Care este scopul LED-urilor. Dimensiunea chipului elementului LED. Caracteristicile efectelor de iluminare

Vă vom trimite materialul prin e-mail

Principalele caracteristici ale LED-urilor SMD 5730

Produse moderne cu parametri geometrici 5,7×3 mm. Datorită caracteristicilor lor stabile, LED-urile SMD 5730 aparțin categoriei produselor ultra-luminoase. Pentru fabricarea lor sunt folosite materiale noi, datorită cărora au o putere sporită și un flux luminos foarte eficient. SMD 5730 permite funcționarea în condiții de umiditate ridicată. Nu se tem de vibrații și fluctuații de temperatură. Au o durată lungă de viață. Au un unghi de dispersie de 120 de grade. După 3000 de ore de funcționare gradul nu depășește 1%.

Producătorii oferă două tipuri de dispozitive: cu o putere de 0,5 și 1 W. Primele sunt marcate SMD 5730-0,5, al doilea - SMD 5730-1. Dispozitivul poate funcționa pe curent pulsat. Pentru SMD 5730-0,5, curentul nominal este de 0,15 A, iar la trecerea în modul de funcționare în impulsuri poate ajunge la 0,18 A. Este capabil să genereze un flux luminos de până la 45 Lm.

Pentru SMD 5730-1, curentul nominal este de 0,35 A, curentul de impuls poate ajunge la 0,8 A cu o eficiență de ieșire a luminii de 110 Lm. Datorită utilizării polimerului rezistent la căldură în procesul de producție, corpul dispozitivului nu se teme de expunerea la temperaturi destul de ridicate (până la 250 ° C).

Cree: caracteristici actuale

Produsele producătorului american sunt prezentate într-o gamă largă. Seria Xlamp include produse cu un singur cip și mai multe cipuri. Primele sunt caracterizate prin distribuția radiațiilor de-a lungul marginilor dispozitivului. Această soluție inovatoare a făcut posibilă lansarea producției de lămpi cu un unghi luminos mare cu un număr minim de cristale.

Seria XQ-E High Intensity este cea mai recentă dezvoltare a companiei. Produsele au un unghi de strălucire de 100-145 de grade. Cu parametri geometrici relativ mici de 1,6 pe 1,6 mm, astfel de LED-uri au o putere de 3 V cu un flux luminos de 330 lm. Caracteristicile LED-urilor Cree bazate pe un singur cristal fac posibilă o redare a culorilor de înaltă calitate CRE 70-90.

Dispozitivele cu LED-uri cu mai multe cipuri au cel mai recent tip de alimentare 6-72 V. Ele sunt de obicei împărțite în trei grupuri în funcție de putere. Produsele de până la 4 W au 6 cristale și sunt disponibile în pachete MX și ML. Caracteristicile LED-ului XHP35 corespund unei puteri de 13 W. Au un unghi de dispersie de 120 de grade. Poate fi alb cald sau rece.

Verificarea unui LED cu un multimetru

Uneori devine necesar să se verifice performanța unui LED. Acest lucru se poate face folosind un multimetru. Testarea se efectuează în următoarea secvență:

Fotografie	Descrierea muncii
	Pregătim echipamentul necesar. Un model obișnuit de multimetru chinezesc va face bine.
	Setăm modul de rezistență corespunzător la 200 Ohmi.
	Atingem contactele cu elementul verificat. Dacă LED-ul funcționează, va începe să lumineze.

Atenţie! Dacă contactele sunt schimbate, strălucirea caracteristică nu va fi observată.

Marcaj cu LED-uri de culoare

Pentru a achiziționa un LED de culoarea dorită, vă sugerăm să vă familiarizați cu simbolul de culoare inclus în marcaj. La CREE, se află după desemnarea unei serii de LED-uri și poate fi:

WHT, dacă strălucirea este albă;
TĂIA, dacă alb de înaltă eficiență;
BWT pentru alb a doua generație;
B.L.U., dacă strălucirea este albastră;
GRN pentru verde;
ROY pentru albastru regal (luminos);
ROȘU la roșu.

Alți producători folosesc adesea o denumire diferită. Deci KING BRIGHT vă permite să alegeți un model cu radiații nu numai de o anumită culoare, ci și de nuanță. Denumirea prezentă în marcaj va corespunde:

Roșu (I, SR);
Portocaliu (N, SE);
Galben (Y);
Albastru (PB);
Verde (G, SG);
Alb (PW, MW).

Sfat! Citiți simbolurile unui anumit producător pentru a face alegerea corectă.

Decodificarea codului de marcare a benzii LED

Pentru fabricarea benzii LED se folosește un dielectric cu o grosime de 0,2 mm. Îi sunt aplicate piste conductoare, având plăcuțe de contact pentru cipuri destinate montării componentelor SMD. Banda include module individuale de 2,5-10 cm lungime și concepute pentru o tensiune de 12 sau 24 volți. Modulul poate include 3-22 LED-uri și mai multe rezistențe. Lungimea medie a produselor finite este de 5 metri cu o lățime de 8-40 cm.

Marcajele sunt aplicate pe bobină sau ambalaj, care conține toate informațiile relevante despre banda LED. Explicația marcajelor poate fi văzută în următoarea figură:

Articol

1. În ce constă un LED? De la un cip semiconductor pe un substrat, o carcasă cu cabluri de contact și un sistem optic. LED-urile moderne se aseamănă puțin cu primele LED-uri ambalate utilizate pentru afișare. Designul unui LED de mare putere este prezentat schematic în figură. 2. Cum funcționează LED-ul? Strălucirea apare atunci când electronii și găurile se recombină în regiunea joncțiunii pn. Aceasta înseamnă că în primul rând avem nevoie de o joncțiune p-n, adică de contact între doi semiconductori cu diferite tipuri de conductivitate. Pentru a face acest lucru, straturile de aproape contact ale cristalului semiconductor sunt dopate cu impurități diferite: impurități acceptoare pe o parte și impurități donatoare pe cealaltă, dar nu fiecare joncțiune p-n emite lumină. De ce, în primul rând, intervalul de bandă din regiunea activă a LED-ului ar trebui să fie aproape de energia cuantelor luminoase din domeniul vizibil. În al doilea rând, probabilitatea de radiație în timpul recombinării perechilor electron-gaură ar trebui să fie ridicată. cristalul ar trebui să conțină puține defecte, deoarece recombinarea are loc fără radiații. Aceste condiții se contrazic într-o măsură sau alta. În realitate, pentru a îndeplini ambele condiții, o joncțiune pn în cristal nu este suficientă și este necesară fabricarea de structuri semiconductoare multistrat, așa-numitele heterostructuri, pentru studiul cărora academicianul fizician rus Zhores Alferov a primit Premiul Nobel în 2000. . 3. Asta înseamnă că cu cât trece mai mult curent prin LED, cu atât strălucește mai mult? Desigur ca da. La urma urmei, cu cât curentul este mai mare, cu atât mai mulți electroni și găuri intră în zona de recombinare pe unitatea de timp. Dar curentul nu poate fi crescut la infinit. Datorită rezistenței interne a semiconductorului și a joncțiunii pn, dioda se va supraîncălzi și se va defecta. 4. Ce este bun la LED?Într-un LED, spre deosebire de o lampă incandescentă sau fluorescentă, curentul electric este transformat direct în radiație luminoasă, iar teoretic acest lucru se poate face aproape fără pierderi. Într-adevăr, LED-ul (cu disipare adecvată a căldurii) se încălzește puțin, ceea ce îl face indispensabil pentru unele aplicații. În plus, LED-ul emite într-o parte îngustă a spectrului, culoarea sa este pură, ceea ce este deosebit de apreciat de designeri, iar radiațiile UV și IR sunt de obicei absente , care este de aproape 100 de ori mai mult decât un bec cu incandescență și de 5 - 10 ori mai mult decât o lampă fluorescentă. În cele din urmă, un LED este un dispozitiv electric de joasă tensiune și, prin urmare, sigur. 5. Când au început să fie folosite LED-urile pentru iluminat? Inițial, LED-urile erau folosite exclusiv pentru afișare. Pentru a le face potrivite pentru iluminat, a fost mai întâi necesar să învățați cum să faceți LED-uri albe și, de asemenea, să le creșteți luminozitatea, sau mai degrabă eficiența luminoasă, adică raportul fluxului luminos și energia consumată în anii 60 și 70, fosfura Au fost create LED-uri pe bază de arseniură de galiu, emitând în regiunile galben-verde, galben și roșu ale spectrului. Acestea au fost folosite în indicatoare luminoase, afișaje, tablouri de bord ale mașinilor și avioanelor, ecrane publicitare și diverse sisteme de vizualizare a informațiilor. În ceea ce privește puterea luminoasă, LED-urile au depășit lămpile cu incandescență convenționale. De asemenea, le-au depășit ca durabilitate, fiabilitate și siguranță. Un lucru era rău - nu existau LED-uri albastre, albastre-verzi și albe. Până la sfârșitul anilor 80, în URSS erau produse peste 100 de milioane de LED-uri pe an, iar producția mondială s-a ridicat la câteva zeci de miliarde. 6. Ce determină culoarea LED-ului? Exclusiv pe lățimea benzii interzise în care se recombină electronii și găurile, adică pe materialul semiconductor, și pe impuritățile dopante. Cu cât LED-ul este „albastru”, cu atât energia cuantelor este mai mare, ceea ce înseamnă că bandgap-ul ar trebui să fie mai mare. 7. Care este eficiența cuantică a unui LED? Randamentul cuantic este numărul de cuante de lumină emise per pereche recombinată electron-gaură. Există randamente cuantice interne și externe - în joncțiunea p-n în sine, externe - pentru dispozitivul în ansamblu (la urma urmei, lumina poate fi pierdută „pe parcurs” - absorbită, împrăștiată). cu o bună disipare a căldurii ajunge la aproape 100%, eficiența cuantică externă record pentru LED-urile roșii este de 55%, iar pentru LED-urile albastre este de 35%. Eficiența cuantică externă este una dintre principalele caracteristici ale eficienței LED-urilor. 8. Cum se obține lumină albă folosind LED-uri? Există trei moduri de a produce lumină albă din LED-uri. Prima este amestecarea culorilor folosind tehnologia RGB. LED-urile roșii, albastre și verzi sunt amplasate dens pe o matrice, a cărei radiație este amestecată folosind un sistem optic, cum ar fi o lentilă. Rezultatul este lumina albă. A doua metodă este că se aplică trei fosfori pe suprafața unui LED care emite în domeniul ultraviolet (există), emițând lumină albastră, verde și respectiv roșie. Acest lucru este similar cu modul în care strălucește o lampă fluorescentă și, în cele din urmă, în cea de-a treia metodă, pe un LED albastru se aplică fosfor galben-verde sau verde, astfel încât cele două sau trei emisii se amestecă pentru a forma lumină albă sau aproape albă. 9. Care dintre cele trei metode este mai bună? Fiecare metodă are propriile sale avantaje și dezavantaje. Tehnologia RGB, în principiu, permite nu numai obținerea culorii albe, ci și deplasarea de-a lungul diagramei de culori pe măsură ce curentul se modifică prin diferite LED-uri. Acest proces poate fi controlat manual sau prin software și se pot obține diferite temperaturi de culoare. Prin urmare, matricele RGB sunt utilizate pe scară largă în sistemele de iluminare dinamică. În plus, un număr mare de LED-uri din matrice oferă un flux luminos total ridicat și o intensitate luminoasă axială mare. Dar punctul de lumină, din cauza aberațiilor sistemului optic, are o culoare diferită în centru și la margini și, cel mai important, datorită eliminării neuniforme a căldurii de pe marginile matricei și din mijlocul acesteia, LED-urile se încălzesc diferit. și, în consecință, culoarea lor se schimbă diferit în timpul procesului de îmbătrânire, temperatura totală a culorii și culoarea „plutește” în timpul utilizării. Acest fenomen neplăcut este destul de dificil și costisitor de compensat. LED-urile albe cu fosfor sunt semnificativ mai ieftine decât matricele LED RGB (calculate pe unitatea de flux luminos) și oferă o culoare albă bună. Și pentru ei, în principiu, nu este o problemă să ajungi la punctul cu coordonatele (0,33, 0,33) pe diagrama de culori MCO. Dezavantajele sunt următoarele: în primul rând, au o ieșire de lumină mai mică decât matricele RGB din cauza conversiei de lumină în stratul de fosfor; în al doilea rând, este destul de dificil să controlezi cu exactitate uniformitatea aplicării fosforului în procesul tehnologic și, în consecință, temperatura culorii; și în cele din urmă, în al treilea rând, fosforul îmbătrânește și mai rapid decât LED-ul în sine. Industria produce atât LED-uri cu matrice fosfor, cât și RGB - au domenii diferite de aplicare. 