1.Что из себя, представляет светодиод?
По сути, светодиод – это полупроводниковый прибор полностью безопасный для использования его человеком. Световое излучение, которое оказывает светодиод, достигается путем преобразования в него электрического тока. LED (Light Emitting Diode) – именно так именуется светодиод в зарубежной литературе.
2.Из чего состоит светодиод?
В центре структуры светодиода располагается полупроводниковый кристалл. Его защищает корпус, имеющий самые разные формы. Корпус обладает оптической системой и выводами для подключения. Сегодня современный светодиод сильно отличается от первых корпусных светодиодов, которые раньше были актуальны для использования в качестве индикации.
3.По какому принципу работает светодиод?
Благодаря рекомбинации электронов и соответствующих дырок в p-n-переходе светодиод под действием определенного тока вызывает свечение. Другими словами, для того чтобы светодиод испускал пучок света ему необходим p-n-переход, который представляет собой два полупроводника, отличающиеся между собой типом проводимости. Именно для этого околоконтактные слои обрабатываются специальными растворами в области полупроводникового кристалла. Как правило, на первую сторону наносят акцепторную примесь, а на вторую – донорскую. Однако следует знать, что далеко не каждый p-n-переход способен излучать свет. Это объясняется физическим явлением запрещенной зоны. Ширина этой зоны должна быть приближена по значению к величине квантов света видимого диапазона в активной области. Кроме того, свечение p-n-переход объясняется отсутствием дефектов полупроводникового кристалла. Поэтому рекомбинация электронно-дырочных пар так высока, за счет чего и обеспечивается свечение светодиода. Вероятно, вы заметили, что эти два правила несколько противоречат друг другу? Так и есть. Для того чтобы они оба были соблюдены зачастую одного p-n-перехода не достаточно, и приходится добавлять в кристалл многослойные полупроводниковые структуры – гетероструктуры. Кстати, за выдающиеся достижения в области гетероструктур российский физик академик Жорес Алферов в 2000 году был удостоен Нобелевской премии.
4.Справедливо ли утверждение о том, что больший ток дает большую яркость?
Конечно, да. Яркость светодиода непременно зависит от величины тока, которая по нему проходит. Однако следует понимать, что до бесконечности увеличивать силу тока нельзя, ибо это приведет к перегреву светодиода, и он уже будет непригоден для дальнейший эксплуатации. Перегрев светодиода объясняется внутренним сопротивлением проводника.
5.Какими преимуществами обладает светодиод?
Светодиод по сравнению с лампой накаливания или люминесцентной лампой обладает большими преимуществами. Примечательно, что светодиод преобразует электрический ток напрямую в пучок света. Теоретически светодиод может делать такое преобразование практически без потерь. Среди неоспоримых плюсов светодиода стоит выделить малую степень нагрева при хорошем теплоотводе. Светодиод испускает пучок света в узком спектре, а его цвет насыщенный, чистый и яркий. За это он полюбился многими дизайнерами. Которые используют осветительные приборы в ходе декорирования помещения. Светодиод не излучает ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Наряду с этим светодиод – очень надежный осветительный элемент, который может проработать до 100 тысяч часов, что в 100 раз дольше в сравнении с обычной лампой накаливания. Ну, и, наконец, светодиод – это совершенно безопасный для эксплуатации осветительный прибор.
6.Чем примечательна история светодиодов?
История светодиодов очень интересна. Изначально светодиоды использовались в качестве индикаторов, и никаких осветительных светодиодов тогда еще не было. Для этого было просто необходимо научиться создавать белые светодиоды с повышенной яркостью. Уже в начале 60-х и 70-х годов были предприняты первые попытки создать светодиод, который бы излучал свет в желто-зеленой или желто-красной среде спектра. Для изготовления таких светодиодов использовался фосфид и арсенид гелия. В итоге новые светодиоды нашли свое место в современных на то время панелях автомобилей и самолетах. Впервые появилась возможность использовать рекламные экраны, работающие на светодиодах, и, как оказалось, это было очень выгодным и эффективным решением. В дальнейшем технологию изготовления светодиодов не раз совершенствовали, и постепенно они начали вытеснять лампы накаливания т.к. излучали больше света, а срок их службы был гораздо больше. Однако стоит отметить существенный недостаток светодиодов в тот период. Не было создано ни одного светодиода, который бы работал в сине-зеленом или просто белом спектре. Наконец, в конце 80-х технология создания светодиодов была доведена до совершенства, и на территории только СССР выпускалось больше 100 млн светодиодов в год.
