Aš nelabai mėgstu formules. Kaip ir bet kuriam normaliam žmogui :) Man nuo jų skauda galvą ir norisi ką nors mesti į sieną. Visą gyvenimą stengiausi nuo jų atsiriboti. Ir tai pavyko. Bet tada susidomėjau šviesos diodais ir supratau, kad niekur nepasieksi. Norėdami gauti norimą rezultatą, turite suprasti, kaip tai veikia. Lėtai, žingsnis po žingsnio, ėmiau bristi per liumenų, kandelų, steradiano laukinius. Pamažu mano galvoje pradėjo formuotis vaizdas. Ir kartu apgailestauju – na, kodėl nebuvo kam to paaiškinti paprasta, prieinama kalba? Tiek sugaišto laiko... Pabandysiu jus išgelbėti nuo galvos skausmo ir kuo aiškiau paaiškinti, kas yra LED ir kaip jis veikia. Na, tuo pačiu paaiškinsiu porą optikos dėsnių :)

Straipsnis skirtas tiems, kurie susipainioja su vatais-kandela-liumenais-lux. Ir taip, šviesos diodai apskritai. Parašė pažangus arbatinukas pradedantiesiems manekenams :)

Paprastas LED – su kuo jis valgomas

Pirmasis puslaidininkis istorijoje buvo Ivanas Susaninas.

Patinka tai ar ne, bet pirmiausia reikia prisiliesti prie įprastos elektros dėsnių. Žinoma, iliustruojančiais pavyzdžiais :) Visi žinome, kas yra 220 voltų – tai gali tinkamai pataikyti, jei nesiimsite atsargumo priemonių. Perkant elektros prietaisą, pavyzdžiui, lygintuvą, pase parašyta, kokiai įtampai jis skirtas. Paprastai tai yra 220 voltų. Tačiau tame pačiame pase taip pat nurodyti tokie parametrai - kintamoji įtampa, kurios dažnis yra 50 hercų. Kodėl gamintojai atkakliai nurodo šiuos parametrus? Pasiimk bet kokį elektros prietaiso techninį pasą ir pažiūrėk - ten parašyta, kad maitinimo įtampa turi būti - ~ 220 voltų, 50 Hz. Pažiūrėkime, kas tai yra. „~“ ženklas reiškia, kad įtampa turi būti kintamoji. Pavyzdžiui, automobilių tinkle įtampa yra pastovi. O su piršto baterija yra pastovus. Skirtumas paprastas – pastovi įtampa turi pliusą ir minusą, o kintamoji – ne. Kodėl gi ne? Viskas labai paprasta. Tinkle su kintamąja įtampa pliusas ir minusas nuolat keičia vietas. Tas pats kontaktas yra arba pliusas, arba minusas. Kaip daznai? Tačiau už tai yra kita vertė - 50 Hz. Kas yra Hz? Tai vienas svyravimas per sekundę. Tai yra, mūsų namų tinkle plius keičiasi su minus penkiasdešimt kartų per sekundę. O dabar – kuo praktinis šių žinių panaudojimas, ką tai turi bendro su LED? Išsiaiškinkime. Tarkime, kad jūsų rankose yra 220 voltų 100 vatų lemputė. Jei jį įjungsite elektros tinklas- jis užsidegs visu šimtu vatų. O jei mums nereikia šių 100 vatų? Ar tau reikia, tarkime, 50 vatų? DIOD mums tai padės.

