Hur LED: operation

I engelska förkortningen LED bokstavligen betyder "en diod som avger ljus." Dvs en halvledarenhet som kan omvandla elektrisk ström till ljus. Det är en enkel anordning, vars design är helt annorlunda än våra vanliga produkter för belysning (glödlampor, urladdningslampor, lysrör, och så vidare. D.).

Hur gör LED, kommer det att bli intressant att veta alla. Denna anordning inte initialt opålitliga element och spröd struktur glashöljet (till skillnad från andra lampor). Kostnaden för dioder så liten att det inte är mycket annorlunda från batterierna, som tjänar som sin näringskälla. Populariteten av dessa produkter beror på ett antal faktorer, bland annat deras design.

Historien av förekomsten

Med tanke på frågan varför lysdioder fungerar bör du studera historien om deras ursprung. För första gången en sådan anordning har skapats 1962 av forskare N. Holonyak. Det var en monokrom LED rött sken. Han hade ett antal nackdelar, men tekniken har erkänts som lovande.

10 år efter det att den röda dioden verkade gröna och gula sorter. De användes som indikatorer i många elektroniska apparater. Ljusintensitet dioder har stadigt ökat på grund av den vetenskapliga utvecklingen. På 90-talet belysnings har skapats med flödet 1 lumen effektivitet.

I 1993 skapade godu S. Nakamura den första blå LED, som kännetecknas av hög ljusstyrka. Från det ögonblicket blev det möjligt att skapa någon färg av spektrumet (inklusive vitt). Technology ständigt utvecklats.

Vid anslutning blå och ultravioletta typ dioder blir vit fosfor belysningen. De började att gradvis ersätta glödlampor. År 2005 utfärdade vi dioder med ljusflöde på upp till 100 lumen eller högre. Vi började producera vitt ljus med olika nyanser (varmt, kallt).

LED-anordning

För att förstå hur pricken LED, är det nödvändigt att överväga enheten i detalj. Denna belysningsanordning, enligt företrädare för Association of optoelektroniska industrin och Department of Energy, kommer snart att bli den mest populära källan av belysning i vanliga bostäder, kontor och institutioner.

LED är ett halvledarchip basis. Han passerar en elektrisk ström i endast en riktning. Kristall som ligger på ett speciellt substrat. Det spelar ingen ström. Höljet skyddar chip från yttre påverkan. Den har utgångar i form av kontakterna, samt ett optiskt system.

För att öka livslängden på enheten, utrymmet mellan plastlinsen och det kristallklara fylld silikonkomponent. Att avleda överskottsvärme används aluminiumbas. Detta är en vanlig anordning av modern diod. På jobbet, lyfter han en relativt liten mängd värme. Det är också en fördel med anordningen.

Principen för drift

Med tanke på hur LED, är det nödvändigt att förstå den grundläggande principen om drift av sådana enheter. Anordning typ representeras av en övergång av elektron-perforerade. Detta beror på olika principer för ledningsbelysningen komponenter. En halvledare har överskott elektroner, och den andra - över hålen.

Med dopningsprocess perforerat material berikad med negativa laddningsbärare. Om platsen för anriknings halvledare motsatt avgifter för att göra den nuvarande kommer att vidarebefordra bias. Genom övergången av de två materialen kommer att köra el.

När detta inträffar i dioden paketet legeringsladdningsbärare med olika elektriska status. När hål och elektroner kolliderar, är en viss mängd energi som frigörs. Detta är en kvant av ljus. Det kallas en foton.

LED-färg

olika halvledarmaterial används i skapandet av dioder. Detta bestämmer färgen som ljuder när enheten levereras. Olika material kan sändas ut i rymden olika våglängder. Detta gör det mänskliga ögat att se en eller annan färg av det synliga spektrat.

Genom att studera frågan hur LED bör halvledarmaterial övervägas. Tidigare använts för liknande ändamål galliumfosfid, ternära föreningar GaAsP, AlGaAs. I detta fall kan enheten skicka ut i rymden den röda, gula och gröna ljus.