7.От чего может зависеть цвет светодиода?
Цвет светодиода зависит от одного единственного фактора – это ширина запрещенной зоны, в которой электроны и дырки проходят рекомбинацию. Другими словами, цвет светодиода зависит от используемых материалов полупроводников и легирующих примесей. К примеру, чем сильнее светодиод излучает оттенок синего, тем выше энергия квантов, которая определяет наибольшую ширину запрещенной зоны.
8.Какими электрическими и оптическими характеристиками обладают светодиоды?
Как уже было сказано в этой статье, светодиод относится к низковольтным приборам. Таким образом, обычный светодиод, используемый для индикации, потребляет от 2 до 4В при условии, что потребляемая сила тока будет составлять 5 мА. Такое же напряжение потребляет и осветительный светодиод, но уже с большей силой тока, от 200 мА до 1 А. В итоге светодиодный модуль, содержащий сразу несколько осветительных светодиодов, получает суммарное напряжение всех присутствующих элементов. В ходе подключения светодиода очень важно соблюдать полярность иначе светодиод, подключенный неправильно может моментально выйти из строя. Как правило, производитель светодиода указывает максимальное напряжение пробоя, и чаще всего оно составляет не более 5В. Яркость светодиода зависит не только от силы тока, но и от осевой силы света и светового потока. Современные светодиоды способны излучать свет под углом от 4 до 140 градусов. При этом цвет светового пучка определяется, главным образом, благодаря координатам цветности и цветовой температуре. Большую роль здесь также играет длина волны излучения. Для того чтобы сравнить эффективность светодиодов с эффективностью других осветительных элементов используется светоотдача, которая позволяет сравнить величину светового потока, получаемую на каждый ватт мощности.
9.Для чего светодиоду необходим конвертор?
Конвертор или драйвер, как его еще называют, выполняет функцию стабилизатора. Конвертор позволяет преобразовать протекающий через него ток в другую величину необходимую для работы осветительного прибора – светодиода.
10.Можно ли регулировать яркость светодиода? Как?
Конечно, да. Любой современный светодиод легко поддается регулировке яркости, и для этого используется специальный управляющий блок, основанный на методе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Некоторые люди считают, что изменить яркость светодиода можно за счет понижения напряжения питания, но знайте, что этого делать нельзя! Метод ШИМ основывается на изменении импульсно-модулированного тока, чья чистота должна измеряться в сотнях или тысячах герц. За счет изменения ширины импульсов и создания паузы между постоянным током можно регулировать яркость светодиода, при этом не доводя его до полного погасания.
11.Как определяется срок службы светодиода?
Современные светодиоды могут прослужить до 100 000 часов, хотя нужно понимать, что чем выше ток, пропускаемый через светодиод, тем быстрее наступает старение его элементов, и собственного последующее сгорание. Поэтому следует учитывать, что мощные светодиоды, имеют несколько меньший срок службы, нежели обычные светодиоды, используемые для подсветки небольших декоративных предметов. Если вы заметите, что светодиод изменил свою яркость и стал на 30% тусклее, то его следует заменить т.к. его ресурс практически выработан.
12.В каких областях могут использоваться светодиоды?
В наши дни светодиоды находят свое применение практически везде. Особую ценность светодиоды представляют для дизайнеров, которые пытаются оставить яркое и незабываемое впечатление для своих клиентов. Светодиодные модули активно распространяются в рекламной среде. С их помощью можно создавать целые рекламные блоки, которые будут отображать информацию об услуге или товаре 24 часа в сутки. Благодаря маленькому энергопотреблению светодиоды незаменимы там, где постоянно необходим яркий и надежный источник света.
бесплатная линиия по России
Принимаем заявки и рабочие документы, строительные чертежи и фотографии объектов, отвечаем на вопросы.