Jei sulaužysite žodį Šviesos diodas"į komponentus, tada mes gauname" šviesa"Ir" diodas". Tai yra paprastas diodas, kuris taip pat šviečia. Diodas yra įrenginys, kurį geriausia palyginti, pavyzdžiui, su vožtuvu ar nipeliu automobilio rate. Galite siurbti orą, bet spenelis ne Įleisk jį atgal. Paprastas diodas atrodo kaip juoda statinė su dviem gnybtais – pliusu ir minusu.Taigi galime jį panaudoti praktiniams eksperimentams, kurie daugeliui padeda sutvirtinti medžiagą.Žinoma, pavojinga iš karto pradėti eksperimentus su 220 voltų, bet su deramu atsargumu nieko blogo nenutiks. Nepaisant to, viskas, ką jūs atliekate eksperimentus savo rizika ir rizika :) Mums reikia 220 V, 15 W lemputės iš šaldytuvo. Tam reikia rasti tinkamą kasetę ir nuimkite nuo jo du laidus.Tada mums reikia bet kokio diodo,kurį galima gauti pvz iš bet kokio sugedusio televizoriaus ar magnetofono.Kuo jis didesnis tuo geriau.Nereikia imti labai mažų -220 voltų juk šalia jo dažniausiai yra trikampio formos žymėjimas.
Tada mums reikia maitinimo laido su kištuku, kai kurių laidų ir lituoklio. Norėdami pradėti, tiesiog prijunkite lemputę prie tinklo ir prisiminkite, kaip ji šviečia. Tada atjunkite ir surinkite grandinę pagal schemą kairėje. Nepamirškite visų jungčių kruopščiai izoliuoti elektros juosta. Prijungti. Kaip matote, lemputė šviečia daug prasčiau. Tai nenuostabu - ji dabar gauna tik pusę reikalingos įtampos - antrasis diodas nepaleidžia. Jei jūsų patirtis buvo sėkminga, o diodas yra pakankamai didelis, dabar bet kurią lemputę galite paversti praktiškai amžina. Pavyzdžiui, jūsų koridoriuje šviečia 50 vatų lempa ir nuolat perdega. Paimkite 100 vatų, įjunkite per diodą - jis švies kaip apie 50 vatų, bet jis neišdegs. Tačiau yra vienas įspėjimas – diodas turi būti skirtas 350–400 voltų įtampai ir bent ampero srovei. Geriausia įsigyti radijo dalių parduotuvėje.

Na, kadangi išsiaiškinome, kas yra diodas, prasminga pereiti prie mus dominančios temos - LED. LED, kaip dabar aišku, taip pat turi pliusą ir minusą. Tai yra, kad jis veiktų, jums reikia nuolatinės įtampos šaltinio - akumuliatoriaus, akumuliatoriaus, maitinimo šaltinio. Maitinimo šaltinis turėtų nurodyti, kad jis gamina pastovus slėgis(DC). Paprastai ant bloko viršelio yra tokio turinio lipdukas.
Įėjimas - ~220V 50HZ,
išėjimas - 12v, 0,5A DC
Tai reiškia, kad toks įrenginys gali sukurti pastovią 12 voltų įtampą ir 0,5 ampero srovę.
Prisimink tai Įkroviklis mobiliesiems telefonams - tai taip pat maitinimo šaltinis. Paprastai jo parametrai yra 5-6 voltai, 0,2-0,5 A. Dažnai jį labai patogu naudoti šviesos diodams maitinti, nes įkroviklis stabilizuoja srovę. Bet daugiau apie tai kituose straipsniuose.
Mums svarbūs du parametrai – šviesos diodo darbinė įtampa ir srovė. Šviesos diodo darbinė įtampa dar vadinama „įtampos kritimu“. Iš esmės šis terminas reiškia, kad po šviesos diodo įtampa grandinėje sumažės šio kritimo dydžiu. Tai yra, jei tiekiame energiją Šviesos diodas, kurio įtampa nukrenta 3 voltus, tada jis šiuos tris voltus suvalgys, o po jo prijungtas įrenginys prie tos pačios grandinės gaus 3 voltais mažiau. Tačiau svarbiausia išmokti, kad šviesos diodui svarbi srovė, o ne įtampa. Jis ims tiek įtampos, kiek jam reikia, bet tiek srovės, kiek jūs duosite. Tai yra, jei jūsų maitinimo šaltinis gali tiekti 10 amperų, ​​šviesos diodas ims srovę, kol sudegs. Logika čia paprasta – prijungtas LED sunaudoja srovę ir pradeda šilti. Kuo karščiau, tuo daugiau aktualesnė gali pro jį praeiti – nuo ​​šildymo plečiasi. Didėjant srovei, diodo įtampos kritimas didėja. Ir taip, kol visiškai perdegs – srovės niekas neribojo. Ir tai turi būti padaryta naudojant ribojantį elementą.
Atkreipkite dėmesį, kad jei maitinimo šaltinio išėjimo įtampa lygi šviesos diodo darbinei įtampai, srovės riboti nebūtina. Tai yra, jei turite, pavyzdžiui, baltą šviesos diodą ir 3,6 voltų bateriją iš mobiliojo telefono - galite prijungti ją tiesiai prie šios baterijos - šviesos diodui nieko neatsitiks. Jis mielai patrauktų daugiau srovės, bet nėra pakankamai įtampos. Taigi 3,6 V mobiliojo telefono baterija yra puikus maitinimo šaltinis eksperimentuojant su baltais ir mėlynais šviesos diodais. Kodėl tik su jais – apie tai kituose straipsniuose.
Apskritai, nuosekliai su šviesos diodu, turime įdėti savotišką čiaupą ir pasukti iki reikiamos vertės. Kaip toks kranas gali veikti įvairūs įrenginiai. Paprasčiausias iš jų yra rezistorius. Kaip teisingai apriboti LED srovė sakoma mano straipsnyje. Ir mes eisime toliau. Tiesa, jei jums neįdomu, kaip veikia LED, o tiesiog norite sužinoti apie jo praktinį pritaikymą, geriau eikite į puslapio pabaigą ir pasirinkite kitą dalį „Manekenams“. Bet jei esate pasiryžę mokytis apie kietojo kūno šviesos šaltinius "nuo pat pradžių" - tęskime pažintį;)