10. Care sunt caracteristicile electrice și optice ale LED-urilor? LED-ul este un dispozitiv de joasă tensiune. Un LED convențional utilizat pentru indicare consumă de la 2 la 4 V DC la un curent de până la 50 mA Un LED utilizat pentru iluminare consumă aceeași tensiune, dar curentul este mai mare - de la câteva sute de mA la 1 A în proiect. Într-un modul LED, LED-urile individuale pot fi conectate în serie și tensiunea totală se dovedește a fi mai mare (de obicei 12 sau 24 V La conectarea unui LED, trebuie respectată polaritatea, altfel dispozitivul poate fi deteriorat). Tensiunea de avarie este specificată de producător și este de obicei mai mare de 5 V pentru un LED. Luminozitatea unui LED este caracterizată de fluxul luminos și intensitatea luminoasă axială, precum și de modelul direcțional. LED-urile existente de diferite modele emit unghiuri solide de la 4 la 140 de grade. Culoarea, ca de obicei, este determinată de coordonatele de cromaticitate și de temperatura culorii, precum și de lungimea de undă a radiației. Pentru a compara eficiența LED-urilor între ele și cu alte surse de lumină, se folosește eficiența luminoasă: cantitatea de flux luminos pe watt de putere electrică este, de asemenea, o caracteristică de marketing interesantă. 11. Cum reacționează LED-ul la creșterea temperaturii? Când vorbim despre temperatura unui LED, este necesar să se facă distincția între temperatura de pe suprafața cristalului și cea din regiunea joncțiunii pn. Durata de viață depinde de primul, puterea de lumină depinde de al doilea. În general, pe măsură ce temperatura joncțiunii pn crește, luminozitatea LED-ului scade deoarece eficiența cuantică internă scade din cauza influenței vibrațiilor rețelei. Acesta este motivul pentru care o bună disipare a căldurii este atât de importantă. Scăderea luminozității cu creșterea temperaturii nu este aceeași pentru LED-urile de diferite culori. Este mai mare pentru LED-urile AlGalnP și AeGaAs, adică roșu și galben, și mai mic pentru InGaN, adică verde, albastru și alb. 12. De ce este necesar să se stabilizeze curentul prin LED? După cum se poate observa din figură, în modurile de funcționare curentul depinde exponențial de tensiune, iar modificările minore ale tensiunii duc la schimbări mari ale curentului. Deoarece puterea de lumină este direct proporțională cu curentul, luminozitatea LED-ului este instabilă. Prin urmare, curentul trebuie stabilizat. În plus, dacă curentul depășește limita admisă, supraîncălzirea LED-ului poate duce la îmbătrânirea accelerată. caracteristica curent-tensiune tipică a unui LED 13. De ce un LED necesită un convertor? Un convertor (în terminologia engleză driver) este pentru un LED ceea ce este un balast pentru o lampă. Stabilizează curentul care trece prin LED. 14. Se poate regla luminozitatea LED-ului? Luminozitatea LED-urilor poate fi reglată foarte bine, dar nu prin reducerea tensiunii de alimentare - asta este ceva ce nu se poate face - ci prin așa-numita metodă de modulare a lățimii impulsului (PWM), care necesită o unitate de control specială (în realitate). , poate fi combinat cu sursa de alimentare și convertor, precum și cu un controler de control al culorii pentru matricea RGB Metoda PWM constă în faptul că nu este furnizat un curent constant, ci un curent modulat în impuls, iar frecvența semnalului ar trebui să fie de sute sau mii de herți, iar lățimea impulsurilor și pauzelor dintre acestea se poate modifica. Luminozitatea medie a LED-ului devine controlabilă, în timp ce LED-ul nu se stinge. Modificarea ușoară a temperaturii de culoare a LED-ului în timpul reducerii este incomparabilă cu aceeași schimbare pentru lămpile incandescente. 15. Ce determină durata de viață a unui LED? Se spune că LED-urile sunt extrem de durabile. Dar nu este așa. Cu cât trece mai mult curent printr-un LED în timpul funcționării acestuia, cu atât temperatura acestuia este mai mare și se produce îmbătrânirea mai rapidă. Prin urmare, durata de viață a LED-urilor de mare putere este mai scurtă decât cea a LED-urilor cu semnal de putere redusă și variază în prezent între 20 și 100 de mii de ore. Îmbătrânirea se exprimă în primul rând printr-o scădere a luminozității. Când luminozitatea scade cu 30% sau la jumătate, LED-ul trebuie înlocuit. 16. Culoarea LED-ului se deteriorează în timp?Îmbătrânirea unui LED este asociată nu numai cu o scădere a luminozității sale, ci și cu o schimbare a culorii. În prezent, nu există standarde care să cuantifice schimbarea culorii LED-urilor în timpul procesului de îmbătrânire și să le compare cu alte surse. 17. Este LED-ul dăunător pentru ochiul uman? Spectrul de emisie al unui LED este aproape de monocromatic, care este diferența sa fundamentală față de spectrul soarelui sau al unei lămpi cu incandescență. 18. Ce tehnologii există astăzi pentru fabricarea LED-urilor și a modulelor LED? În ceea ce privește creșterea cristalelor, tehnologia principală este epitaxia metalo-organică. Acest proces necesită gaze deosebit de pure. Instalațiile moderne asigură automatizarea și controlul compoziției gazelor, fluxurilor lor separate și controlul precis al temperaturii gazelor și substraturilor. Grosimile straturilor crescute sunt măsurate și controlate în intervalul de la zeci de angstromi la câțiva microni. Diferite straturi trebuie dopate cu impurități, donatori sau acceptori, pentru a crea o joncțiune p-n cu o concentrație mare de electroni în regiunea n și. găuri în regiunea p. Într-un proces, care durează câteva ore, structurile pot fi cultivate pe 6-12 substraturi cu un diametru de 50-75 mm. Este foarte important să se asigure și să controleze uniformitatea structurilor de pe suprafața substraturilor Costul instalațiilor pentru creșterea epitaxială a nitrurilor semiconductoare, dezvoltate în Europa (Aixtron și Thomas Swan) și SUA (Emcore), ajunge la 1,5 -. 2 milioane de dolari. Experiența diferitelor companii a arătat că este posibil să înveți cum să produci structuri competitive cu parametrii necesari folosind o astfel de instalație într-o perioadă de la unu până la trei ani. Aceasta este o tehnologie care necesită o cultură înaltă. O etapă importantă a tehnologiei este prelucrarea plană a filmelor: gravarea acestora, crearea de contacte cu straturile p și p, acoperirea cu folii metalice pentru cablurile de contact. O peliculă crescută pe un singur substrat poate fi tăiată în câteva mii de cipuri cu dimensiuni cuprinse între 0,24x0,24 și 1x1 mm2. Următorul pas este crearea LED-urilor din aceste cipuri. Este necesar să montați cristalul în carcasă, să faceți cabluri de contact și să produceți acoperiri optice care luminează suprafața pentru a emite radiații sau o reflectă. Dacă este un LED alb, atunci trebuie să aplicați fosforul uniform. Este necesar să se asigure disiparea căldurii din cristal și din corp, pentru a realiza o cupolă de plastic care concentrează radiația în unghiul solid dorit Aproximativ jumătate din costul unui LED este determinat de aceste etape de înaltă tehnologie. Necesitatea creșterii puterii pentru a crește fluxul luminos a dus la faptul că forma tradițională a unui LED ambalat nu mai este satisfăcătoare pentru producători din cauza disipării insuficiente a căldurii. A fost necesar să aducem cipul cât mai aproape de suprafața conducătoare de căldură. În acest sens, tehnologia tradițională și tehnologia SMD ceva mai avansată (detalii de montare la suprafață) sunt înlocuite cu cea mai avansată tehnologie cu cip la bord. Un LED fabricat folosind tehnologia SOV este prezentat schematic în figură. LED-urile realizate folosind tehnologiile SMD și COB sunt montate (lipite) direct pe un substrat comun, care poate acționa ca un radiator - în acest caz este din metal. Așa se creează modulele LED, care pot avea o formă liniară, dreptunghiulară sau rotundă, rigide sau flexibile, pe scurt, concepute pentru a satisface orice capriciu al designerului și lămpile LED cu aceeași bază ca și lămpile cu halogen de joasă tensiune apărând, menite să le înlocuiască. Și pentru lămpi și spoturi puternice, ansamblurile LED sunt realizate pe un radiator rotund masiv. Anterior, existau o mulțime de LED-uri în ansamblurile LED Acum, pe măsură ce puterea crește, sunt mai puține LED-uri, dar sistemul optic care direcționează fluxul de lumină către unghiul solid dorit joacă un rol din ce în ce mai important.
Tehnologia SOV Sursa articol: Focus LLC

