5 февр. 2012 г.

Светодиоды

Светодиод или светоизлучающий диод...




Полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока.
Спектр излучения у него узкий и зависит от химического состава полупроводника.
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).
В наше время активно внедряется во многие сферы жизни.


Преимущества

  1. По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:
  2. Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.
  3. Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
  4. 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.
  5. Спектр современных светодиодов бывает различным - от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
  6. Малая инерционность - включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-форфорных (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.
  7. Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света - ламп накаливания, газоразрядных ламп).
  8. Различный угол излучения - от 15 до 180 градусов.
  9. Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но относительно высокая стоимость при использовании в освещении, которая снизится при увеличении производства и продаж.
  10. Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
  11. Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
  12. Экологичность - отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Недостаток
  • 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 $. Стоимость сверх мощных (10Вт и более P7 и CREE M-CE 15-20$ CREE XM-L 10W 1000Lm) порядка 10$.









Сферы применения
Применяются же светодиоды для освещения(сам не мог поверить).

  • Светофоры
  • Автомобильные фары
  • Прожекторы
  • Фонарики
  • Мониторы
  • И так далее

Питание
За питание скажу кратко.
Т.к. светодиод - полупроводник, необходимо соблюдать полярность (иначе он не начнёт светиться)
  • Анод и катод
  • + и -
  • Анод справа, катод слева
  • Анод длиннее катода


Им нужно ограничивать ток, а напряжению они знают меру.
Пример завышенного питания без ограничения по току:
До номинального напряжения питания ток можно не ограничивать.

Корпуса
Вариантов корпуса много (тут могут быть не все)
  • Обычные 
  • Сверх яркие
  • SMD
  • Светодиодные ленты
  • И еще очень много

 Сверх яркий (с радиатором)

 Тоже сверх яркий, тоже (с радиатором)
Обычный 3-5мм 
И последний писк моды...
Органический!
  • думаю тут все понятно











И в завершении:
Цветдлина волны (нм)Напряжение (В)Материал полупроводника
Инфракрасныйλ > 760ΔU < 1.9Арсенид галлия (GaAs)
Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
Красный610 < λ < 7601.63 < ΔU < 2.03Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs)
Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Оранжевый590 < λ < 6102.03 < ΔU < 2.10Галлия фосфид-арсенид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Жёлтый570 < λ < 5902.10 < ΔU < 2.18Галлия арсенид-фосфид (GaAsP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Зелёный500 < λ < 5701.9 < ΔU < 4.0Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN)
Галлия(III) фосфид (GaP)
Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP)
Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
Голубой450 < λ < 5002.48 < ΔU < 3.7Селенид цинка (ZnSe)
Индия-галлия нитрид (InGaN)
Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата
Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
Фиолетовый400 < λ < 4502.76 < ΔU < 4.0Индия-галлия нитрид (InGaN)
ПурпурныйСмесь нескольких спектров2.48 < ΔU < 3.7Двойной: синий/красный диод,
синий с красным люминофором,
или белый с пурпурным пластиком
Ультрафиолетовыйλ < 4003.1 < ΔU < 4.4Алмаз (235 nm)
Нитрид бора (215 nm)
Нитрид алюминия (AlN) (210 nm)
Нитрид алюминия-галлия (AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (down to 210 nm)
БелыйШирокий спектрΔU ≈ 3.5Синий/ультрафиолетовый диод с люминофором;

В следующей статье: Опыт создания фонарика на светодиоде





















Список литературы:



Комментариев нет:

Отправить комментарий