Optiniai šviesos diodų naudojimo aspektai

"Pakanka šviesos tiems, kurie nori matyti, ir pakankamai tamsos tiems, kurie nenori"

B. Paskalis
Tarkime, išmokome užmegzti ryšį Šviesos diodas ir apriboti jo srovę. Kyla klausimas – kiek šviečia? Čia turime šiek tiek pasinerti į optiką.
Tarp šviesos diodų, ypač galingų, savybių dažnai nurodomas šviesos paskirstymo tipas. Dažniausiai tai yra vadinamasis Lambertovas dangaus diagrama. Toliau laikysime jį labiausiai paplitusiu. Ką reiškia šis terminas? "Lambertovsky" LED šviečia visomis kryptimis vienodai, nepriklausomai nuo krypties. Jei šviesos diodas būtų rutulys, jis šviestų vienodai visomis kryptimis – tokia yra Lamberto diagramos esmė. Kad būtų aišku, saulė yra Lamberto šaltinis. Standartinis LED dizainas yra kristalas, plona plokštė, kuri šviečia. Pažvelkite į skaidrų LED langą ir pamatysite šį kristalą. Jam ploni kontaktų laidai. Jei sujungsite savo vaizduotę, galite įsivaizduoti šviesą, sklindančią iš LED, kaip virš jo kabantį sferinį debesį. Šviesa yra mažos dalelės, vadinamos fotonais. Tai reiškia, kad virš šviesos diodo kabo fotonų užpildytas rutulys. Ir kuo daugiau šviesos skleidžia šviesos diodas – kuo didesnis rutulys, tuo toliau skrenda fotonai, stumdami ir išstumdami vienas kitą. Dauguma jų skrenda aukštyn statmenai kristalo plokštumai, todėl didžiausias šviesos diodų šviesos intensyvumas yra 90 laipsnių horizontalios ašies atžvilgiu. Tikiuosi, kad dabar LED gamintojų pateiktos diagramos jums tapo suprantamesnės :) Kad būtų visiškai aišku, pažiūrėkime į pavyzdį.
Priimkime, kad yra Šviesos diodas, kurio viršuje kabo jo skleidžiama 1 metro skersmens šviesos sfera (gražus LED! :)).
Apatinė skalė – atstumas iki šio skaitiklio viršaus, viršutinė – spinduliavimo laipsnis. Pagal šią diagramą dauguma fotonų yra ašyje, kurios laipsnis yra 0. Kuo toliau nuo ašies nukrypstama ir kuo didesnis atstumas nuo kristalo, tuo mažesnis fotonų tankis. Taip pat reikia nepamiršti, kad šviesa yra banga, ne veltui charakteristikoms nurodomas bangos ilgis. Atitinkamai, mūsų šviesos sfera gali būti pavaizduota kaip tam tikro tankio elektromagnetinis laukas. Bet tai jau laukiniai – judam toliau :)

