Lampada a diodi

Una lampada a diodi è un nome errato e semplificato utilizzato principalmente nella vita di tutti i giorni per indicare dispositivi di illuminazione a semiconduttore elettrici. Il principio di funzionamento è basato sul fenomeno dell'elettroluminescenza dei semiconduttori.

Dispositivi a semiconduttore come sorgenti luminose

Dopo aver preso conoscenza di altre informazioni sul sito, è già noto che il picco dello sviluppo dei LED è caduto sull'invenzione del laser a rubino. Poi la Guerra Fredda ha rivelato i semi dei conflitti locali, e oggi gli interessi degli Stati spesso sono in contrasto tra loro. Cerchiamo di spiegare: l'idea di creare un'arma laser era prevalente prima, ma una serie di difficoltà non permettevano di lavorare efficacemente con le radiazioni: il laser Rubino

1. , così come quello a gas, richiede un raffreddamento intenso. Non è possibile installare tali unità su aerei o veicoli spaziali: pesanti, voluminosi e richiedono molta energia per funzionare. Il testo ha già considerato gli argomenti su questo punteggio di Academic Ioffe. Quest'ultimo era dell'opinione che le termocoppie siano promettenti in questo contesto.
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2. Il potere di radiazione, concentrato in un intervallo ristretto, decade rapidamente nell'atmosfera. Anche nelle finestre di trasparenza, l'uso di tali tecnologie è inutile. Tuttavia, i laser sono stati utilizzati attivamente nelle comunicazioni satellitari. Si troveranno fonti che sostengono che è diventato un luogo comune per i militari fin dai primi anni '70 del XX secolo. Ovviamente, con l'esempio delle forze armate americane.
3. La potenza dei laser a semiconduttore non era troppo grande. E non solo per ragioni di bassa efficienza( appena raggiunto l'1% per i primi dispositivi).Ora ci sono prodotti avanzati che convertono metà dell'energia in fotoni. Entra in vigore il fattore tecnologico dell'impraticabilità pratica della creazione di un'ampia area di giunzione pn.

È vantaggioso utilizzare la radiazione delle gamme ottiche e adiacenti per le esigenze di trasmissione delle informazioni: queste sono le migliori frequenze oggi. A causa della piccola lunghezza d'onda( secondo il teorema di Kotelnikov), è possibile depositare una grande quantità di dati in un'area breve. Cosa fa l'aumento della velocità di trasmissione. Oggi, la maggior parte delle reti di computer di alta qualità operano nel campo ottico, utilizzando metodi simili a quelli osservati nelle lampade a LED.

La storia della creazione di dispositivi è delineata nella sezione di cui sopra, vedremo lo sviluppo della tecnologia.È noto che negli anni '60 i LED sono stati sviluppati attivamente, ma sono state notate diverse difficoltà.Ad esempio, l'efficienza della radiazione blu si è rivelata talmente piccola che non aveva senso applicare la tecnologia nella pratica. C'erano difficoltà nello studio delle proprietà di nuovi materiali, della loro fabbricazione. Processi di elettroluminescenza in tre fasi:

1. Eccitazione di coppie portanti di entrambi i segni a causa della tensione applicata.
2. Termalizzazione dei carrier, equalizzazione dell'energia per una data temperatura.
3. Ricombinazione con emissione di fotoni all'esterno.

LED Composizione chimica

Crystal Inorganic Semiconductors Dall'inglese, la sigla LED sta per Light-Emitting Diode. La traduzione in russo è troppo complicata, come parla direttamente il professore del Politecnico di Troy Schubert, e quindi si applica la semplificazione: il LED.Per avere un'idea dei principi della struttura a pn, è necessario imparare le cose di base. Nella fisica dei semiconduttori, i materiali sono solitamente classificati in base alla tabella periodica dell'ottavo gruppo e del settimo periodo. Esistono altre forme grafiche di registrazione della legge della periodicità, ma non in questo contesto. Per designare il cristallo scegli la prima cifra. Se un semiconduttore è formato da due elementi, i gruppi vengono elencati in sequenza.

Ad esempio, il tellururo di cadmio, facilmente utilizzato come emettitore di fotoni e come ricevitore di radiazioni ottiche, appartiene al gruppo di materiali AIIBVI.La sequenza corrisponde alla formula chimica. A questo proposito, il tellururo di cadmio si presenta come CdTe.È facile rintracciare l'elemento A nel secondo gruppo e B nel sesto. Il carburo di silicio( carborundum), sulla base del quale gli effetti di emissione di fotoni sono stati dimostrati per la prima volta, appartiene al raro gruppo AIVBIV ed è diventato l'unico rappresentante.

Per proprietà, il minerale più duro del pianeta è diventato un analogo di elementi semplici: diamante, silicio, germanio. Gli ultimi due sono ampiamente usati in forma pura e drogata. Le caratteristiche dei semiconduttori sono completamente determinate dagli stati energetici degli elettroni, dalla larghezza della banda proibita. Entrando in un puro cristallo di un'impurità, gli scienziati cercano di ricevere nuove qualità.Ad esempio, quando si doping germanio con arsenico, il materiale acquisisce una conduttività di tipo n dovuta alla presenza di elettroni liberi nella regione di disomogeneità formata da impurità.Quindi, i semiconduttori sono considerati:

• Dal numero di generatori di base:

1. Semplice. Consiste in un singolo elemento del sistema periodico.
2. complicato. Formata da due( o più) elementi chimici.

• Dalla fonte dell'acquisizione delle qualità necessarie:

1. Clean. Nessuna impurità
2. Allied. Con l'aggiunta di altri elementi chimici nel reticolo cristallino.

I segni sopra elencati sono caratterizzati da materiali semiconduttori inorganici cristallini. Tra questi, il più diffuso, oltre ai semplici, composti ricevuti: AIIIBV, AIIBIVCV2( ad esempio, CdSnAs2, un analogo vicino di arseniuro di indio).Quest'ultimo gruppo ha un reticolo cristallino calcopirite, sebbene questo materiale non sia incluso in questa famiglia. Le sostanze complesse vengono create fondendo le sostanze originali nella giusta proporzione, spesso formando conduttività elettronica o di fori senza l'introduzione di impurità.Ricordiamo che la dimensione delle transizioni quantistiche in un materiale è di primaria importanza.

Separatamente dai semiconduttori binari, è consuetudine classificare gli ossidi. Alcuni dei materiali( cuprite) si trovano in natura. I processi di crescita non sono attualmente ben compresi, ma l'ossido di rame( AIIBVI) viene utilizzato in ingegneria. Gli ossidi sono menzionati separatamente a causa della presenza di materiali selezionati del gruppo( per esempio, La2CuO4) superconduttività a temperature relativamente alte - 130 K. Le strutture cristalline di un certo numero di semiconduttori sono caratterizzate da stratificazione, proprietà pronunciate in due dimensioni( film).

Semiconduttori inorganici non cristallini

Modificando la tecnologia, singoli semiconduttori semplici e complessi possono essere resi amorfi( vitreali).Quindi la struttura cristallina del materiale non è visibile. Tutti i semiconduttori del gruppo hanno conduttività di tipo n, dimostrano una risposta brillante ai fotoni, che consente loro di essere utilizzati come parte delle celle solari. Quindi, la presenza di livelli specifici suggerisce la possibilità di creare e LED su una base specificata.

Globalmente, i semiconduttori amorfi sono divisi in gruppi: I vetri di ossido

• sono formati dalla fusione. Il processo coinvolge ossidi di elementi con valenza variabile( transizionale), ossidi della sostanza formante( boro, fosforo), ossidi di modificatori( calcio, piombo, bario).Inoltre, l'elemento di transizione è contenuto in almeno due stati di valenza, che determina la presenza di proprietà speciali.
• calcogenuri - composti di elementi del sesto gruppo del sistema periodico( selenio, tellurio, zolfo) con metalli. Il nome dei materiali ricevuti per l'inclusione frequente nel minerale. Spesso utilizzato in ottica, negli anni '60 ha descritto la possibilità di utilizzare per creare dispositivi di memorizzazione( anche non volatile).Gli svantaggi includono scarsa resistenza chimica e tendenza alla cristallizzazione. I semiconduttori organici
• sono utilizzati per creare LED.Struttura prevalentemente polimerica. Per la prima volta l'effetto della luminescenza è dimostrato su cristalli di acryca e acridina. Tra i materiali organici, ci sono due gruppi:

1. con un modello basato sul trasferimento di carica.
2. Con un sistema di legami coniugati doppio e triplo sviluppati.

• Nel reticolo cristallino del carburo di silicio, germanio, gli atomi di silicio si trovano negli angoli del tetraedro. La struttura amorfa è caratterizzata dalla mancanza di ordinamento dei singoli costituenti cubici di una sostanza.

Semiconduttori organici

I semiconduttori organici sono considerati cristalli, polimeri o sostanze amorfe. La natura di origine indicata nel titolo. L'effetto dell'elettroluminescenza a base di semiconduttori organici fu scoperto nel 1953 da Andre Bernanoz. Esperimenti sullo studio della chemiluminescenza hanno portato lo scienziato alla scoperta dell'illuminazione di acrihin e acridina. L'era dei LED organici è iniziata nel 1987 grazie a Codec. Il Dr. Tang ha scoperto il bagliore del film polimerico Alq3( alluminio tre-8-idrossichinolato).Il nuovo LED verde ha qualità uniche ed è ancora utilizzato in tecnologia.

Allo stesso modo, le strutture cristalline degli elementi della tavola periodica mostrano la proprietà dell'elettroluminescenza. Le caratteristiche distintive sono considerate alta efficienza e prezzo basso. Nel 1989, il laboratorio dell'Università di Cambridge apprese come produrre polimeri organici. La scoperta di Richard Friend, Donal Bradley e Jeremy Barrow ha portato alla creazione nel 1992 della Cambridge Display Technology( una divisione di Sumitomo Chemical) con un fatturato di $ 285 milioni per il 2007.Laboratori dell'azienda e oggi sono impegnati nella ricerca di nuovi materiali polimerici, lo studio delle loro proprietà.

Il primo display in bianco e nero con una serie passiva di LED organici è stato rilasciato da Pioneer nel 1996.La risoluzione dello schermo era di soli 256x64 pixel. Nello stesso anno, CDT presenta il proprio lavoro nell'area menzionata. Nel 2000, grazie a LG, sono comparsi i primi progetti per dispositivi mobili. Al momento del 2016, Samsung ha investito $ 325 milioni in tecnologia sugli schermi flessibili OLED con un raddoppio simultaneo della produzione, mentre la nuova Mercedes sarà equipaggiata con schermi da 12,3 pollici.

Oggi, i LED organici sono già utilizzati nella retroilluminazione della matrice. LG ha sviluppato e prodotto stampanti speciali in grado di stampare per produrre pannelli per l'illuminazione. Questo risolve il prezzo dei LED organici. Il grande vantaggio era la possibilità di regolare la luminosità.Non lontano è il giorno in cui le lampade a diodi iniziano a funzionare a spese della materia organica.

I vantaggi delle lampade a LED

Nonostante la bassa efficienza dei LED, le lampade basate su di essi hanno caratteristiche straordinarie. Il consumo di energia, a parità di altre condizioni, viene ridotto di un ordine di grandezza. Ciò consente di recuperare il costo dei dispositivi durante l'anno, il produttore di solito dà una garanzia di 3 o più.Tuttavia, acquistarlo su prodotti cinesi venduti con vari marchi europei non è facile. Il produttore astuto nelle istruzioni indica la necessità di restituire i prodotti dal venditore, e quest'ultimo non è sempre pronto a farlo.

La cosa principale - il segmento oggi è in piena espansione. La lampada a LED di domani diventerà lo standard di fatto per le esigenze di illuminazione.