Diodilamppu

Diodilamppu on virheellinen ja yksinkertaistettu nimi, jota käytetään pääasiassa jokapäiväisessä elämässä sähköisten puolijohdevalaisimien merkitsemiseen. Toimintaperiaate perustuu puolijohteiden elektroluminesenssin ilmiöön.

Puolijohdelaitteet valonlähteinä

Saatuaan tutustua muihin sivustolla oleviin tietoihin jo tiedämme, että LEDien kehittymisen huippu putosi rubiinilaserin keksinnölle. Sitten kylmä sota paljasti paikallisten konfliktien siemenet, ja nykyään valtioiden edut ovat usein ristiriidassa keskenään. Selittäkäämme: ajatus laser-aseen luomisesta oli vallitsevaa aikaisemmin, mutta useat vaikeudet eivät salli tehokkaasti säteilyn toimintaa:

1. Ruby -laser, samoin kuin kaasu, vaatii intensiivistä jäähdytystä.Tällaisia ​​yksiköitä ei voi asentaa ilmailuun tai avaruusalukseen: raskas, iso ja vaatia paljon energiaa. Tekstissä on jo otettu huomioon tämän akateemikko Ioffen pisteet. Viimeksi mainittu oli sitä mieltä, että lämpöparit ovat tässä yhteydessä lupaavia.
   

   Akateemikko Ioffe

instagram viewer
2. Säteilyteho, keskittynyt kapealle alueelle, hajoaa nopeasti ilmakehässä.Jopa avoimuuden ikkunoissa tällaisten teknologioiden käyttö on kannattavaa. Lasereita käytettiin kuitenkin aktiivisesti satelliittiviestinnässä.Lähteitä löytyy väittäen, että se on tullut sotilaalliseksi yleiseksi XX-luvun alun 70-luvun alusta lähtien. Tietenkin amerikkalaisten asevoimien esimerkki.
3. Puolijohdelaserien teho ei ollut liian suuri. Eikä vain alhaisen tehokkuuden vuoksi( ensimmäisten laitteiden kohdalla tuskin oli 1%).Nyt on kehittyneitä tuotteita, jotka muuttavat puolet energiasta fotoneiksi. Suuren pn-liitosalueen luomisen käytännön epäkäytännöllisyyden tekninen tekijä tulee voimaan.

On edullista käyttää optisten ja vierekkäisten alueiden säteilyä tiedonsiirron tarpeisiin - nämä ovat nykyisin parhaita taajuuksia. Pienen aallonpituuden( Kotelnikov-lauseen mukaan) ansiosta on mahdollista sijoittaa suuri määrä tietoa lyhyellä alueella. Mitä lähetyksen nopeus kasvaa. Nykyään useimmat korkealaatuiset tietokoneverkot toimivat optisesti, käyttäen LED-lampuissa havaittuja menetelmiä.

Laitteiden luomisen historia on kuvattu edellä mainitussa osassa, tarkastelemme teknologian kehitystä.On tunnettua, että 1960-luvulla LEDit kehitettiin aktiivisesti, mutta havaittiin useita vaikeuksia. Esimerkiksi sinisen säteilyn tehokkuus osoittautui niin pieneksi, että tekniikan soveltamisessa käytännössä ei ollut mitään järkeä.Uusien materiaalien ominaisuuksien, niiden valmistuksen tutkimuksessa oli vaikeuksia. Elektroluminesenssi etenee kolmessa vaiheessa:

1. Molempien merkkien kantoparien viritys sovelletun jännitteen vuoksi.
2. Kantoaaltojen lämmittäminen, energian tasaus tietylle lämpötilalle.
3. Rekombinaatio fotonien päästöjen kanssa ulkopuolella.

LED-kemiallinen koostumus

Kristalli epäorgaaniset puolijohteet Englannista lyhenne LED tarkoittaa valoa emittoivaa diodia. Kääntäminen venäjäksi on liian monimutkainen, koska Troy Schubertin ammattikorkeakoulun professori puhuu suoraan, ja siksi yksinkertaistamista sovelletaan - LED.Jotta saataisiin käsitys pn-rakenteen periaatteista, on välttämätöntä oppia perusasioita. Puolijohdefysiikassa materiaalit luokitellaan yleensä jaksollisen taulukon mukaan kahdeksannesta ryhmästä ja seitsemännestä jaksosta. On olemassa muita graafisia muotoja, joilla tallennetaan säännöllisyyden lakia, mutta ei tässä yhteydessä.Määritä kristalli valitsemalla ensimmäinen numero. Jos puolijohde muodostuu kahdesta elementistä, ryhmät luetellaan peräkkäin.

Esimerkiksi kadmiumtelluridi, jota käytetään helposti fotoni-emitterinä ja optisen säteilyn vastaanottimena, kuuluu materiaaliryhmään AIIBVI.Sekvenssi vastaa kemiallista kaavaa. Tässä suhteessa kadmiumtelluridi näyttää CdTe: ltä.On helppo jäljittää, että elementti A on toisessa ryhmässä, ja B on kuudennessa. Piikarbidi( karborundi), jonka perusteella fotonipäästövaikutukset esitettiin ensimmäisenä, kuuluu harvaan AIVBIV-ryhmään ja siitä on tullut ainoa edustaja.

Ominaisuuksien mukaan planeetan kovin malmi on tullut yksinkertaisista elementeistä: timantti, pii, germanium. Kaksi viimeksi mainittua käytetään laajasti puhtaassa ja seostetussa muodossa. Puolijohteiden ominaisuudet määräytyvät täysin elektronien energiatilojen, kielletyn kaistan leveyden mukaan. Tunkeutumalla puhtaan epäpuhtauden kristalliin tiedemiehet yrittävät saada uusia ominaisuuksia. Esimerkiksi, kun seos germaniumia arseenin kanssa, materiaali saa n-tyypin johtavuuden johtuen vapaiden elektronien läsnäolosta epäpuhtauksien muodostamien epähomogeenisyyksien alueella. Niinpä puolijohdetta tarkastellaan:

• Perusgeneraattorien lukumäärän mukaan:

1. Simple. Sisältää jaksollisen järjestelmän yhden elementin.
2. monimutkainen. Muodostettu kahdella( tai useammalla) kemiallisella elementillä.

• Tarvittavien ominaisuuksien hankinnan lähteenä:

1. Clean. Ei epäpuhtauksia.
2. seostettu. Kun on lisätty muita kemiallisia elementtejä kidehilaan.

Edellä lueteltuja merkkejä ovat kiteiset epäorgaaniset puolijohdemateriaalit. Niistä yleisimmin levitettyjen yhdisteiden lisäksi saatiin yksinkertaisia ​​yhdisteitä: AIIIBV, AIIBIVCV2( esimerkiksi CdSnAs2, lähellä oleva indium-arsenidin analogi).Jälkimmäisessä ryhmässä on kalkopyriittikitehila, vaikka tätä materiaalia ei ole sisällytetty tähän perheeseen. Monimutkaisia ​​aineita luodaan fuusioimalla alkuperäiset aineet oikeassa suhteessa, jolloin ne muodostavat usein sähköisen tai reikäjohtavuuden ilman epäpuhtauksien lisäämistä.Muista, että materiaalin kvanttimuutosten koko on ensisijaisen tärkeää.

Erillään binäärisistä puolijohteista on tavallista luokitella oksidit. Osa materiaaleista( kupriitti) löytyy luonnosta. Kasvuprosesseja ei tällä hetkellä ole hyvin ymmärretty, mutta kuparioksidia( AIIBVI) käytetään tekniikassa. Oksidit mainitaan erikseen, koska ryhmän( esim. La2CuO4) suprajohtavuus on valittua materiaalia suhteellisen korkeissa lämpötiloissa - 130 K. Monien puolijohteiden kiteisiin rakenteisiin on tunnusomaista kerrostuminen, selkeät ominaisuudet kahdessa mitassa( kalvo).

Ei-kiteiset epäorgaaniset puolijohteet

Muuttamalla tekniikkaa yksittäiset yksinkertaiset ja monimutkaiset puolijohteet voidaan tehdä amorfisiksi( lasiaiset).Sitten materiaalin kiderakenne ei ole näkyvissä.Kaikilla ryhmän puolijohteilla on n-tyyppinen johtavuus, ne osoittavat kirkkaan vastauksen fotoneihin, mikä mahdollistaa niiden käytön aurinkokennojen osana. Niinpä tiettyjen tasojen läsnäolo viittaa mahdollisuuteen luoda ja LED-valot tietyllä perusteella.

Maailmanlaajuisesti amorfiset puolijohteet jaetaan ryhmiin:

• -oksidilasit muodostetaan fuusiolla. Menetelmässä on elementtejä, joiden valenssi on vaihteleva( siirtymä), muodostavan aineen oksidit( boori, fosfori), modifioijien oksidit( kalsium, lyijy, barium).Siirtymäelementti sisältyy lisäksi ainakin kahteen valenssin tilaan, joka määrittää erityisominaisuuksien läsnäolon.
• Kalkogenidit - jaksollisen järjestelmän kuudennen ryhmän elementtien( seleeni, telluuri, rikki) yhdisteet metallien kanssa. Niiden materiaalien nimet, jotka on vastaanotettu usein levittämiseksi malmiin. Usein optiikassa käytetään 60-luvulla mahdollisuutta käyttää tallennuslaitteita( myös haihtumattomia).Haittapuolia ovat huono kemiallinen kestävyys ja taipumus kiteytyä.
• Orgaanisia puolijohteita käytetään LEDien luomiseen. Pääosin polymeerirakenne. Ensimmäistä kertaa luminesenssin vaikutus on osoitettu akrykaan ja akridiinin kiteille. Orgaanisten materiaalien joukossa on kaksi ryhmää:

1. , joka perustuu latauksen siirtoon.
2. Kehitettyjen konjugoitujen kaksois- ja kolmoissidosten järjestelmä.

• Piikarbidin, germaniumin kristallihiloissa piikomponentit sijaitsevat tetraedronin kulmissa. Amorfiselle rakenteelle on tunnusomaista aineen yksittäisten kuutiokomponenttien järjestyksen puute.

Orgaaniset puolijohteet

Orgaanisia puolijohteita pidetään kiteinä, polymeereinä tai amorfisina aineina. Otsikossa määrätty alkuperän luonne. Orgaanisten puolijohteiden perustuvan elektroluminesenssin vaikutuksen löysi vuonna 1953 Andre Bernanoz. Kokeilut kemiluminesenssin suorasta tutkimuksesta johtivat tutkijan havaitsemiseen akriinin ja akridiinin valaistuksesta. Orgaanisten LEDien aikakausi alkoi vuonna 1987 Codecin ansiosta. Tohtori Tang löysi polymeerikalvon Alq3( kolme-8-hydroksikinolaatti-alumiini) hehkun. Uudella vihreällä LEDillä oli ainutlaatuisia ominaisuuksia ja sitä käytetään edelleen tekniikassa.

Samanlainen periodisen taulukon elementtien kiderakenne osoittaa elektroluminesenssin ominaisuuden. Erottamiskykyä pidetään korkean hyötysuhteen ja edullisena. Cambridgen yliopiston laboratorio oppi vuonna 1989 luomaan orgaanisia polymeerejä.Richard Friendin, Donal Bradleyn ja Jeremy Barrowin löytäminen johti vuonna 1992 Cambridge Display Technologyn( Sumitomo Chemicalin divisioonan) perustamiseen, jonka liikevaihto vuonna 2007 oli 285 miljoonaa dollaria. Yrityksen laboratoriot ja nykyiset yritykset etsivät uusia polymeerimateriaaleja, niiden ominaisuuksien tutkimista.

Pioneer julkaisi ensimmäisen mustan ja valkoisen näytön, jossa oli passiivinen orgaanisten LEDien valikoima. Näytön resoluutio oli vain 256x64 pikseliä.Samana vuonna CDT esittelee oman työnsä mainituilla alueilla. Vuonna 2000 LG: n ansiosta ilmestyi ensimmäiset mobiililaitteiden mallit. Vuoden 2016 aikana Samsung on investoinut 325 miljoonan dollarin teknologiaan OLED-joustaviin näyttöihin, joiden tuotos kaksinkertaistui, kun taas uusi Mercedes on varustettu 12,3 tuuman näytöllä.

Nykyään orgaanisia LEDejä käytetään jo matriisin taustavalossa. LG on kehittänyt ja valmistanut erityisiä tulostimia, jotka pystyvät tulostamaan tuottamaan paneeleja valaistukseen. Tämä ratkaisee kysymyksen orgaanisten LEDien hinnasta. Suurena etuna oli mahdollisuus säätää kirkkautta. Ei kaukana on päivä, jolloin diodilamput alkavat toimia orgaanisen aineen kustannuksella.

LED-lamppujen edut

LED-valojen alhaisesta tehokkuudesta huolimatta valaisimilla on valtavia ominaisuuksia. Energiankulutusta, joka on yhtä suuri, pienennetään suuruusluokalla. Näin voit palauttaa laitteiden kustannukset vuoden aikana, valmistaja antaa yleensä 3 tai enemmän takuun. Sen saaminen kiinalaisille tuotteille, joita myydään eri eurooppalaisilla tuotemerkeillä, ei kuitenkaan ole helppoa. Ohjeissa oleva ovela valmistaja ilmoittaa, että myyjän on palautettava tuotteet, eikä jälkimmäinen ole aina valmis siihen.

Tärkeintä on, että segmentti kukoistaa tänään. LED-lamppu tulee huomenna de facto standardiksi valaistuksen tarpeisiin.