Pusinis ryškumo kampas

Gamintojas dažniausiai nurodo tokį parametrą kaip dvigubo kampo pusiau ryškumas. Ką reiškia šis terminas? Kaip išsiaiškinome, LED maksimaliai apšviečia centrą, tai yra kampą nulis. Atitinkamai, kuo toliau nuo centro, tuo mažiau šviesos. Pusinis ryškumo kampas yra tada, kai esant "0" laipsnių šviesos diodas suteikia 100 savavališkų šviesos vienetų, o, pavyzdžiui, 30 laipsnių kampu (palyginti su "0" ašimi) - 50. Paveiksle I yra šviesos intensyvumas, Imax yra didžiausias šviesos intensyvumas. ImaxCos – pusė šviesos stiprumo. Kodėl „dvigubai“ – laipsnius dauginame iš dviejų, LED šviečia simetriškai. Dėl to gauname gražų lygiašonį šviesos trikampį. Šviesa taip pat yra už šio trikampio ribų, tačiau šviesos diodo charakteristikos atskaitos taškas yra pusės kampas.

Kandela

Dabar galime apsvarstyti, kas yra Kandela. Kandela, anot seno, yra „žvakė“. Prisimeni, sakydavo – sietynas ar šimto žvakių lempa? Seniau reikėjo kažkokio atskaitos taško. Sutarėme paimti reikiamo storio žvakę, ją uždegti ir laikyti standartine, tą pačią kandelę. Mūsų laikais, žinoma, jie galvoja kitaip. Detaliau nepaaiškinsiu – kaip, tai jau nepatenka į straipsnio sritį. Tiesiog yra šviesos intensyvumo matavimo vienetas, kuris vadinamas kandela. Pagrindinis jo bruožas yra šviesos intensyvumo matavimas nukreipti šaltiniai. Štai kodėl 5 mm šviesos diodams reikšmės pateikiamos kandelomis, tiksliau milikandelomis (1 cd=1000 mcd).
Atėjo laikas išsiaiškinti, kuo 5 mm šviesos diodai ar bet kokie kiti šviesos diodai plastikiniame korpuse skiriasi nuo galingų.