Den presenterade tekniken används nu endast för bildskärmar. Idag, för sådana produkter använda aluminium-gallium-indium (AllnGaP) och indium galliumnitrid (InGaN). De kan motstå en relativt hög nivå av strömflöde, hög luftfuktighet och värme. En kombination av olika typer av lysdioder.

blanda färger

Moderna banddiod kan tillhandahålla olika nyanser av ljus. En enhet kan producera en monoton färg. När du skapar en multi-chip-enhet kan få en hel del olika nyanser. Som en TV eller datorskärm, dioden kan skapa någon färg med RGB-modellen (står för röd, grön, blå).

Det är en enkel princip, som gör det möjligt att förstå hur RGB-LED fungera. Du kan skapa och vit belysning med hjälp av denna teknik. För detta är alla tre färger blandas i lika proportioner.

Emellertid, förutom att den presenterade tekniken kan få vitt ljus när de kombineras dioden kortvågig strålning (UV, blå) tillsammans med en gul fosforbeläggningen typ. Med en kombination av fotoner av gult och blått i slutändan blir vit lyster.

produktion

För att förstå hur mycket volt LED arbete, är det nödvändigt att ta hänsyn till produktion av dessa enheter. Först och främst bör det noteras att med RGB-enheter matris typ är dyrare än fosforn. Det senare kan uppnå hög kvalitet belysning.

En nackdel med de fosforer är mindre ljusflöde, samt olika färg (temperatur) flöde. Denna enhet åldras snabbare än LED. Därför kommersiellt tillgängliga belysning både verksamhetsprinciper. Att skapa dioder 2-4 förbrukningsindikatorer producerade DC-typ spännings (vid en ström av 50 mA).

För att skapa den fullständiga täckning som krävs enheter med samma spänning konsumtion, men den högre nivån av nuvarande - ett A. Om en modul dioder anslutna i serie, kommer den totala spänningen nå 12 eller 24 V.

ljusstyrka Gain

Överväga frågan om vad arbetsspänning Ijusemitterande dioder, bör det sägas om ökningen i ljushet som tillhandahålls av anordningarna. Kraftanordningar, såsom höga som 60 mW. Om dessa dioder i en medelstor byggnad, ljuselement måste installera 15-20 enheter.

Dioder med förbättrad luminiscens ljusstyrka kan bära ström till 240 watt. För att säkerställa korrekt belysning, sådana element behöver 4-8 stycken. Vid försäljning enheter som till fullo kan lysa upp rummet, skyltar, skyltfönster, och så vidare .. Vissa band är skapade för att utföra bakgrundsbelysningen medium eller låg intensitet.

motsvarande effektstyrningsenheter används för anslutning av denna utrustning. För färgade band möjligt att använda styrenheter som styr inte bara intensiteten i belysningen, men också för att ställa nyanser och arbetssätt.

glöd management

Det finns gott om alternativ som presenteras utrustning. Det finns lysdioder, batteridrivna (t.ex. ficklampor), eldrivna in det fasta nätet. De används för både interna och externa arbete. Beroende på användningsområde valt diod motsvarande kapslingsklass.

För att justera ljusstyrkan, inte matningsspänningen inte minska. För att minska intensiteten av glöden appliceras pulsbreddsmodulering (PWM). I detta fall är styrenheten förvärvats.

Det presenterade förfarandet appliceras till diodpuls-modulerad ström. varvid frekvensen för signalen når tusentals hertz. Det kan variera pulsbredden och pausintervaller. Det är möjligt att styra belysningsanordningen. Diod i det här fallet inte stänga.

hållbarhet

Dioder anses hållbara enheter. Detta beror på deras design. Om lysdioderna inte fungerar på en lampa, kanske deras liv kvar. Detta kan bestämmas genom en luminiscens intensitet och färgförändring.

Även experter konstatera att livet för låg effekt enheter är mycket längre. Men även i de ljusaste remsor eller lampor lysdioder är garanterade att arbeta 20-50 tusen. Timmar. Eftersom de inte har strukturen av ömtåliga element, mekanisk påverkan är mer benägna att inte skada dessa tändare.

Genom att lära hur LED-enheten kan förstå principen av denna enhet och dess driftegenskaper. Utrustningen anses vara nästa generations tändare.