V tomto bulletine sa pokúsime úplne popísať princíp fungovania LED diód všetkých odrôd dostupných v prírode. Zvážte všeobecné zariadenie LED a porozumieť tomu, ako diódy vyžarujúce svetlo rôznych farieb vychádzajú.
Princíp práce
Pravdepodobne každý človek vie, že princíp LED je jeho "žiara", keď je pripojený k zdroju energie. Prečo sa to však dosiahlo? Pozrime sa na tento problém bližšie.
Aby sa vytvoril viditeľný svetelný tok, návrh LED znamená prítomnosť dvoch polovodičov, z ktorých jeden by mal vo svojom zložení obsahovať voľné elektróny a druhý - "otvory".
Tak dochádza k prechodu "P-N" medzi polovodičmi, v ktorých elektróny od darcu prechádzajú do iného polovodiča (príjemca) a zaberajú voľné otvory s uvoľnením fotónov. Táto reakcia prebieha iba za prítomnosti zdroja jednosmerného prúdu.
Princíp činnosti je rozobratý, ale prečo sa tento proces uskutočňuje? Ak to chcete urobiť, zvážte konštruktívnu funkciu LED.
Ako je usporiadaná LED
Bez ohľadu na model LED (SOV, OLED, SMD atď.) Pozostávajú z týchto prvkov:
- anóda (prívod pozitívnej polovičnej vlny do kryštálu);
- katóda (dodávka záporných polovičných vĺn jednosmerného prúdu do kryštálu polovodiča);
- reflektor (odraz svetelného toku na difúzore);
- Chip alebo kryštálový polovodič (žiareniesvetelný tok o «P-N prechod»);
- Rasseyvatel (zväčšovanie uhla LED svieti).
Teraz sa pozrieť na spôsoby, ako produkovať rôzne farby.
Získanie určitú farbu LED
Predtým sme diskutovali princíp LED a zistil, že vyrobené výstup svetla, keď sa «P-N» v polovodičový spínač s vydaním fotóny ?? viditeľné pre ľudské oko. Ale ako je to možné získať rôzne LED diódy svieti? Existuje niekoľko možností. Zoberme si každý z nich.
phosphor povlak
Táto technológia umožňuje prakticky akúkoľvek farbu, ale najčastejšie používa pre biele LED diódy. Lebo používa špeciálny prostriedok - fosfor, ktorý pokryť červené alebo modré LED. Po spracovaní modré svetlo emitujúca dióda začne svietiť bielou.
RGB - technológia
Tento typ zariadenia, schopné emitovať žiadny tieň svetelné spektrum pomocou jediného čipu 3 LED: červená, zelená a modrá. V závislosti na intenzite luminiscencie každého z nich vyžarovaného svetla zmeny.
Použitie rôznych prísad a rôznych polovodičov
Vďaka tejto technológii, zmena vlnovej dĺžky vyžarovaného svetelného toku v zóne «P-N» prechodu. A ako viete, v závislosti na vlnovej dĺžke, farebné zmeny. Jasnejšie to možno vidieť na nasledujúcej fotografii:
Terazpozrime sa na nasledujúcu otázku: aké elektrické vlastnosti majú tieto zariadenia a čo je potrebné na ich spoľahlivú prevádzku.
elektrické charakteristiky
LED diódy sú zariadenia, ktoré vyžarujú svetelný tok pri prechode stabilizovaným konštantným napätím nízkej hodnoty (3-5V). Vytvorením potenciálneho rozdielu medzi anódou a katódou v kryštáli je elektrický prúd, ktorý vytvára svetelný tok.
Pre plný výkon LED by aktuálna hodnota mala byť na úrovni 20-25 mA. V prípade LED s vysokým výkonom môže spotreba prúdu dosiahnuť 1 400 mA.
S nárastom napätia napájania sa intenzita prúdu zvyšuje exponenciáciou. To znamená, že s miernym nárastom súčasná sila zvyšuje potravín mnohokrát, čo môže viesť k zlyhaniu horúčka a svetoyzluchayuscheho diódou (prečítajte si, ako testovať LED). Z tohto dôvodu musí byť zdroj konštantného napätia stabilizovaný pomocou špeciálnych mikroobvodov.
Teraz uvažujme hlavné odrody LED, ich výhody a nevýhody.
Indikátor typu LED (DIP)
Tento typ LED je "priekopníkom" v oblasti technológie LED. Sú určené pre priemysel ako ukazovatele.
sa skladajú z 3 alebo 5 milimetrov plášťa, anóda, katóda, krištáľu, zlata (voľba rozpočtu v medi), drôt, ktorý spája anódu kryštálov a difúzora.
V praxi sa používajú veľmi zriedkavo, pretože majú určité číslonedostatky:
- veľká veľkosť;
- malý uhol osvetlenia (až 1200);
- nízka kvalita kryštálu (pri dlhšej prevádzke, jas žiarenia klesne na 70%);
- slabý svetelný tok spôsobený nízkym prietokom kryštálov (až do 20 mA).
Ako je postavená výkonná LED
Výkonné diódy vyžarujúce svetlo (napr. Pevné cree) sú navrhnuté tak, aby vytvorili intenzívny svetelný tok cez priechod veľkým prúdovým kryštálom (až do 1400 mA).