Indikatorių 5 mm šviesos diodų dizaino ypatybės

Kaip paminėta aukščiau, Šviesos diodas yra kristalas, skleidžiantis šviesą. Apsvarstykite šviesos diodo dizainą 5 mm plastikiniame korpuse. Atidžiau panagrinėję mes nustatome du svarbius dalykus: objektyvas ir atšvaitas. Atšvaite dedamas LED kristalas. Šis atšvaitas nustato pradinį sklaidos kampą. Tada šviesa praeina per epoksidinės dervos korpusą. Jis pasiekia objektyvą – tada pradeda sklaidytis ant šonų kampu, kuris priklauso nuo objektyvo konstrukcijos. Praktiškai – nuo ​​5 iki 160 laipsnių. Norint nurodyti tokių šviesos diodų šviesos intensyvumą, jis tiesiog naudojamas kandela. Kryptiniai šviesos diodai skleidžia šviesą tam tikru kieto kampu. Norint suprasti, kas yra kietasis kampas, pakanka įsivaizduoti šį paveikslėlį. Jūs paimate žibintuvėlį, įjungiate jį ir įdedate į ugnies kibirą pačiame apačioje, tada uždarykite dangtį. Viduje esanti šviesa yra atitinkamai trimačio kūgio pavidalo mūsų kibiro pavidalu. Šis kūgis, apribotas dangčiu, yra kietasis kampas. Šviesos pasiskirstymo reikšmę pabandysiu paaiškinti paprasčiau. Tarkime, kad mūsų žibinto šviesos intensyvumas yra 1 kandela, tai yra 1000 milikandelis(kad būtų vaizdingiau, milikandeles galime laikyti fotonais :)) Jei pagal analogiją eitume toliau, turime pilną kibirą milikandelių. Kibiro tūrį galima paskaičiuoti pagal pageidavimą - sveiki atvykę į geometriją :) Atitinkamai, jei imsime dvigubai didesnį kibirą, milikandelės pasiskirstys po jį tolygiai, tai yra, jų nebeliks, tankis bus tiesiog sumažės. Todėl nesivaikykite kandelos rinkdamiesi šviesos diodą – kuo platesnis jo kampas, tuo mažiau kandelų – ta pati. Visuose šiuose paaiškinimuose galima rasti atsakymą į šventą klausimą – kiek šviesos diodų reikia norint pakeisti šimto vatų lemputę. Daugiau apie tai vėliau.

Didelės galios šviesos diodų dizaino ypatybės

Skirtingai nuo indikatorių šviesos diodų, galingi yra ne tik prietaisas, bet ir rinkodaros produktas. Šiandien tarp didžiųjų gamintojų vyksta tikros lenktynės dėl liumenų – kas daugiau? Ir niekam nerūpi, kad šiuos liumenus vis tiek reikia taikyti. Eikime eilės tvarka.
Pagrindinis skirtumas tarp didelės galios šviesos diodo ir indikatoriaus šviesos diodo gryno pavidalo yra bet kokių kliūčių, trukdančių šviesai išeiti iš LED korpuso, sumažinimas. Štai kodėl didelės galios šviesos diodai turi Lamberto diagramą. Prie ko tai veda praktiškai? Įjungsite šviesos diodą ir virš jo gausite gražų šviesos rutulį. Ir ką toliau daryti? Kaip jie apšviečia jums reikalingą paviršių? Akivaizdu, kad spinduliavimo kampas turi būti siauresnis. Turite naudoti skirtingą optiką ar atšvaitus, o tai neišvengiamai sukelia nuostolius, taigi ir šviesos srauto sumažėjimą. Todėl, jei nusipirkę galingą šviesos diodą neįsigijote geros optikos, be to, sukurtos specialiai jo dizainui, džiaugiatės anksti - galvos skausmas dar priekyje. Pateikti reikiamus liumenus į paviršių, kurį reikia apšviesti, nėra lengva užduotis. Tačiau jei reikia tik apšviesti patalpą – galima apsieiti ir be optikos – užtenka difuzoriaus.

liumenas

Kaip jau supratote, kandelos netinka didelės galios šviesos diodų šviesos intensyvumui įvertinti. Tam yra liumenų yra bendras šviesos kiekis, kurį šviesos diodas gali suteikti, kai prijungtas prie nurodytų srovės ir įtampos verčių. Prisimeni ugnies kibiro analogiją? Ji čia taip pat tinka. Darysime prielaidą, kad jei LED šviesos intensyvumas yra 100 liumenų, tai mūsų kibiras turės 100 liumenų. Įprasta 100 W lemputė taip pat yra Lamberto šaltinis. Vidutinė šios lemputės šviesos galia yra 10-15 liumenų vienam vatui. Tai yra, 100 vatų kaitrinių lempų mums duos, tarkime, 1000 liumenų. Taigi, norint pakeisti 100 vatų lempą šviesos diodais, jums reikia 10 vienetų po 100 liumenų. Ar tai taip paprasta? Ne Deja. Artėjame prie tokio termino kaip LUX.