Tradusă din engleză, abrevierea LED înseamnă literal „o diodă care emite lumină”. Acesta este un dispozitiv semiconductor capabil să transforme curentul electric într-un dispozitiv simplu, al cărui design este destul de diferit de produsele de iluminat cu care suntem obișnuiți (lămpi cu incandescență, lămpi cu descărcare, lămpi fluorescente etc.).

Va fi interesant pentru toată lumea să știe cum funcționează un LED. Acest dispozitiv nu are elemente structurale fragile în mod inerent nesigure și un bec de sticlă (spre deosebire de alte lămpi). Costul diodelor este atât de mic încât nu diferă mult de bateriile care servesc drept sursă de energie. Popularitatea unor astfel de produse este explicată de o serie de factori, inclusiv de designul lor.

Istoria originii

Când vă gândiți de ce funcționează LED-urile, ar trebui să studiați istoria originii lor. Pentru prima dată un astfel de dispozitiv a fost creat în 1962 de omul de știință N. Holonyak. Era o strălucire monocromă. Avea o serie de dezavantaje, dar tehnologia în sine a fost considerată promițătoare.

La 10 ani de la crearea diodei roșii, au apărut soiurile verzi și galbene. Au fost folosite ca indicatori în multe dispozitive electronice. Datorită dezvoltărilor științifice, intensitatea fluxului luminos al diodelor a crescut constant. În anii 90, a fost creat un iluminator cu o eficiență de flux de 1 lumen.

În 1993, S. Nakamura a creat prima diodă albastră, care a fost caracterizată de luminozitate ridicată. Din acest moment, a devenit posibilă crearea oricărei culori din spectru (inclusiv alb). Tehnologia s-a dezvoltat fără încetare.

Când sunt conectate diode de tip albastru și ultraviolet, se obține un iluminator cu fosfor alb. Au început să înlocuiască treptat lămpile cu incandescență. Până în 2005, au fost produse diode cu o putere de flux luminos de până la 100 lm și chiar mai mare. Au început să producă corpuri de iluminat albe cu diferite nuanțe (cald, rece).

Dispozitiv LED

Pentru a înțelege cum funcționează un LED spot, trebuie să aruncați o privire mai atentă asupra designului său. Acest dispozitiv de iluminat, potrivit reprezentanților Asociației pentru Dezvoltarea Industriei Optoelectronice și ai Departamentului de Energie, va deveni în curând cea mai populară sursă de iluminat în case obișnuite, birouri și instituții.

LED-ul se bazează pe un cristal semiconductor. Trece curentul electric doar într-o singură direcție. Cristalul este situat pe un substrat special. Nu conduce curentul. Carcasa protejează cristalul de influențele externe. Are ieșiri sub formă de contacte, precum și un sistem optic.

Pentru a crește durata de viață a dispozitivului, spațiul dintre lentila de plastic și cristalul în sine a fost umplut cu o componentă transparentă din silicon. O bază de aluminiu este folosită pentru a îndepărta căldura în exces. Acesta este un dispozitiv comun al unei diode moderne. În timpul funcționării, emite relativ puțin Acesta este, de asemenea, un avantaj al dispozitivului.

Principiul de funcționare

Când luați în considerare modul în care funcționează un LED, este necesar să înțelegeți principiul de bază al funcționării unor astfel de dispozitive. Dispozitivul de tipul prezentat are o joncțiune electron-gaură. Acest lucru se datorează diferitelor principii de conductivitate ale componentelor iluminatorului. Un semiconductor are un exces de electroni, iar celălalt are un exces de găuri.

Prin procesul de dopaj, materialul perforat este îmbogățit cu purtători de sarcină negativă. Dacă se aplică un curent acolo unde semiconductorii sunt îmbogățiți cu sarcini opuse, va rezulta o polarizare directă. Electricitatea va curge prin joncțiunea acestor două materiale.

În acest caz, purtători de încărcare cu siguranțe de stare electrică diferită în corpul diodei. Când găurile și electronii se ciocnesc, este eliberată o anumită cantitate de energie. Acesta este un cuantum al fluxului luminos. Se numește foton.

Culoare LED

Pentru a crea diode sunt folosite diverse materiale semiconductoare. Aceasta determină culoarea pe care o emite dispozitivul prezentat în timpul funcționării. Materiale diferite sunt capabile să trimită în spațiu unde de lungimi diferite. Acest lucru permite ochiului uman să vadă una sau alta culoare a spectrului vizibil.

Când studiați cum funcționează un LED, ar trebui să luați în considerare materialele semiconductoare. Anterior, fosfura de galiu și compușii ternari GaAsP și AlGaAs au fost utilizați în scopuri similare. În acest caz, dispozitivul ar putea trimite roșu, galben-verde

Tehnologia prezentată este utilizată în prezent numai pentru dispozitivele indicatoare. Astăzi, pentru astfel de produse se utilizează nitrură de indiu galiu (AllnGaP) și nitrură de indiu galiu (InGaN). Ele pot rezista la un nivel destul de ridicat de curent de trecere, umiditate ridicată și căldură. Este posibilă o combinație de diferite tipuri de LED-uri.

Amestecarea culorilor

Benzile moderne de diode pot produce diferite nuanțe de flux luminos. Un dispozitiv poate produce o culoare monotonă. Când creați un dispozitiv cu mai multe cipuri, este posibil să obțineți un număr mare de nuanțe diferite. La fel ca un televizor sau un monitor de computer, o diodă poate crea orice culoare folosind modelul RGB (care înseamnă roșu, verde, albastru).

Acesta este un principiu simplu pentru a înțelege cum funcționează LED-urile RGB. Folosind această tehnologie, puteți crea iluminare albă. Pentru a face acest lucru, toate cele trei culori sunt amestecate în proporții egale.

Cu toate acestea, pe lângă tehnologia prezentată, este posibil să se obțină o strălucire albă prin conectarea unei diode cu radiații cu undă scurtă (ultravioletă, albastră) împreună cu o acoperire de tip fosfor galben. Când fotonii galbeni și albaștri sunt combinați, rezultatul este lumină albă.

Productie

Pentru a înțelege la câți volți funcționează LED-urile, este necesar să luați în considerare producția acestor dispozitive. În primul rând, trebuie remarcat faptul că dispozitivele cu matrice RGB sunt mai scumpe decât formele de fosfor. Mai mult, acestea din urmă fac posibilă obținerea unui iluminat de înaltă calitate.

Dezavantajul fosforilor este puterea de lumină mai mică, precum și culoarea (temperatura) diferită a fluxului. Acest dispozitiv îmbătrânește mai repede decât un LED. Prin urmare, dispozitivele de iluminat ale ambelor principii de funcționare intră în vânzare. Pentru a crea indicatoare, se produc diode cu un consum de tensiune de 2-4 V DC (la un curent de 50 mA).

Pentru a crea un iluminat complet, aveți nevoie de dispozitive cu același consum de tensiune, dar un nivel de curent mai mare - până la 1 A. Dacă diodele sunt conectate în serie într-un singur modul, tensiunea totală va ajunge la 12 sau 24 V.

