Diodenlampe

Eine Diodenlampe ist ein falscher und vereinfachter Name, der hauptsächlich im Alltag zur Bezeichnung elektrischer Halbleiter-Beleuchtungsgeräte verwendet wird. Das Funktionsprinzip beruht auf dem Phänomen der Elektrolumineszenz von Halbleitern.

Halbleiterbauelemente als Lichtquellen

Nachdem andere Informationen auf der Website bekannt waren, wusste man bereits, dass der Höhepunkt der Entwicklung von LEDs auf die Erfindung des Rubinlasers fiel. Der Kalte Krieg hat dann den Keim lokaler Konflikte geoffenbart, und heute stehen die Interessen der Staaten oft gegeneinander. Lassen Sie uns erklären: Die Idee, eine Laserwaffe zu entwickeln, war vorherrschend, aber eine Reihe von Schwierigkeiten erlaubten es nicht, effektiv mit Strahlung zu arbeiten: Der Laser

1. Ruby sowie der Gaslaser erfordern eine intensive Kühlung. Der Einbau solcher Einheiten in Luft- oder Raumfahrzeuge ist nicht möglich: schwer, sperrig und erfordert viel Energie zum Arbeiten. Der Text hat bereits die Argumente des Akademikers Ioffe zu diesem Punkt berücksichtigt. Letzteres war der Ansicht, dass die Thermoelemente in diesem Zusammenhang vielversprechend sind.
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2. In einem engen Bereich konzentrierte Strahlungsleistung zerfällt in der Atmosphäre schnell. Selbst in den Fenstern der Transparenz ist der Einsatz solcher Technologien unrentabel. Laser wurden jedoch aktiv in der Satellitenkommunikation eingesetzt. Nach Quellen wird behauptet, dass es seit den frühen 70er Jahren des 20. Jahrhunderts für das Militär alltäglich geworden ist. Natürlich am Beispiel der amerikanischen Streitkräfte.
3. Die Leistung von Halbleiterlasern war nicht zu groß.Und das nicht nur aus Gründen des geringen Wirkungsgrades( bei den ersten Geräten kaum 1%).Nun gibt es fortschrittliche Produkte, die die Hälfte der Energie in Photonen umwandeln. Der technologische Faktor der praktischen Unpraktikabilität bei der Schaffung eines großen PN-Übergangsbereichs tritt in Kraft.

Es ist vorteilhaft, die Strahlung der optischen und angrenzenden Bereiche für die Anforderungen der Informationsübertragung zu verwenden - dies sind die besten Frequenzen, die es heute gibt. Aufgrund der kleinen Wellenlänge( nach dem Kotelnikov-Theorem) ist es möglich, eine große Datenmenge in einem kurzen Bereich abzulegen. Was bewirkt die Erhöhung der Übertragungsrate? Die meisten hochwertigen Computernetzwerke arbeiten heute im optischen Bereich und verwenden ähnliche Verfahren wie bei LED-Lampen.

Die Geschichte der Geräteerstellung wird im oben genannten Abschnitt beschrieben. Wir werden die Entwicklung der Technologie betrachten. Es ist bekannt, dass LEDs in den 1960er Jahren aktiv entwickelt wurden, es wurden jedoch einige Schwierigkeiten festgestellt. Zum Beispiel erwies sich die Effizienz der blauen Strahlung als so gering, dass es keinen Sinn machte, die Technologie in der Praxis anzuwenden. Es gab Schwierigkeiten bei der Untersuchung der Eigenschaften neuer Materialien und ihrer Herstellung. Die Elektrolumineszenz verläuft in drei Stufen:

1. Anregung von Trägerpaaren beider Vorzeichen aufgrund der angelegten Spannung.
2. Thermisierung von Ladungsträgern, Energieausgleich bei gegebener Temperatur.
3. Rekombination mit Emission von Photonen nach außen.

LED-Chemische Zusammensetzung

-Kristall Anorganische Halbleiter Aus dem Englischen steht die Abkürzung LED für Light Emitting Diode. Die Übersetzung ins Russische ist zu kompliziert, da der Professor des Polytechnischen Instituts in Troy Schubert direkt spricht und daher die Vereinfachung angewendet wird - die LED.Um eine Vorstellung von den Prinzipien der PN-Struktur zu erhalten, müssen grundlegende Dinge gelernt werden. In der Halbleiterphysik werden Materialien üblicherweise nach dem Periodensystem der achten Gruppe und der siebten Periode klassifiziert. Es gibt andere grafische Formen der Erfassung des Gesetzes der Periodizität, jedoch nicht in diesem Zusammenhang. Um den Kristall zu bestimmen, wählen Sie die erste Ziffer. Wenn ein Halbleiter aus zwei Elementen besteht, werden die Gruppen nacheinander aufgelistet.

