Що мають на увазі, кажучи слово "світлодіод"?
Світлодіод - це перетворювач електричного струму в світлове випромінювання, напівпровідниковий прилад. LED ж - це абревіатура від англійског Light Emitting Diode.
З чого побудований світлодіод?
Звичайний світлодіод зроблений з корпусу з контактами, кристала-напівпровідника на підкладці і оптичної системи. Сучасні світлодіоди разітельноотлічаются від перших корпусні світлодіодів, які застосовувались раніше в індикації.
Який принцип роботи світлодіода?
При рекомбінації електронів і дірок в області p-n-переходу виникає світіння. Отже, перш за все потрібно p-n-перехід, або контакт двох напівпровідників з різними типами провідності. Для чого Пріконтактние шари напівпровідникового кристала легують різними домішками - по одну сторону донорськими, по іншу - акцепторними.
Але не кожен p-n-перехід випромінює світло. Чому?
1. Ширина забороненої зони в активній області світлодіода повинна бути близька до енергії квантів світла видимого діапазону.
2. Імовірність випромінювання при рекомбінації електронно-діркових пар повинна бути високою, через що напівпровідниковий кристал повинен мати мало дефектів, при яких рекомбінація відбувається без випромінювання. Ці умови в тій чи іншій мірі суперечать один одному.
Чи випливає з цього, що чим більший струм проходить через світлодіод, тим він світить яскравіше?
Да.Чем більше струм, тим більше електронів і дірок надходять в зону рекомбінації в одиницю часу. Але до нескінченності струм не можна збільшувати. Через внутрішнього опору напівпровідника і p-n-переходу діод отримає перегрів і вийде з ладу.
Від чого залежить колір світлодіода?
Колір світлодіода залежить безпосередньо від ширини забороненої зони, в якій рекомбінують електрони і дірки, тобто від матеріалу напівпровідника, і від легуючих домішок. Чим вище енергія квантів, тим «синє» світлодіод і тим більше повинна бути ширина забороненої зони.
Які переваги світлодіода?
На відміну від ламп розжарювання (люмінесцентних ламп також) в светодиоде електричний струм перетвориться в світлове випромінювання, що теоретично можливо зробити майже без втрат. Світлодіод при необхідному тепловідвід нагрівається мало, що робить його незамінним для ряду додатків. Світлодіод дає випромінювання у вузькій частині спектру, колір його чистий і оцінений дизайнерами, а УФ- і ІЧ-випромінювання, майже завжди відсутні. Світлодіод міцний в сенсі механіки і разюче надійний, термін служби світлодіодів може досягати 100 тисяч годин, що майже в 100 разів більше, ніж у лампи розжарювання; і в 5-10 разів більше, ніж у люмінесцентної лампи. Cветодіод - це низько-вольтний електроприлад, а значить, безпечний.
Чи є у світлодіода недоліки?
Поки що недолік у світлодіода один: висока вартість. Ціна одного сьогоднішнього люмена, що випромінює світлодіодом, в 100 разів вище, ніж у галогенової лампи. Але фахівці стверджують, що цей показник буде знижений в 10 разів в найближчі роки.
Яким возмоожно отримати біле світло з використанням світлодіодів?
Відомі три способи отримання білого світла від світлодіодів.
Cмешіваніе квітів по технології RGB. На одній матриці щільно розміщують червоні, блакитні та зелені світлодіоди. Їх випромінювання змішує оптична система, наприклад лінза. В результаті виходить білий світ.
На поверхню світлодіода, що випромінює в ультрафіолетовому діапазоні наноситься три люмінофора, випромінюючих блакитний, зелений і червоний світло.
Жовто-зелений або зелений плюс червоний люмінофор наносяться на блакитний світлодіод, таким чином випромінювання змішуються, отримуючи білий або близький до білого світло.
Коли почали використовувати світлодіоди в освітленні?
На початку світлодіоди використовували тільки для індикації. Для освітлення світлодіоди ще не підходили - необхідно було ще навчитися виробляти білі світлодіоди, збільшити їх яскравість, а точніше світловіддачу.
До кінця 80-х років в СРСР вироблялося понад 100 млн світлодіодів на рік, а в світі - кілька десятків мільярдів.
Від чого залежить термін служби світлодіода?
Прийнято счіается, що світлодіоди виключно довговічні, що зовсім не вірно. Чим більший струм пропускається через світлодіод в процесі його експлуатації, тим вище температура і тим швидше настає старіння світлодіода. Тому термін служби у потужних світлодіодів коротше, ніж у малопотужних сигнальних, і склад-ляет в даний час 20 - 50 тисяч годин. Старіння виражається в першу чергу в зменшенні яскравості. Якщо яскравість знижується на 30% або наполовину, світлодіод необхідно міняти.
Вигорає чи колір світлодіода з плином часу?
Старіння світлодіода взаємопов'язане не лише зі зниженням його яскравості, але також і зі зміною кольору. Сьогодні немає стандартів, які б дали можливість висловити кількісно зміна кольору світлодіодів в процесі старіння і порівняти з іншими джерелами.
Наскільки шкідливий світлодіод для очей?
Спектр випромінювання світлодіодів близький до монохроматичного, в чому його кардинальна відмінність від спектра сонця або лампи розжарювання. Будь-які дані про шкідливий вплив світлодіодів на людське око відсутні. Є передумови до того, що незабаром вплив світлодіодів на зір вивчено в повній мірі.