Ako LED funguje: ako to funguje

Preložené z anglického skratka LEDznamená "dióda, ktorá vyžaruje svetlo". Je to polovodičové zariadenie schopné transformovať elektrický prúd na svetelné žiarenie. Jedná sa o jednoduché zariadenie, ktorého dizajn sa úplne odlišuje od bežných výrobkov na osvetlenie (žiarovky, výbojky, žiarivky atď.).

Ako bude fungovať LED dióda, bude zaujímavé poznaťkaždej z nich. Toto zariadenie nemá pôvodne nespoľahlivé krehké konštrukčné prvky a sklenené žiarovky (na rozdiel od iných svietidiel). Náklady na diódy sú také malé, že sa veľmi nelíšia od batérií, ktoré slúžia ako zdroj energie. Obľúbenosť takýchto výrobkov sa vysvetľuje viacerými faktormi vrátane ich dizajnu.

História výskytu

Vzhľadom na otázku, prečo fungujú LED diódy,by mali študovať históriu ich výskytu. Prvýkrát sa toto zariadenie vytvorilo v roku 1962 vedec N. Holonyak. Bolo to monochromatická červená svetelná dióda. Bolo to niekoľko nedostatkov, ale samotná technológia bola uznaná za sľubnú.

Desať rokov po vytvorení červenej diódysa objavili zelené a žlté odrody. Boli použité ako ukazovatele v mnohých elektronických zariadeniach. Intenzita svetelného toku diód vďaka vedeckému vývoju sa neustále zvyšuje. V deväťdesiatych rokoch bol vytvorený iluminátor s prietokovou účinnosťou 1 lumen.

V roku 1993 S. Nakamura vytvorila prvú modrú diódu, ktorá bola charakterizovaná vysokým jasom. Od tohto okamihu bolo možné vytvoriť akékoľvek farebné spektrum (vrátane bielej farby). Technológia sa neustále rozvíja.

Pri pripájaní modrého a ultrafialového typudiódy sa získa biely fosforový iluminátor. Postupne začali vytláčať žiarovky. Do roku 2005 boli diódy vyrobené so svetelným tokom do 100 lm a dokonca vyššou. Oceľ začala vyrábať biele osvetlenie s rôznymi odtieňmi (teplé, studené).

LED zariadenie

Aby ste pochopili, ako funguje bodové svietidlo LED,je potrebné zvážiť jeho zariadenie podrobne. Toto osvetľovacie zariadenie, podľa predstaviteľov Zväzu optoelektronického priemyslu a Ministerstvom energetiky, sa čoskoro stane najpopulárnejším zdrojom svetla v bežných domácnostiach, úradoch a inštitúciách.

LED dióda je založená na polovodičochcrystal. Prenáša elektrický prúd len v jednom smere. Kryštál je umiestnený na špeciálnom podklade. Nevykonáva prúd. Telo chráni kryštál pred vonkajšími vplyvmi. Má výstupy vo forme kontaktov, ako aj optický systém.

Zvýšenie životnostizariadení, pričom priestor medzi plastovou šošovku a krištáľovo číry naplnené silikónovou zložku. Na odstránenie prebytočného tepla sa používa hliníková podložka. Toto je obvyklé zariadenie modernej diódy. V práci, keď upozorňuje na relatívne malé množstvo tepla. To je tiež výhoda zariadenia.

Princíp činnosti

Vzhľadom na to, ako LED funguje, je potrebnépreniknúť do základného princípu fungovania takýchto zariadení. Zariadenie prezentovaného typu má jeden prechod elektrónovou dierou. Je to spôsobené rôznymi princípmi vodivosti komponentov iluminátora. Jeden polovodič má nadbytok elektrónov a druhý má prebytočné otvory.

Použitie legovacieho procesu, dierovaného materiáluObohatené nosičmi záporného náboja. Ak sa v mieste obohatenia polovodičov s opačnými nábojmi použije prúd, dôjde k priamemu presunu. Prostredníctvom prechodu týchto dvoch materiálov bude elektrina bežať.

Súčasne dochádza k taveniu v tele diódynosiče poplatkov s rôznym elektrickým stavom. Keď sa diery a elektróny zrazia, uvoľní sa určité množstvo energie. Toto je kvantum svetelného toku. Nazýva sa to fotón.

Farba LED

Pri vytváraní diód, inépolovodičových materiálov. Toto určuje farbu, ktorá sa vysiela pri práci s prezentovaným zariadením. Rôzne materiály môžu posielať vlny rôznych dĺžok do vesmíru. Toto umožňuje ľudskému oku vidieť túto alebo takú farbu viditeľného spektra.

Štúdium otázky, ako funguje LED,zvážte materiály polovodičov. Predtým sa na tieto účely použili fosfor gália, triple GaAsP, AlGaAs. Prístroj zároveň mohol vyslať do priestoru červený, žltozelený svetelný prúd.

Súčasná technológia sa používa iba terazpre zobrazovacie zariadenia. V súčasnosti pre takéto výrobky používa hliníkový indium-gál (AllnGaP) a gádium india-nitridu (InGaN). Odolávajú pomerne vysokej úrovni prúdu, vysokej vlhkosti a vykurovania. Kombinácia rôznych typov LED je možná.

Zmiešavanie farieb

Moderné diódové pásky môžu produkovať rôzneodtieňov svetla. Jedno zariadenie môže produkovať monotónnu farbu. Pri vytváraní zariadenia s viacerými kryštálmi je možné získať veľké množstvo rôznych odtieňov. Rovnako ako televízny alebo počítačový monitor, dióda dokáže vytvoriť ľubovoľnú farbu s modelom RGB (znamená červený, zelený, modrý).

Jedná sa o jednoduchý princíp, ktorý vám umožňuje pochopiť, ako fungujú LED diódy RGB. Pomocou tejto technológie môžete vytvoriť biele osvetlenie. K tomu sú všetky tri farby zmiešané v rovnakých pomeroch.

Okrem predloženej technológie,dostanete biele svetlo pri pripojení krátkych vlnových žiarenských diód (ultrafialové, modré) spolu so žltým povlakom typu fosforu. S kombináciou fotónov žltej a modrej je výsledkom biela žiara.

výroba

Chápať, koľko voltov pracujeLED diód, je potrebné zvážiť výrobu týchto zariadení. Najskôr je potrebné poznamenať, že zariadenia s maticou typu RGB sú drahšie ako luminiscenčné. A druhé umožňujú osvetlenie vysokej kvality.

Nevýhodou fosforu je menšiasvetelný výkon, ako aj rôzne farby (teplota) prietoku. Toto zariadenie stárne rýchlejšie ako LED. Z tohto dôvodu sa na predaj osvetľovacie zariadenia obidvoch princípov fungovania. Na vytvorenie indikátorov sa vytvárajú diódy s konštantným napätím 2-4 V (pri prúde 50 mA).

Na vytvorenie vysokokvalitného osvetlenia potrebujetezariadenia s rovnakou spotrebou napätia, ale vyššia úroveň prúdu - až do 1 A. Ak pripojíte jednu diódu do série, celkové napätie dosiahne 12 alebo 24 V.

Zosilnenie jasu

Vzhľadom na otázku, aké napätieLED diódy fungujú, malo by sa povedať o zvýšení jasu zobrazených zariadení. Výkon týchto zariadení dosahuje 60 mW. Ak sú takéto diódy inštalované v stredne veľkom tele, je potrebné nastaviť svetlo na 15-20 kusov.

Diódy so zvýšeným jasom luminiscencie sa môžu prenášaťsi predstaviť, že výkon až 240 wattov. Aby bolo zaistené správne osvetlenie, tieto prvky treba 4-8 kusov. Na predaj zariadenie schopné plne osvetliť priestor, billboardy, výkladné skrine, atd ... Niektoré pásky sú vytvorené na vykonanie osvetlenie strednej alebo nízku intenzitu.

Pripojenie prezentovaného zariadeniapoužívajú sa riadiace jednotky s príslušným výkonom. Pre farebné pásky je možné použiť regulátory, ktoré regulujú nielen intenzitu osvetlenia, ale aj tóny a režimy prevádzky prístroja.

Riadenie žiarenia

Existuje veľa možnostíprezentované zariadenie. Existujú LED diódy, ktoré sú napájané z batérií (napríklad z baterky), ktoré sú napájané do stacionárnej siete. Používajú sa na vnútornú i vonkajšiu prácu. V závislosti od podmienok aplikácie je zvolená príslušná trieda ochrany diódami.

Ak chcete nastaviť jas jasu, napájacie napätie sa nezníži. Modulácia šírky impulzov (PWM) sa používa na zníženie intenzity luminiscencie. V takom prípade je riadiaca jednotka zakúpená.

Predložená metóda spočíva v podávaní diódypulzne modulovaný prúd. Frekvencia signálov dosahuje tisíce hertzov. Šírka impulzov a intervaly prestávok sa môžu meniť. Môžete ovládať žiarivosť zariadenia. V tomto prípade dióda nevyjde.

trvanlivosť

Diódy sa považujú za odolné zariadenia. Je to spôsobené ich dizajnom. Ak však svetelné diódy na svietidle nefungujú, je možné, že ich činnosť uplynula. Toto možno určiť sýtosťou luminiscencie a zmenou farby.

Tiež odborníci na vedomie, že životnosťZariadenia s nízkym napájaním sú oveľa dlhšie. Ale aj v najjasnejších stužkách alebo lampách, diódy sú zaručené, že budú pracovať 20 až 50 tisíc hodín. Pretože nemajú krehké konštrukčné prvky, mechanické vplyvy pravdepodobne nepoškodia také zapaľovače.

Po preskúmaní toho, ako LED funguje, je možné pochopiť princíp konštrukcie zariadenia, ako aj jeho výkonnostné charakteristiky. Toto zariadenie sa považuje za iluminátor budúcej generácie.