Zum Beispiel gehört Cadmiumtellurid, das leicht als Photonenemitter und Empfänger optischer Strahlung verwendet wird, zur Gruppe der Materialien AIIBVI.Die Reihenfolge entspricht der chemischen Formel. In dieser Hinsicht sieht Cadmiumtellurid wie CdTe aus. Es ist leicht zu erkennen, dass Element A in der zweiten Gruppe ist und B in der sechsten Gruppe. Siliciumcarbid( Carborundum), auf dessen Grundlage erstmals Photonenemissionseffekte nachgewiesen wurden, gehört zur seltenen AIVBIV-Gruppe und ist der einzige Vertreter.

Das härteste Erz der Welt ist aufgrund seiner Eigenschaften ein Analogon zu einfachen Elementen: Diamant, Silizium, Germanium. Die beiden letzteren sind in reiner und dotierter Form weit verbreitet. Die Eigenschaften von Halbleitern werden vollständig durch die Energiezustände der Elektronen und die Breite des verbotenen Bandes bestimmt. Wenn Wissenschaftler in einen reinen Kristall einer Unreinheit eintreten, versuchen sie, neue Qualitäten zu erhalten. Wenn zum Beispiel Germanium mit Arsen dotiert wird, erhält das Material eine Leitfähigkeit vom n-Typ aufgrund der Anwesenheit von freien Elektronen im Bereich von Inhomogenitäten, die durch Verunreinigungen gebildet werden. Es werden also Halbleiter betrachtet:

• Anzahl der Basisgeneratoren:

1. Simple. Bestehen aus einem einzigen Element des Periodensystems.
2. kompliziert. Besteht aus zwei( oder mehr) chemischen Elementen.

• Von der Quelle des Erwerbs der erforderlichen Qualitäten:

1. Clean. Keine Verunreinigungen
2. legiert. Mit dem Zusatz anderer chemischer Elemente im Kristallgitter.

Die oben aufgeführten Zeichen sind durch kristalline anorganische Halbleitermaterialien gekennzeichnet. Unter ihnen erhielten die am weitesten verbreiteten neben einfachen Verbindungen: AIIIBV, AIIBIVCV2( zum Beispiel CdSnAs2, ein nahes Analogon von Indiumarsenid).Die letztere Gruppe hat ein Chalkopyrit-Kristallgitter, obwohl dieses Material nicht in dieser Familie enthalten ist. Komplexe Substanzen entstehen, indem die ursprünglichen Substanzen im richtigen Verhältnis miteinander verschmolzen werden. Dabei bildet sich häufig eine Leitfähigkeit für elektrische Leitfähigkeit oder Löcher, ohne dass Verunreinigungen eingebracht werden. Es sei daran erinnert, dass die Größe der Quantenübergänge in einem Material von größter Bedeutung ist.

Unabhängig von binären Halbleitern werden üblicherweise Oxide klassifiziert. Einige Materialien( Cuprit) kommen in der Natur vor. Wachstumsprozesse sind derzeit nicht gut verstanden, aber im Engineering wird Kupferoxid( AIIBVI) verwendet. Oxide werden aufgrund des Vorhandenseins ausgewählter Materialien der Supraleitung der Gruppe( beispielsweise La2CuO4) bei relativ hohen Temperaturen - 130 K separat erwähnt. Die kristallinen Strukturen einer Reihe von Halbleitern sind durch Schichtung charakterisiert, wobei die Eigenschaften in zwei Dimensionen( Film) ausgeprägt sind.

Nichtkristalline anorganische Halbleiter

Durch Änderung der Technologie können einzelne einfache und komplexe Halbleiter amorph( glasartig) gemacht werden. Dann ist die Kristallstruktur des Materials nicht sichtbar. Alle Halbleiter der Gruppe haben eine Leitfähigkeit vom n-Typ und zeigen eine helle Reaktion auf Photonen, wodurch sie als Teil von Solarzellen verwendet werden können. Das Vorhandensein bestimmter Stufen legt also die Möglichkeit nahe, LEDs auf einer bestimmten Basis zu erstellen.

Weltweit werden amorphe Halbleiter in Gruppen unterteilt:

• -Oxidgläser werden durch Fusion gebildet. Das Verfahren umfasst Oxide von Elementen mit variabler Valenz( Übergangstemperatur), Oxide des sich bildenden Stoffes( Bor, Phosphor), Oxide von Modifizierungsmitteln( Calcium, Blei, Barium).Darüber hinaus ist das Übergangselement in mindestens zwei Valenzzuständen enthalten, die das Vorhandensein besonderer Eigenschaften bestimmen.
• Chalkogenide - Verbindungen von Elementen der sechsten Gruppe des Periodensystems( Selen, Tellur, Schwefel) mit Metallen. Der Name der Materialien, die für die häufige Aufnahme in das Erz erhalten wurden. In der Optik häufig verwendet, wurde in den 60er Jahren die Möglichkeit beschrieben, Speichergeräte( einschließlich nichtflüchtiger) zu erstellen. Die Nachteile sind schlechte chemische Beständigkeit und Kristallisationsneigung.
• Organische Halbleiter werden zur Erzeugung von LEDs verwendet. Vorwiegend polymere Struktur. Zum ersten Mal wird die Wirkung von Lumineszenz auf Acryca- und Acridinkristalle nachgewiesen. Bei organischen Materialien gibt es zwei Gruppen:

1. Mit einem auf Ladungsübertragung basierenden Modell.
2. Mit einem System aus konjugierten Doppel- und Dreifachbindungen.

• Im Kristallgitter von Siliziumkarbid befinden sich Germanium- und Siliziumatome in den Ecken des Tetraeders. Die amorphe Struktur ist dadurch gekennzeichnet, dass einzelne kubische Bestandteile einer Substanz nicht angeordnet werden.

Organische Halbleiter

Organische Halbleiter gelten als Kristalle, Polymere oder amorphe Substanzen. Die im Titel festgelegte Herkunft. Die Wirkung der Elektrolumineszenz auf der Basis organischer Halbleiter wurde 1953 von Andre Bernanoz entdeckt. Experimente zum Studium der Chemilumineszenz führten den Wissenschaftler gerade zur Entdeckung der Beleuchtung von Acrihin und Acridin. Die Ära der organischen LEDs begann 1987 dank Codec. Dr. Tang entdeckte das Glühen des Polymerfilms Alq3( 3-8-Hydroxychinolat-Aluminium).Die neue grüne LED hatte einzigartige Eigenschaften und wird immer noch in der Technik verwendet.

Eine ähnliche Art der Kristallstruktur der Elemente des Periodensystems weist die Eigenschaft der Elektrolumineszenz auf. Unterscheidungsmerkmale gelten als hocheffizient und kostengünstig.1989 lernte das Labor der University of Cambridge, wie man organische Polymere herstellt. Die Entdeckung von Richard Friend, Donal Bradley und Jeremy Barrow führte 1992 zur Gründung von Cambridge Display Technology( einer Division von Sumitomo Chemical) mit einem Umsatz von 285 Millionen US-Dollar im Jahr 2007.Laboratorien des Unternehmens und heute beschäftigen sich mit der Suche nach neuen polymeren Materialien, der Untersuchung ihrer Eigenschaften.

Das erste Schwarz-Weiß-Display mit einem passiven Array organischer LEDs wurde 1996 von Pioneer veröffentlicht. Die Bildschirmauflösung betrug nur 256x64 Pixel. Im selben Jahr präsentiert CDT eigene Arbeiten in dem genannten Bereich. Im Jahr 2000 wurden dank LG die ersten Designs für mobile Geräte veröffentlicht. Samsung hat im Jahr 2016 325 Millionen US-Dollar in Technologie für flexible OLED-Displays investiert und gleichzeitig die Leistung verdoppelt. Der neue Mercedes wird mit 12,3-Zoll-Bildschirmen ausgestattet.

Bereits heute werden organische LEDs in der Hintergrundbeleuchtung der Matrix verwendet. LG hat spezielle Drucker entwickelt und hergestellt, die zum Drucken von Panels für Beleuchtungszwecke geeignet sind. Damit ist die Preisfrage für organische LEDs gelöst. Der große Vorteil war die Möglichkeit, die Helligkeit anzupassen. Nicht weit davon entfernt ist der Tag, an dem Diodenlampen auf Kosten organischer Stoffe zu funktionieren beginnen.

Die Vorteile von LED-Lampen

Trotz des geringen Wirkungsgrades von LEDs haben Lampen, die auf diesen basieren, enorme Eigenschaften. Wenn der Energieverbrauch gleich ist, sinkt der Energieverbrauch um eine Größenordnung. Dadurch können Sie die Kosten für Geräte während des Jahres aufholen. Der Hersteller gibt in der Regel eine Garantie von 3 oder mehr. Es ist jedoch nicht einfach, chinesische Produkte zu erwerben, die unter verschiedenen europäischen Marken verkauft werden. Der listige Hersteller weist in der Anleitung darauf hin, dass der Verkäufer Produkte zurücksenden muss, und dieser ist nicht immer bereit, dafür zu gehen.

Hauptsache - das Segment boomt heute. Die LED-Lampe von morgen wird zum Standard für die Beleuchtungsbedürfnisse.