Creșterea luminozității

Având în vedere întrebarea de la ce tensiune funcționează LED-urile, ar trebui spus despre creșterea luminozității dispozitivelor prezentate. Puterea unor astfel de dispozitive ajunge la 60 mW. Dacă astfel de diode sunt instalate într-o carcasă de dimensiuni medii, vor trebui instalate 15-20 de elemente luminoase.

Diodele cu luminozitate sporită pot transporta o putere de până la 240 W. Pentru a asigura o iluminare normală, vor fi necesare 4-8 bucăți din astfel de elemente. Există dispozitive la vânzare care sunt capabile să ilumineze complet încăperi, publicitate exterioară, vitrine etc. Unele benzi sunt create pentru a oferi iluminare de intensitate medie sau scăzută.

Pentru a conecta echipamentul prezentat, se folosesc unități de control de putere corespunzătoare. Pentru benzile colorate, este posibil să utilizați controlere care controlează nu numai intensitatea luminii, ci și setează nuanțele și modurile de funcționare ale dispozitivului.

Controlul strălucirii

Există un număr mare de opțiuni pentru echipamentele prezentate. Există LED-uri care funcționează cu baterii (de exemplu, în lanterne), alimentate într-o rețea staționară. Sunt folosite atât pentru lucrări interne, cât și pentru cele externe. În funcție de condițiile de aplicare, este selectată clasa de protecție adecvată a diodei.

Pentru a regla luminozitatea strălucirii, tensiunea de alimentare nu este redusă. Pentru a reduce intensitatea strălucirii, se utilizează modularea lățimii impulsului (PWM). În acest caz, se achiziționează o unitate de control.

Metoda prezentată implică aplicarea unui curent modulat în impuls la diodă. Frecvența semnalului atinge mii de herți. Lățimea impulsurilor și intervalele de pauză pot fi modificate. În acest caz, puteți controla strălucirea dispozitivului. În acest caz, dioda nu se va stinge.

Durabilitate

Diodele sunt considerate dispozitive de lungă durată. Acest lucru se datorează designului lor. Cu toate acestea, dacă LED-urile de pe lampă nu funcționează, este posibil ca durata de viață a acestora să fi expirat. Acest lucru poate fi determinat de intensitatea strălucirii și de schimbarea culorii.

Experții observă, de asemenea, că durata de viață a dispozitivelor cu consum redus este mult mai lungă. Dar chiar și în cele mai luminoase benzi sau lămpi, diodele sunt garantate să funcționeze timp de 20-50 de mii de ore. Deoarece nu au elemente structurale fragile, este mai probabil ca impacturile mecanice să nu dăuneze acestor iluminatoare.

Studiind modul în care funcționează un LED, puteți înțelege principiul de proiectare al acestui dispozitiv, precum și caracteristicile sale operaționale. Acest echipament este considerat a fi iluminatoarele viitoarei generații.

LED-urile devin din ce în ce mai populare soluții într-o varietate de domenii. Ele pot fi folosite ca produse decorative sau pentru iluminarea interioarelor, precum și a diferitelor zone din exteriorul clădirilor. LED-urile sunt furnizate pe piață într-o gamă destul de largă de modificări. În același timp, dezvoltatorii de produse relevante oferă periodic soluții inovatoare care în viitor pot crea noi nișe de piață. Care sunt cele mai comune tipuri de LED-uri astăzi? În ce scopuri pot fi folosite?

Ce sunt LED-urile?

Înainte de a lua în considerare tipurile comune de LED-uri, să studiem informațiile generale despre dispozitivele corespunzătoare. Un LED este un semiconductor capabil să transforme curentul electric în lumină. În acest caz, cristalul semiconductor, care este componenta sa principală, este format din mai multe straturi caracterizate prin 2 tipuri de conductivitate. Și anume - gaură și electronică.

Conducția de primul tip implică transferul unui electron de la un atom la altul, care are un loc liber. La rândul său, un alt electron vine la primul atom, un alt electron vine la precedentul etc. Acest mecanism funcționează datorită legăturilor covalente dintre atomi. În acest caz, ei nu se mișcă. De fapt, o sarcină pozitivă se mișcă, pe care fizicienii o numesc în mod convențional o gaură. În acest caz, atunci când un electron trece în găuri, se eliberează lumină.

Structura unui LED este în general similară cu o diodă redresoare. Adică are 2 borne - anod și catod. Această caracteristică predetermină necesitatea menținerii polarității atunci când conectați LED-ul la o sursă de curent electric.

În general, produsele corespunzătoare sunt proiectate pentru un curent direct de 20 de miliamperi. În principiu, această valoare poate fi redusă, deși în acest caz culoarea se poate schimba și luminozitatea LED-ului poate scădea. La rândul său, nu este de dorit să creșteți parametrul corespunzător. Dacă curentul depășește valoarea optimă, se folosește un rezistor limitator pentru a-l reduce la nivelul necesar.

Există destul de multe nuanțe care ar trebui să fie reținute atunci când instalați LED-uri. Acest lucru este predeterminat de structura lor internă și de forma de execuție. În unele cazuri, poate fi necesară utilizarea unui stabilizator pentru LED-uri și alte componente electronice pentru a asigura funcționarea dispozitivului în care este instalat produsul în cauză.

În funcție de compoziția semiconductorilor din LED, acesta poate fi roșu, galben, verde sau albastru. De exemplu, dacă structura componentei electronice corespunzătoare conține nitrură de galiu, LED-ul va lumina albastru. De fapt, unul dintre criteriile pe baza cărora se disting anumite tipuri de LED-uri poate fi culoarea acestora.

Aplicație

Primele LED-uri furnizate pe piață au fost produse în carcase metalice. Treptat, a început să fie înlocuit cu plastic. În acest caz, culoarea este de obicei selectată ținând cont de culoarea strălucirii LED-ului. Cu toate acestea, carcasele din plastic transparent sunt, de asemenea, destul de comune.

Dispozitivele electronice luate în considerare sunt utilizate pe scară largă într-o varietate de domenii. Acest lucru se datorează faptului că aproape toată lumea se caracterizează prin:

Eficienta energetica;

Durată lungă de viață;

Capacitatea de a determina culoarea strălucirii, precum și de a ajusta puterea acesteia;

Securitate;

Prietenos cu mediul.

Dacă vorbim de eficiență energetică, LED-urile cu aceeași eficiență luminoasă pot avea o putere semnificativ mai mică decât lămpile convenționale. Puterea mai mică a LED-ului reduce sarcina totală a sistemului energetic al clădirii. Durata de viață a dispozitivelor poate fi de câteva zeci de ori mai lungă decât cea a lămpilor convenționale. În același timp, în ceea ce privește funcțiile, LED-urile pot fi complet la egalitate cu acestea.

Pe măsură ce cererea în masă pentru astfel de produse se dezvoltă, precum și costul acestora, LED-urile sunt din ce în ce mai folosite în aceleași scopuri ca lămpile convenționale. Nu există dificultăți în instalarea soluțiilor corespunzătoare în comparație cu dispozitivele tradiționale de iluminat. Este important doar să vă asigurați dacă un anumit LED este potrivit pentru instalarea în rețeaua electrică a încăperii. Pentru a face acest lucru, poate fi necesar să-i identificați în prealabil parametrii principali - înainte de a cumpăra LED-uri.

Ce alte beneficii ar putea avea soluțiile luate în considerare?

Astfel, se poate observa că temperatura de culoare a LED-ului poate fi aproape orice - inclusiv o combinație a culorilor de mai sus. În plus, dispozitivele pot fi completate cu diferite filtre de lumină, care pot extinde semnificativ domeniul de aplicare a LED-urilor în ceea ce privește selectarea temperaturii de culoare necesare.

Capacitatea de a controla puterea de strălucire este un alt avantaj al dispozitivelor în cauză. Această opțiune merge bine cu eficiența lor energetică ridicată. Puterea LED-urilor poate fi reglată automat - în funcție de condițiile reale de utilizare a corpurilor de iluminat. Și acest lucru practic nu afectează durata lor de viață.

LED-urile sunt prietenoase cu mediul, deoarece nu emit tipuri de radiații dăunătoare pentru oameni. Această caracteristică, din nou, extinde posibilitățile de aplicare ale dispozitivelor în cauză.

Clasificare: indicatoare și soluții de iluminat

Experții disting 2 categorii principale de LED-uri - indicator și iluminare. Primele sunt destinate în principal să creeze un efect de iluminat decorativ și sunt folosite ca element de decorare a unei clădiri, încăperi sau vehicul. Sau ca instrument de stilizare a textului - de exemplu, pe un banner publicitar.

La rândul lor, există LED-uri de iluminat. Sunt concepute pentru a crește luminozitatea luminii într-o cameră sau într-o anumită zonă a teritoriului - de exemplu, dacă luăm în considerare LED-urile pentru mașini. Acest tip de soluție este o alternativă la utilizarea lămpilor convenționale și, în multe cazuri, mai benefică din punct de vedere al eficienței energetice și al respectării mediului.

Tipuri de executare

Dar să revenim la clasificarea LED-urilor. Este posibil să se definească o gamă largă de motive pentru clasificarea lor în anumite categorii. O abordare comună în rândul experților implică identificarea următoarelor tipuri principale de LED-uri:

Fibră;

Să le aruncăm o privire mai atentă.

Care sunt caracteristicile LED-urilor DIP?

Dacă studiem mai detaliat cum au apărut pe piață aceste tipuri de LED-uri, atunci dispozitivele din clasa DIP pot fi atribuite primelor care au început să fie vândute în masă. Aceste soluții sunt cristale care sunt plasate în carcase cu componente optice, în special o lentilă care creează un fascicul de lumină.

LED-urile DIP aparțin categoriei de indicatori. Au alt nume - DIL. Ele sunt instalate pe o placă pe care trebuie făcute mai întâi găuri. Se poate observa că în cadrul categoriei luate în considerare se pot distinge diferite tipuri de LED-uri, care diferă prin diametrul becului, culoarea și materialul de fabricație. În acest caz, parametrii corespunzători pot fi prezentați în cea mai largă gamă. Forma soluțiilor luate în considerare este cilindrică. Printre LED-urile corespunzătoare există atât dispozitive monocrome, cât și multicolore.

LED-ul păianjen

Acest tip de LED este în general foarte asemănător cu dispozitivele anterioare. Dar au de două ori mai multe ieșiri - 4. În timp ce LED-urile DIP au 2. Faptul că tipul de soluție prezentat are mai multe ieșiri optimizează disiparea căldurii și crește fiabilitatea componentelor corespunzătoare. În practică, acestea sunt utilizate în diverse domenii, în special ca LED-uri pentru mașini.

LED-uri SMD

Aceste soluții sunt produse folosind conceptul de montare la suprafață. Adică sunt LED-uri instalate pe orice suprafață, în timp ce alte soluții pot fi instalate prin montare prin orificiu.

Dimensiunile LED-urilor de acest tip pot fi semnificativ mai mici decât cele ale soluțiilor alternative, precum și structurile pe care sunt instalate. Din nou, în acest caz este legitim să vorbim despre o îndepărtare mai optimă a căldurii. Folosind LED-uri SMD în multe cazuri, vă permite să extindeți variabilitatea modelelor de iluminat.

LED-urile SMD aparțin categoriei de iluminat. Ele se caracterizează printr-o structură destul de complexă. Deci, LED-ul în sine este format dintr-un substrat metalic. Pe el este fixat un cristal, care este lipit direct la contactele corpului substratului. O lentilă este plasată deasupra cristalului. În acest caz, pe un substrat pot fi instalate 1-3 LED-uri. SMD include tipuri comune de LED-uri ultra-luminoase, cum ar fi 3528. Aceste soluții au un nivel ridicat de cerere.

LED-uri COB

Următorul tip popular de LED este COB. Este realizat folosind tehnologie care presupune instalarea cristalului direct pe placa. Această soluție are multe avantaje:

Protecția compusului de oxidare;

Dimensiuni mici de proiectare;

Eficiența disipării căldurii;

Reducerea costului de instalare al LED-urilor - în comparație, în special, cu dispozitivele de tip SMD.

Dacă luăm în considerare tipurile de LED-uri de mai sus, se poate observa că soluțiile marca COB pot fi clasificate drept cele mai inovatoare. Această tehnologie a fost implementată pentru prima dată de inginerii japonezi la sfârșitul anilor 2000. Acum aceste tipuri de LED-uri continuă să câștige popularitate.

Potrivit experților, soluțiile luate în considerare pot deveni chiar cele mai populare de pe piață, mai ales dacă vorbim despre segmentul comercial și domeniul iluminatului casnic. Este de remarcat faptul că există zone în care utilizarea LED-urilor COB poate fi dificilă. Printre acestea se numără producția de echipamente profesionale de iluminat. Cert este că LED-urile în cauză nu sunt foarte optime din punct de vedere al adaptării la organizarea luminii cu o curbă de intensitate luminoasă stabilită. În astfel de cazuri, dispozitivele de tip SMD pot fi mai potrivite.

Diodele descrise sunt clasificate ca diode de iluminat. După cum notează experții, acestea pot fi clasificate ca fiind cele mai bune pe baza caracteristicilor fluxului luminos. Sunt disponibile pe piață în diferite culori, cum ar fi roșu, verde, albastru și, de asemenea, alb. Fluxul luminos al acestor modele are un unghi de dispersie de 40-120 de grade.

Mai mult de 9 LED-uri COB pot fi instalate pe un substrat. Sunt acoperite cu un fosfor, în urma căruia dobândesc luminozitate ridicată. Se poate observa că fluxul luminos al acestor soluții este mai mare decât cel al dispozitivelor SMD. Astfel, dacă luăm în considerare ce tip de LED-uri este mai bun, atunci conform criteriului specificat, o soluție de clasă COB poate avea un avantaj.

LED-urile COB sunt folosite și în industria auto. Ele pot fi folosite ca o componentă a luminilor față, spate și a semnalizatoarelor. Principalul lucru este să instalați corect dispozitivele achiziționate. Pentru a face acest lucru, este logic să apelați la specialiști cu experiență.

LED-uri din fibră

LED-urile din fibră pot fi considerate inovatoare. Au apărut pe piață recent, în 2015. Soluțiile în cauză au fost dezvoltate de ingineri din Coreea de Sud.

Aceste tipuri de LED-uri pot fi utilizate în producția de îmbrăcăminte. Adică, este foarte posibil să faci o cămașă sau un tricou din ele care să strălucească. Producția de îmbrăcăminte pe bază de LED-uri din fibră presupune și utilizarea diferiților polimeri, precum și a compușilor de aluminiu.

LED-uri cu filament

Un alt exemplu de LED-uri inovatoare sunt soluțiile cu filament. Principalul lor avantaj este eficiența energetică ridicată. Pentru aceeași putere, cu LED-uri precum COB, de exemplu, soluțiile cu filament pot oferi niveluri mai ridicate de iluminare.

Cel în cauză este cel mai des folosit la fabricarea unuia Printre caracteristicile notabile ale producției LED-urilor corespunzătoare este instalarea direct pe un substrat din sticlă. Această abordare face posibilă distribuirea luminii emise de LED-uri peste 360 de grade.

Cum să alegi cea mai bună opțiune?

Cum să determinați tipul de LED care este optim pentru un anumit design? Există un număr mare de criterii pe care vă puteți concentra în această chestiune. În principiu, este destul de legitim să se determine domeniul de aplicare al unui LED pe baza clasificării acestuia în funcție de caracteristicile pe care le-am discutat mai sus. Să studiem specificul alegerii componentelor electronice adecvate, ținând cont de caracteristicile dispozitivelor:

Selectarea LED-urilor: caracteristici ale soluțiilor DIP

După cum am menționat mai sus, LED-urile DIP sunt printre cele mai timpurii produse care au ajuns pe piață. Astfel, acestea implică tehnologii destul de vechi, dar încă solicitate. Principalele lor avantaje sunt ușurința de instalare, forma convenabilă, consumul redus de energie, încălzirea scăzută și un grad destul de ridicat de protecție împotriva influențelor externe.

Cel mai adesea, LED-urile în cauză sunt disponibile în diametre de 3 și 5 mm. Dacă comparăm LED-urile după tip, putem ajunge la concluzia că soluțiile luate în considerare sunt cele mai optime pentru utilizare:

Ca elemente ale tuningului auto;

Ca componente decorative;

Ca parte a lanternelor cu putere redusă - ca opțiune pentru casă.

LED-urile in cauza au un cost si o disponibilitate relativ redusa pe piata. Se poate observa că printre cele mai comune modificări se numără LED-urile de 12 volți. Pot fi prezenti in diverse cataloage online, precum si magazine specializate intr-o gama variata. De fapt, orice LED-uri de 12 volți se caracterizează printr-o cerere destul de mare pe piață.

Selectarea LED-urilor: caracteristici ale soluțiilor de tip SMD

Tipul corespunzător de soluție este fundamental diferit în aspect de altele prin faptul că are o formă plată. Aceste componente electronice sunt montate fără utilizarea picioarelor. Curentul pentru LED-urile de tip SMD este furnizat la bornele care sunt situate pe partea lor inversă.

Astfel, instalarea acestor dispozitive se realizează fără utilizarea găurilor. Amplasarea LED-urilor se poate face foarte compact. Ca urmare, structura pe care sunt amplasate dispozitivele corespunzătoare poate deveni, de asemenea, mai mică.

Principalele modalități de utilizare a dispozitivelor în cauză sunt același auto-tuning, diverse tipuri de iluminare interioară. Printre cele mai semnificative avantaje ale acestor opțiuni se numără luminozitatea ridicată și puterea de lumină. Combinate cu dimensiunile lor reduse, aceste soluții oferă avantaje semnificative față de modelele de produse alternative.

Printre cele mai comune de pe piața modernă este tipul 3528 LED Aceste produse sunt utilizate pe scară largă în producția de benzi LED. Designul produselor corespunzătoare permite producerea de LED-uri în trei culori - cu culori strălucitoare roșu, albastru și verde. Multe alte componente electronice sunt fabricate pe baza soluțiilor de tip 3528, cum ar fi LED-ul de tip SMD 5050.

Produsele în cauză se caracterizează și prin accesibilitatea lor. Ele sunt de obicei prezentate pe piață într-o gamă largă.

Selectarea LED-urilor: Caracteristicile soluțiilor COB

În primul rând, este de remarcat faptul că o parte semnificativă a LED-urilor de tipul corespunzător sunt modele foarte puternice. Trăsătura lor caracteristică este dispersia rapidă a luminii, datorită plasării cristalelor pe suprafață, care asigură disiparea dinamică a căldurii.

LED-urile in cauza sunt foarte luminoase. Acest lucru le face să fie solicitate special pentru utilizarea în proiectarea farurilor auto. Este demn de remarcat faptul că aceste produse ar trebui instalate ținând cont de o serie de nuanțe semnificative - numai specialiștii cu experiență le pot cunoaște. Prin urmare, se recomandă să contactați personalul de service competent pentru a instala soluții adecvate.

LED-urile au devenit una dintre cele mai comune surse de lumină pentru nevoile industriale și casnice. Acest dispozitiv semiconductor are o singură joncțiune electrică, transformă energia electrică în energie luminoasă vizibilă. Fenomenul a fost descoperit de Henry Joseph Round în 1907. Primele experimente au fost efectuate de fizicianul experimental sovietic O.V. Losev, care în 1929 a reușit să obțină un prototip funcțional al unui LED modern.

Primele LED-uri moderne ( SD, LED, LED) au fost create la începutul anilor şaizeci. Aveau o strălucire roșie slabă și erau folosite ca indicatori de putere într-o varietate de dispozitive. În anii 90 au apărut LED-urile albastre, galbene, verzi și albe. Multe companii au început să le producă la scară industrială. Astăzi, diodele LED sunt folosite peste tot: la semafoare, becuri, mașini și așa mai departe.

Dispozitiv

Un LED este un dispozitiv semiconductor cu o joncțiune electron-gaură care produce radiație optică atunci când curentul trece prin el în direcția înainte.

Un LED indicator standard este format din următoarele părți;

1 - Lentila epoxidica
2 - Contact fir
3 - Reflector
4 - Semiconductor (Determină culoarea strălucirii)
5 și 6 - Electrozi
7 - Tăiere plată

Catodul și anodul sunt fixate la baza LED-ului. Întregul dispozitiv este sigilat ermetic cu o lentilă deasupra. Pe catod este instalat un cristal. Contactele au conductori care sunt conectați la cristal printr-o joncțiune p-n (un fir de legătură pentru combinarea a doi conductori cu diferite tipuri de conductivitate). Pentru a crea o funcționare stabilă a LED-ului, se folosește un radiator, care este necesar pentru dispozitivele de iluminat. În instrumentele indicatoare, căldura nu are o importanță decisivă.

Diodele DIP au cabluri care sunt montate în găuri de pe placa de circuit imprimat, acestea sunt conectate la un contact electric prin lipire. Există modele cu mai multe cristale de culori diferite într-o singură carcasă.

LED-urile SMD sunt astăzi cele mai populare surse de lumină de orice format.

Baza carcasei, unde este atașat cristalul, este un excelent conductor de căldură. Datorită acestui fapt, îndepărtarea căldurii din cristal s-a îmbunătățit semnificativ.
În structura LED-urilor albe, între lentilă și semiconductor există un strat de fosfor care neutralizează radiațiile ultraviolete și stabilește temperatura de culoare necesară.
Componentele SMD cu unghi larg de radiație nu au lentilă. În același timp, LED-ul în sine se distinge prin forma paralelipipedului.

Chip-On-Board (COB) reprezintă cel mai recent progres practic care este gata să preia conducerea în iluminarea LED albă în iluminatul artificial.

Proiectarea LED-urilor folosind tehnologia COB presupune următoarele:

Zeci de cristale fără substrat sau carcasă sunt atașate la o bază de aluminiu folosind lipici dielectric.
Matricea rezultată este acoperită cu un strat comun de fosfor. Rezultatul este o sursă de lumină care are o distribuție uniformă a fluxului luminos fără posibilitatea apariției umbrelor.

O variantă a Chip-On-Board este Chip-On-Glass (COG), o tehnologie care implică plasarea multor cristale mici pe o suprafață de sticlă. De exemplu, acestea sunt lămpi cu filament, unde elementul emițător este o tijă de sticlă cu LED-uri acoperite cu fosfor.

Principiul de funcționare

În ciuda caracteristicilor și varietăților tehnologice, funcționarea tuturor LED-urilor se bazează pe principiul general de funcționare al elementului emițător:

Conversia electricității în flux luminos se realizează într-un cristal, care este format din semiconductori cu o mare varietate de tipuri de conductivitate.
Un material cu n-conductivitate este furnizat prin doparea cu electroni, iar un material cu p-conductivitate cu găuri. Ca rezultat, în straturi adiacente apar purtători de încărcare suplimentari de direcții diferite.
Când se aplică o tensiune continuă, începe mișcarea electronilor și a găurilor către joncțiunea p-n.
Particulele încărcate trec de barieră și încep să se recombine, determinând curgerea unui curent electric.
Procesul de recombinare a unui electron și a unei găuri în zona de joncțiune p-n are loc prin eliberarea de energie sub formă de foton.

În general, acest fenomen fizic este caracteristic tuturor diodelor semiconductoare. Cu toate acestea, lungimea de undă a fotonului se află în majoritatea cazurilor în afara spectrului vizibil al radiației. Pentru ca o particulă elementară să se miște în intervalul 400-700 nm, oamenii de știință au efectuat multe experimente și experimente cu diferite elemente chimice. Ca urmare, au apărut noi compuși: fosfură de galiu, arseniură de galiu și forme mai complexe. Fiecare dintre ele are propria lungime de undă, adică propria sa culoare de radiație.
În plus, pe lângă lumina utilă pe care o emite LED-ul, la joncțiunea p-n se generează o anumită cantitate de căldură, ceea ce reduce eficiența dispozitivului semiconductor. De aceea, designul LED-urilor de mare putere asigură o disipare eficientă a căldurii.

Soiuri

În prezent, diodele LED pot fi de următoarele tipuri:

Iluminare, adică cu putere mare. Nivelul lor de iluminare este egal cu tungstenul și sursele de lumină fluorescentă.
Lămpi indicatoare – cu putere redusă, sunt folosite pentru iluminarea dispozitivelor.

Diodele indicator LED sunt împărțite în:

Double GaP (galiu, fosfor) - au lumină verde și portocalie în structura spectrului vizibil.
Triple AIGaAs (aluminiu, arsenic, galiu) - au lumină galbenă și portocalie în structura spectrului vizibil.
Triple GaAsP (arsenic, galiu, fosfor) - au lumină roșie și galben-verde în structura spectrului vizibil.

În funcție de tipul carcasei, elementele LED pot fi:

DIP- un model învechit de putere redusă, ele sunt folosite pentru a ilumina plăci luminoase și jucării.
„piranha” sau Superflux– analogi de DIP, dar cu patru contacte. Sunt folosite pentru iluminarea mașinilor, se încălzesc mai puțin și sunt mai bine atașate.
SMD– cel mai comun tip, folosit într-o varietate de surse de lumină.
ŞTIULETE- Acestea sunt LED-uri SMD avansate.

Aplicație

Aplicațiile LED-urilor pot fi împărțite în două mari categorii:

Iluminat.
Folosind lumina directa.

LED-ul în iluminat este folosit pentru a ilumina un obiect, spațiu sau suprafață, mai degrabă decât să fie direct vizibil. Acestea sunt iluminarea interioară, lanternele, iluminarea fațadelor clădirilor, iluminarea mașinilor, iluminarea din spate a tastelor și a afișajelor telefonului mobil și așa mai departe. Diodele LED sunt utilizate pe scară largă în comunicatoare și telefoane mobile.

Lumina LED directă este utilizată pentru a transmite informații, de exemplu, în afișajele video color, în care diodele LED formează pixelii de afișare, precum și în afișajele alfanumerice. Lumina directă este folosită și în dispozitivele de semnalizare. De exemplu, acestea sunt indicatoare de viraj și lumini de frână ale mașinilor, semafoare și semne.

Viitorul LED-urilor

Oamenii de știință creează o nouă generație de LED-uri, de exemplu, bazate pe pelicule subțiri nanocristaline de perovskit. Sunt ieftine, eficiente și durabile. Cercetătorii speră că astfel de diode LED vor fi folosite în locul ecranelor convenționale de laptop și smartphone, inclusiv în iluminatul casnic și stradal.

Se creează și diode LED cu fibră, care sunt destinate creării de afișaje portabile. Oamenii de știință cred că metoda creată pentru producerea LED-urilor din fibră va permite producția în masă și va face integrarea electronicelor portabile în îmbrăcăminte și textile complet ieftină.

Caracteristici tipice

LED-urile sunt caracterizate de următorii parametri:

Caracteristicile culorii.
Lungime de undă.
Puterea curentă.
Tensiune (tip de tensiune aplicată).
Luminozitatea (intensitatea fluxului luminos).

Luminozitatea LED-ului este proporțională cu curentul care circulă prin el, adică cu cât tensiunea este mai mare, cu atât luminozitatea este mai mare. Unitatea de măsură a intensității luminoase este lumen pe steradian și se măsoară și în milicandele. Există diode LED albe luminoase (20-50 mcd.), precum și super luminoase (20.000 mcd. sau mai mult).

Mărimea căderii de tensiune este o caracteristică a valorilor admisibile ale conexiunilor directe și inverse. Dacă tensiunea de alimentare este mai mare decât aceste valori, atunci se observă o defecțiune electrică.

Puterea curentului determină luminozitatea strălucirii. Puterea curentă a elementelor de iluminat este de obicei de 20 mA pentru LED-urile indicatoare este de 20-40 mA.

Culoarea radiației LED depinde de substanțele active adăugate materialului semiconductor.

Lungimea de undă a luminii este determinată de diferența de energie în timpul tranziției electronilor în etapa de recombinare. Este determinată de impuritățile dopante și de materialul semiconductor sursă.

Avantaje și dezavantaje

Printre avantajele LED-urilor se numără:

Consum redus de putere.
Durată lungă de viață, măsurată la 30-100 mii de ore.
Putere luminoasă ridicată. LED-urile oferă 10-250250 lumeni de flux luminos per watt de putere.
Fără vapori de mercur toxici.
Aplicație largă.

Defecte:

Caracteristici slabe ale LED-urilor de calitate scăzută create de producători necunoscuți.
Preț relativ ridicat al LED-urilor de înaltă calitate.
Nevoia de surse de alimentare de calitate.