Liukso numeris

Liukso numeris yra liumenų skaičiaus ir apšviesto ploto santykis. 1 liuksas yra 1 liumenas kvadratiniam metrui. Tarkime, kad turime vieno metro kvadratinį paviršių. Visa tai tolygiai apšviečia tam tikru atstumu vertikaliai iš viršaus esanti lemputė. Šiai lemputei gamintojas nurodė 100 liuksų apšvietimą. Paimame prietaisą, vadinamą liuksmetru, ir išmatuojame jį bet kuriame mūsų aikštės taške, turėtume gauti 100 liuksų. Jei taip, gamintojas mūsų neapgavo. Tai taikoma šviesos šaltiniui, kuris vienodai šviečia visomis kryptimis (Lamberto šaltinis). Tačiau šviesos diodas turi didžiausią šviesos intensyvumą ašyje, statmenoje kristalo plokštumai. Kitaip tariant, pakabinę šviesos diodą ant lubų ir matuodami liuksmetru, pamatysime, kad kuo toliau nuo ašies, tuo prietaiso rodmenys bus mažesni. Tikriausiai visi esate susidūrę su prožektorinėmis kaitrinėmis lempomis – tai vadinamosios „refleksinės kameros“. Šių lempų lemputės nugarėlė padengta veidrodine kompozicija, o jos šviečia tik žemyn. Štai jums analogas.

Šviesos diodų praktinio pritaikymo ypatybės - kitame straipsnyje.

Linkėjimai ir komentarai laukiami forume http://ledway.ru arba paštu

Konvertuoti milikandelius (mcd) į liumenus (lm)	Konvertuoti liumenus (lm) į milikandelius (mcd)

Jei iš anglų kalbos išverstume frazę light emitting diode (sutrumpintai kaip LED), gautume gražų ir romantišką sakinį: „Diodas, kuris skleidžia šviesą“. Taigi kas tai? Tai toks, kaip dabar madinga sakyti, puslaidininkinis įtaisas, kuris mums pažįstamą elektros srovę paverčia pačiu šviesos spinduliavimu. Šviesos diodas daro stebuklus ir tam tikru mastu pasirodo.

Bet taip buvo ne visada. Ankstyvosiose kūrimo stadijose šviesos diodų pasaulis buvo ribotas ir jie buvo naudojami kaip indikacinis indikatorius. Tačiau technologijos nestovi vietoje ir yra ekspertų prognozių, teigiančių, kad per ateinančius du dešimtmečius šviesos diodas visiškai pakeis mums įprastas kaitrines lempas ir net energiją taupančias lempas.

Kaip ir iš ko jis pagamintas?

Šviesos diodas turi korpusą su laidais kontaktams, jo viduje yra substratas su puslaidininkiniu kristalu ir specialia optine sistema. Anksčiau šviesos diodai buvo masyvesni, kai buvo naudojami prietaisų veikimui rodyti rodant. O dabar LED yra miniatiūrinis prietaisas, kuris džiugina akį ir net vartotojų pinigines.

Kaip tai veikia?

Norėdami suprasti, kaip veikia LED, pažvelkime į šį įrenginį atidžiau. Prieš mus yra įrenginys su skyle elektroninis rajonas perėjimas, kuris sukuria optinę spinduliuotę, kai per ją praeina srovė, kurią mes matome. Gali būti kiek kitoks šviesos diodo veikimo principas: naudojama „metalo su puslaidininkiu“ sąveika.

Kas yra p-n jungtis ir kodėl ji naudojama šviesos dioduose?

Šis perėjimas yra puslaidininkių pagrindu pagamintos elektronikos „akcentas“. Tai savotiškas dviejų puslaidininkių lydinys, tačiau turintis skirtingus laidumo tipus (vadinamasis „p tipas“, kuriame yra per didelis elektronų skaičius, o kitas „skylės“ tipas - „p- tipas“, kur yra per daug skylių). Apgaulė yra ta, kad jei atliksite vadinamąjį „priešlinkį“, tai yra, prisijunkite prie p-n perėjimas y nuolatinė elektros srovė (teigiamas kontaktas su p dalimi), tada norima elektros srovė eis per p-n sandūrą.