Na kryštáli sa vytvára veľké množstvo tepla, ktoré sa pomocou hliníkového chladiča oddeľuje od kryštálu polovodiča. Tento radiátor slúži tiež ako reflektor na zvýšenie svetelného toku.
Pre spoľahlivú prevádzku vysoko výkonné LED obvode vyžaduje špeciálny ovládač určený pre priechod veľkého prúdu elektrónov, ktoré okrem stabilizáciu napätia by malo obmedziť prúd, zodpovedajúci menovitému prevádzky.
Zariadenie na diodu vyžarujúcu vláknové svetlo
LED žiarovky typu boli vynájdené začiatkom roka 2008. Avšak vrchol ich popularity je v rokoch 2014-2016. Stali sa obľúbenými u dizajnérov, pretože sa podobali obyčajným žiarovkám a spotrebovali minimálne množstvo elektrickej energie. Odporúčame vám čítať zaujímavý článok o vláknových žiarovkách.
konštrukcia
LED žiarovky sú zariadenia pozostávajúce zo zafíru alebo obyčajného priemeru skla najviac 1,5 mm a špeciálne pestovaných polovodičových kryštálov (28 kusov) pripojenýchkonzistentne na izolovanom substráte.
Tieto LED diódy sú umiestnené v špeciálnej nádobe je potiahnutá fosforu, prostredníctvom ktorého môžete získať akúkoľvek farbu. Hlavnou výhodou LED zariadení určených pre túto technológiu - je uhol svetla, dosahuje 3600.
vlákna svetlo emitujúce diódy, niektoré zdroje sa odvolávajú na triedy COB (pozri časť nižšie) ako kryštály pestované na zafírové sklo alebo podobné technológie.
zariadenia a princíp COB LED
Technológia COB alebo Chip-On-Board - je jedným z moderných vývoja v oblasti elektroniky, čo je predpoklad veľkého počtu polovodičových kryštálov s použitím dielektrickej adhezívum na hliníkovom substrátu. Rovnako tým, tento typ môže LED na sklenené matricu (COG), ale princíp ich uniformy.
Výsledná matrica je pokrytá fosforom. Výsledkom môže byť dosiahnuté dokonca žiara COB LED výrobkov, žiadny tieň v celej oblasti. Tieto zariadenia sú široko používané v konštrukcii televízory, notebooky a tablety.
Zásada fungovania
Bez ohľadu na skutočnosť, že COB LED diódy majú špecifický názov, princíp jeho fungovania je úplne podobný bežným indikačná dióda svetoyzluchayuschym vyvinutého v roku 1962. Keď prúd prechádza polovodičového kryštálu dochádza «P-N prechod» a v dôsledku toho - svetelným výkonom.
Charakteristickým rysom tohto typu zariadenia je veľké množstvo kryštálov, ktorá vám umožní získať viacintenzívny svetelný tok.
Zariadenie a princíp fungovania diódy organického vyžarovania OLED
Posledným úspechom v oblasti výroby je technológia OLED. Umožňuje vám vyrábať high-tech televízory s tenkým displejom, miniatúrnymi smartphonmi, tabletami a mnohými ďalšími zariadeniami, bez ktorých nemôžete robiť bez modernej spoločnosti.
OLED zariadenie
LED diódy OLED pozostávajú z:
- anódu vyrobenú zo zmesi oxidu india a cínu;
- obloženie z fólie, skla alebo plastu;
- katóda hliníka alebo vápnika;
- emituje vrstvu na báze polyméru;
- vodivá vrstva organických látok.
Ako funguje táto technológia?
Princíp fungovania OLED je podobný ako LED diód SOV, SMD a DIP a spočíva vo vytvorení prechodu "P-N" v polovodičoch. Avšak, punc OLED technológia je použitie špeciálnych polymérov, ktoré tvoria svetelnú vrstvu, skrz ktorý zvyšuje životnosť LED, svetelný výstup viditeľného spektra a uhol emisie.
výhody
- minimálna veľkosť;
- nízka spotreba energie;
- rovnomerné osvetlenie po celej ploche;
- dlhá životnosť;
- zvýšená dĺžka života;
- široký uhol osvetlenia (do 2700);
- nízke náklady.
sme skontrolovali hlavné typy diód používaných v modernom svete, ale spolu s nimi, kórejskí vedci ešte ďalej a vytvoril vlákna LED založené na ich sľuby ruší všetky typy zariadení zastarané.Zvážme, čo predstavujú.
Zariadenie a princíp LED na báze vlákien
Pre výrobu špecializovaných LED použitých polyetyléntereftalátového vlákna zmieša s roztokom PEDOT: PSS polystyrén sulfonátu. Po spracovaní sa vlákno budúcej LED diódy vysuší pri teplote 1300 ° C.
, po ktorej sa obrobok upravený špeciálnou polymérnej technológie OLED poly- (fenylenvinylen) polymér získaný vlákien a pokryté tenkou vrstvou suspenzie lítium fluoridu hlinitého.
Závery
sme skontrolovali hlavné typy diód, ktoré, ako môžete vidieť, že je obrovské množstvo. Avšak podľa zásady práce sú to isté.
možno tiež povedať, že vďaka použitiu moderných materiálov a výrobných technológií je možné dosiahnuť vynikajúci výkon a spoľahlivé a nepretržitú prevádzku LED.
Pre prehľadnosť odporúčame sledovanie videa, v ktorom ste oboznámení s konkrétnymi riešeniami LED:
