преобразуется в тепло. Другими словами, скорость фотосинтеза растений определяется количеством фотонов, которые растение может поглотить в диапазоне 400-700 нм, и не связана с количеством фотонов, испускаемых каждым спектром. А вот в общении обывателя считается, что цвет света влияет на скорость фотосинтеза. Растения имеют разную чувствительность ко всем спектрам. Это связано с особым поглощением пигментов листьями. Среди них наиболее известен хлорофилл. Но хлорофилл — не единственный пигмент, полезный для фотосинтеза. Другие пигменты также участвуют в фотосинтезе, поэтому эффективность фотосинтеза не может учитывать только спектр поглощения хлорофилла.

 

Различие в пути фотосинтеза также не связано с цветом. Энергия света поглощается хлорофиллом и каротином в листьях. Энергия преобразуется в глюкозу и кислород путем фиксации воды и углекислого газа посредством двух фотосинтетических систем. В этом процессе используется весь видимый спектр света. Поэтому влияние источников света разных цветов на фотосинтез практически одинаково.

Сине-зеленый светодиодный чип

Принцип работы светодиода заключается в том, что в случае прямой проводимости электроны и дырки, инжектированные в P/N-секцию диода, встречаются и рекомбинируют, а потенциальная энергия преобразуется в свет энергия. Длина волны испускаемого фотона (то есть цвет света) определяется шириной энергетической зоны полупроводника. С точки зрения непрофессионала, чем шире ширина энергетической зоны полупроводника, тем больше энергия испускаемых фотонов и тем короче соответствующая длина волны. Материальной основой современных синих и зеленых светодиодных устройств является полупроводник III-нитрид, который представляет собой четвертичную систему сплава AlGaInN, состоящую в основном из GaN и дополненную InN и AlN.

Древняя скульптура сидящего Будды на руинах буддийского храма Ват Махатхат в желто-зеленой ночной иллюминации. Sukhothai, Таиланд

В настоящее время большинство материалов светоизлучающих слоев с квантовыми ямами синих и зеленых светодиодных чипов состоят из сплава InxGa1-xN и GaN. Поскольку ширина энергетической зоны сплава InxGa1-xN зависит от соотношения InN, она может составлять 3,4 эВ (соответствует ширине полосы GaN) и 0,7 эВ (соответствует ширине полосы InN), поэтому теоретически эта система материалов может охватывать весь спектр видимого света. Однако современная технология подготовки материалов представляет собой технологию выращивания эпитаксиальных слоев на основе кристаллов GaN, с помощью которой можно выращивать только сплавы с более низким содержанием InN. Качество кристаллов сплава InxGa1-xN резко падает после состава InN x>15%.

Фактически, текущий технический уровень промышленности обычно достигает того, что эффективность электрооптического преобразования чипов синего света примерно вдвое выше, чем у зеленого света, потому что состав InN первых намного меньше, чем последний, а состав InN в устройствах зеленого света оценивается в 30%. % или более (Определение точного состава сплавов InGaN до сих пор является сложной научной проблемой в академических кругах). Другими словами, при существующей технологии трудно продолжать увеличивать состав InN, чтобы позволить устройствам из сплава InGaN эффективно излучать красный свет. Но, к счастью, уже в 19В 90-х годах фосфидная система группы III (также обычно обозначаемая как четвертичная система, AlGaInP) стала зрелой материальной основой для красных и желтых светодиодных устройств.

После завершения эпитаксиального роста MOCVD для изготовления светодиодных чипов на основе GaN требуется серия процессов формирования фотошаблона и физического травления или осаждения. Базовая структура обычных синих и зеленых светодиодных чипов требует следующей последовательной обработки устройства на эпитаксиальной пластине: (1) травление локальной области для обнажения проводящего слоя GaN n-типа; (2) Испарение прозрачной проводящей пленки NiAu или ITO; (3) ) проволочный электрод, осажденный из паровой фазы, включая p-электрод и n-электрод; (4) Пароотложенный пассивирующий защитный слой. Процесс обработки чипов требует строгого контроля качества, чтобы избежать таких проблем, как недостаточное механическое сцепление прокладки и загрязнение поверхности посторонними предметами, которые могут легко привести к выходу устройства из строя в процессе упаковки.

Руководство по проектированию светодиодных схем и основам работы со светодиодами