Kas vyksta toliau LED pakete, kai srovė teka per p-n sankryžą po „priekio poslinkio“? Vyksta įvairių elektros krūvių nešėjų sintezė – mūsų atveju kalbame apie skyles ir elektronus. Pastarieji, turėdami neigiamą krūvį, „parkuojasi“ savo priešingybėse – įkrauti puslaidininkio (jo kristalinės gardelės) pliuso ženklo jonais. Kaip gaminama šviesa? Būtent dėl ​​šio proceso viskas vyksta įrenginio veikimo metu. Tiksliau tariant, susidūrus elektronui ir skylei, susidaro tam tikras energijos kiekis: šviesos kvantas, vadinamas „fotonu“.

Ar šis įrenginio veikimo principas visada nesikeičia? Nr. Faktas yra tas, kad p-n sandūra nebūtinai skleidžia reikiamą šviesą. Šviesos diodo darbinėje srityje juostos tarpas turi būti artimas šviesos kvantų energijai matomame diapazone. Taip pat radiacijos tikimybė susijungus elektronų ir skylių poroms turi būti gana didelė.

Šiuo atveju puslaidininkinis kristalas turi būti be defektų arba, jei tai neįmanoma, turėti šiek tiek defektų. Nes vien dėl kristalo defektų šviesos tyrimas nevyksta. Vienas, pasirodo, prieštarauja kitam.

Jei šviesos diodui reikia darbuotojo, tada racionalizavimo gysla veikia. Pavyzdžiui, reikia gaminti daugiasluoksnius puslaidininkius su daugiau nei viena p-n sandūra kristale. Kalbame apie tokią koncepciją kaip heterostruktūra, kuri tapo Rusijos fiziko Žoreso Alferovo (jis yra Lenino premijos laureatas, taip pat A. F. Ioffo fizikos-techninio instituto direktorius) dėmesio objektu. 2000 metais jam buvo skirta Nobelio premija už darbą heterostruktūrų srityje.

Kaip ir bet kuris aukštųjų technologijų įrenginys, šviesos diodas turi daugiau nei vieno tipo korpusą, tačiau mes apsvarstysime standartinį. Paprastai kristalas yra „paslėptas“ 5 mm dėkle, kur objektyvas yra viršuje, o reflektorius - apačioje. Anodas ir katodas yra du tradiciniai šviesos diodo gnybtai. Parabolinis reflektorius - ant katodo yra aliuminio reflektorius. Atidžiau pažvelgus į atšvaitą, jis primena puodelį, ant kurio dugno padėtas šviesą skleidžiantis kristalas.

Darbinis elementas mūsų atveju yra puslaidininkinis monokristalas, LED naudojamas kaip kubas (lustas), kurio parametrai yra 0,3x0,3x0,25 mm. Šis vienas kristalas turi ominius kontaktus ir pn sandūrą arba heterosankciją. Auksinės vielos gabalas yra tiltas, jungiantis kristalą su anodu.

Šviesos diodo korpusas yra skaidrus, pagamintas iš polimero ir jis neaplenkia darbo: tai kartu ir fokusuojantis objektyvas! Kartu su atšvaitu. Šviesos diodo korpusas kartu su reflektoriumi nustato spinduliavimo kampą.

Spalva ir ryškumas

Didelės galios šviesos diodai dažniausiai būna ryškūs, stipriai spinduliuoja, o ryškumui svarbus n regiono skaidrumo laipsnis (puslaidininkinės plėvelės praktiškai skaidrios ir labai plonos). Spinduliavimo spalva ir dažnis yra tiesiogiai susiję su fotonų energija, o šiems parametrams įtakos turi medžiagos, iš kurių gaminami puslaidininkiai. r-p perėjimai. Pavyzdžiui, GaAs monokristalas sukuria infraraudonųjų spindulių spindulį. Bet jei pridėsite nedidelį A1 arba P, tada šviesos diodas galiausiai pakeis savo spinduliuotę į raudoną. Tačiau GaP skleidžia žalią šviesą. Jei norime gauti geltoną šviesos diodo spinduliuotę, reikalas yra toks eina p-n perėjimas su kompozicija А1InGaP.

Kiek energiją taupantis yra LED?

Šviesos diodas energijos suvartojimo požiūriu nėra „rijingas“. Esant 10-30 mA srovei ir 2-4 V įtampai, sunaudojama nuo 20 iki 120 mW. Čia puikiai laikomasi ekonomiškumo principo: tradicinė mažo dydžio kaitrinė lempa „valgo“ 12 V, o jai reikia 50–100 mA srovės.

O kokia jūsų stiprybė, pone LED?

Šviesos diodų gamyba plečiasi, o gamintojai stengiasi, kad kiekvienas šviesos diodas kuo geriau atitiktų kliento poreikius. Pavyzdžiui, yra galingų šviesos diodų ir jų poreikis auga. Kaip tai pasiekiama? Trys viename, kalbant reklamine kalba. Norint padidinti galią, viename korpuse montuojami ne vienas ar du, o keli tos pačios spalvos kristalai, kad jie vienu metu skleistų šviesą.

Padidėjusią šviesos diodų galią dažniausiai pasiekia keturi tokie kristalai vienoje pakuotėje.

ultraryškumas

Norint pasiekti ryškų šviesos diodų veikimą, gaminami vadinamieji „itin ryškūs“ pavyzdžiai. Itin ryškių šviesos diodų galia siekia 60 mW (tai yra apie 1/16 vatų), o jei jie dedami į vidutinio dydžio dėklą, kad veiktų, tada galingam geram apšvietimui reikės juos sumontuoti nuo 15 iki 20 vnt. .

Iš tiesų, „ypač ryškus“ vidutinis šviesos diodas turi 240 mW galią (tai yra 1/4 W), o norint gauti įprastą LED foninį apšvietimą (ne didžiausiu, bet ne mažiausiu) korpusu, mums reikia nuo 4 iki 8 vienetai šviesos diodų. Labai galingi šviesos diodai yra tie, kurių galia jau matuojama nuo vieno vato, ir tai yra labai efektyvūs šviesos diodai, nes tiesiogine prasme vienas ar du iš šių elementų gali lengvai apšviesti visą korpusą.

Kur naudojami šviesos diodai?

IN modernus pasaulis LED užėmė svarbią vietą. Jie puikuojasi ten, kur reikalingas vietinis apšvietimas. Jo intensyvumą galima reguliuoti šviesos diodų pagalba nuo šviesaus iki priešingo – blausaus. Šviesos diodai puikiai sukuria šventinę atmosferą, ypač dabar, Kalėdų ir Naujųjų metų išvakarėse. Žvilgančios įvairiais atspalviais jos džiugina suaugusiuosius ir vaikus ryškiomis spalvomis. LED šviestuvų veikimui, veikianti reklaminė ar informacinė linija, vėlgi, geriausias sprendimas yra LED.

Galiausiai šviesos diodas jau įsibėgėja ir padeda mums supaprastinti nuolat didėjantį chaosą automobilių ir pėsčiųjų eisme miestuose ir miesteliuose. Šviesos diodai „plūgo“ kitoje srityje: kelių reguliavime, kur naudojami šviesoforų veikime.

Pagrindinis šviesos diodų pranašumas yra jų gebėjimas gaminti šviesą sunaudojant palyginti nedidelį kiekį energijos. Būtent todėl šviesos diodai yra intensyviai tyrinėjami ir tobulinami, vis plačiau naudojami įvairiose srityse. Kitaip tariant, ponas šviesos diodas užtikrintai vaikšto mūsų planetoje ir jie užleidžia vietą jam kaip svarbiam ir naudingam svečiui.

Michailas Bersenevas

Galingo LED palyginimas su halogenine lempa: