Illuminazione a LED

L'illuminazione LED

è un insieme di apparecchiature per l'illuminazione di vario genere, basate sulla radiazione prodotta dalla corrente elettrica in speciali dispositivi a semiconduttore. Inoltre, questa soluzione tecnica consente notevoli risparmi. L'efficienza dell'illuminazione a LED è molto più elevata rispetto alle lampade ad incandescenza. LED

e illuminazione

È stato difficile crederci mezzo secolo fa, ma oggi l'illuminazione a LED è considerata la più economica di tutte. Un vantaggio in più in una vasta gamma di tonalità, caratterizzato da un parametro speciale - temperatura, le informazioni si trovano sulla confezione. Il risparmio rispetto alle lampadine a incandescenza è 10 volte, l'illuminazione a LED è senza dubbio caratterizzata da una migliore riproduzione dei colori rispetto alle fonti di bit alogene. Gli sviluppatori

promettono un'incredibile durata dei propri prodotti. La vita media dell'illuminazione a LED è di 30.000 ore e raggiunge i 50.000.Questi sono molti decenni di funzionamento senza problemi. Grazie al driver integrato, la lampadina a LED non presenta terribili picchi di tensione, riducendo drasticamente la durata. Ci sono anche difficoltà nell'utilizzo di interruttori con indicazione della luce.

In vendita ci saranno prodotti di marca al prezzo di 2.000 rubli a testa, i beni di consumo cinesi sono dieci volte più economici. Ed è impossibile dire qualcosa di negativo su quest'ultimo. Scegli l'illuminazione a LED si basa sulla potenza e l'assenza di sfarfallio. Rivelare un effetto negativo non è difficile con una fotocamera di scarsa qualità.Un vecchio telefono o iPad funzionerà.Non una fotocamera professionale. Concentrarsi su una fiaschetta di vetro e verificare attentamente se è presente uno sfarfallio.

Dalla storia dello sviluppo della tecnologia dei semiconduttori

Un prerequisito per la creazione del primo LED in carburo di silicio è stato l'articolo del 1907 sulla rivista Electric World, pubblicato a New York da McGraw e Hill. Il testo diceva che Henry Joseph Round stava sperimentando il cristallo di carborundum e aveva scoperto un fenomeno sorprendente, inedito. Al collegamento di elettrodi di una corrente continua è stata annotata la luminescenza. Solo campioni selezionati hanno mostrato un effetto a una tensione di 10 V, ma qualsiasi cristallo ha iniziato a luminesce quando il valore è aumentato a 110 V.

Nella maggior parte dei casi, la luminescenza era gialla e localizzata vicino al polo negativo, le scintille blu-verdi periodicamente positive. Oltre a questo, i campioni dei cristalli hanno mostrato colori verde chiaro, blu e arancione. Il round ha cercato di posizionare l'elettrodo negativo nel mezzo del cristallo, quindi l'unico polo( positivo) è diventato per emettere luce. Quindi, lo scienziato porta i lettori al concetto di una transizione metallo-semiconduttore, quindi sconosciuto nella scienza( il contatto rettificante di Schottky).

L'origine del carborundum è invischiata in un mistero profondo. Questo è apparentemente l'unico minerale originariamente ottenuto in laboratorio da Edward Godrich Acheson( 1890).Tre anni dopo, Henri Moissan scoprì qualcosa di simile nei frammenti di un meteorite che raggiunse la valle del Diavolo in Arizona, e decise che c'era un diamante davanti a lui. Sono stati spesi 11 anni per comprendere la vera composizione chimica del ritrovamento, mentre il carborundum ha continuato ad essere utilizzato dall'industria come il più forte abrasivo.

Essendo un carburo di silicio per formula chimica, la moissanite minerale mostra una scala Mohs di 9,5 punti ed è davvero paragonabile al diamante naturale: solo un minerale prezioso( e nitruro di boro, ma il composto è stato ottenuto per la prima volta esclusivamente nel 1957) ed è inferiore a un alieno dallo spazio. Per ovvi motivi, è stato suggerito che il "diamante" colpisse un meteorite durante lo sviluppo degli escavatori, essendosi allontanato dallo strumento minerario. L'

Mineral, che divenne un prerequisito per la creazione di illuminazione a LED, prese il nome dallo scopritore nel 1904, diversi anni prima della morte di quest'ultimo. In natura, la moissanite è estremamente rara. Tra i probabili luoghi di residenza, oltre ai meteoriti, si chiamano depositi di corindone e depositi di diamanti. E fino al 1959 nemmeno questi fuochi furono chiamati: Henri Moissan si imbatté in qualcosa di estremamente raro. Alla fine degli anni '50 del XX secolo, la moissanite naturale fu trovata immediatamente in due punti del globo: miniere di diamanti Yakut

1. .
2. Formazione del Green River Wyoming.

I dati di analisi spettrale suggeriscono che il carborundum è considerato un frequentatore frequente di rocce che si aggirano intorno alle stelle ricche di carbonio della galassia.È sorprendente, ma la scoperta dei LED è stata dimenticata per molto tempo. Le informazioni sono emerse già durante la Guerra Fredda, quando i primi laser a semiconduttore sono stati dimostrati simultaneamente in diversi punti. A proposito di illuminazione a LED quindi non pensavo. LED

a base di carburo di silicio

Elettroluminescenza scoperta recentemente, all'inizio del XX secolo. Il grande vantaggio del nuovo fenomeno è il fatto che il bagliore è visibile a temperature ambiente. Una normale lampadina a incandescenza, come sapete, è stata accolta con un applauso dai visitatori del teatro per una sicurezza comparativa per quanto riguarda le trombe a gas. L'illuminazione a LED di tutti i segni ha superato i predecessori di un ordine di grandezza: anche dopo ore di lavoro, il bulbo di vetro rimane leggermente caldo.

La produzione industriale di carburo di silicio è iniziata nel 1891.Sviluppato da Acheson, ha proceduto ad alte temperature in un crogiolo di carbone, dove le condizioni per la trasformazione del vetro ordinario in un minerale superhard sono state create utilizzando una corrente elettrica. La reazione va in due fasi. Il carbonio riduce la silice tetravalente a due valori, quindi si verifica una reazione simile. Il monossido di carbonio rilasciato necessitava di un'intensa ossidazione per disattivarlo. Il carborundum

mostra una durezza estrema in primo luogo, a causa della somiglianza del reticolo cristallino con il diamante. Il basso costo della sintesi ha portato all'elevata popolarità come abrasivo di un nuovo composto chimico. Henry Joseph Round ha sperimentato i rivelatori per i primi ricevitori di onde elettromagnetiche e ha scoperto un nuovo fenomeno. I raddrizzatori a semiconduttore sono stati chiamati per sostituire un costoso diodo a vuoto, poiché l'illuminazione a LED sostituisce gradualmente le lampadine a incandescenza.

Il fenomeno rilevato dal Round sarebbe stato notato in alcuni diodi Schottky, se si applica una tensione molto più alta di quella operativa. In questo caso, si verifica la moltiplicazione valanghe di portatori di cariche di minoranza( fori) nel metallo. Sono iniettati in un semiconduttore, dove sono ricombinati con gli elettroni, e la differenza nei livelli di energia rientra solo nell'intervallo visibile della radiazione. Il fenomeno può anche essere osservato con un forte spostamento inverso della transizione. Ci sono anche studi speciali su questo punteggio.

Il russo Losev di solito non compare nella letteratura scientifica, ma il merito dell'autore nella creazione di illuminazione a LED è indiscutibile. Lo sperimentatore ha scoperto che alcuni diodi si illuminano quando vengono attivati ​​in avanti, altri in tutti i casi. Ha derivato una formula per la dipendenza della frequenza di radiazione sulla grandezza della caduta di tensione sulla giunzione, brevettato il primo relè ottico del mondo. I lavori continuarono dal 1924 fino all'inizio della seconda guerra mondiale.

Nel 1939, Zoltan Bay e Georgy Zhigeti brevettarono un LED a base di carburo di silicio con la possibilità di sostituire il carburo di boro che emetteva i colori: bianco, giallo pallido e verde pallido, a seconda delle impurità introdotte nei materiali. Lungo la strada, notiamo gli sviluppi di Kurt Lekhovits, carburo di silicio drogato con arsenico per ottenere n-conducibilità e boro - per conduttività p. Secondo il testo del brevetto, si parla della possibilità di introdurre nel materiale dei LED una serie di altre impurità: piombo, stagno, rame, zinco, europio, samario, bismuto, tallio, manganese, argento e cerio.

Il lavoro di Losev è stato attivamente interessato a Lebner, un dipendente dell'ambasciata americana, che ha brevettato il LED verde nel 1958.Un decennio dopo, hanno imparato come realizzare strutture in carburo di silicio a film sottile, che hanno reso possibile la creazione di illuminazione a LED, dove la forma corretta viene utilizzata come elemento di lavoro. Illuminazione LED

Sviluppo di LED e illuminazione

È diventato più difficile ottenere il blu. Già a metà del 20 ° secolo, divenne chiaro che i dispositivi avevano un grande futuro: per usare( non per l'illuminazione) in televisione, era necessario consentire uno degli schemi di colori. Ad esempio, il famoso RGB.Era richiesto un LED blu. L'efficienza all'inizio degli anni '60 di tale dispositivo era solo dello 0,005%.Il carburo di silicio non era la soluzione migliore per questi problemi, i campioni più brillanti hanno lavorato a un'onda di 470 nm con un'efficienza dello 0,03%.Per l'illuminazione a LED, questo chiaramente non è adatto.

L'attenzione dei ricercatori ha attirato la pubblicazione dello scienziato francese Destrio, che ha suggerito l'uso del solfuro di zinco come materiale principale dei LED.Di conseguenza, i semiconduttori della classe AIII BV, dove GaAs, che si trova ovunque oggi, ha guadagnato popolarità.L'era del nuovo composto è iniziata nel 1954, quando hanno imparato a fondere le lastre sottili dal fuso e l'epitassia ha reso possibile la creazione di giunzioni pn sulla superficie, che viene utilizzata oggi nell'illuminazione a LED.

Nel 1962, ci furono rapporti sulla creazione dei primi laser a semiconduttore nella gamma dell'infrarosso, con un'onda da 870 a 890 nm. I dispositivi sono stati chiaramente chiamati a sostituire il rubino, senza mirare alla creazione di illuminazione a LED.I nuovi dispositivi funzionano in modalità continua a temperature di 77 K. Quindi la temperatura sale a 300 K( temperatura ambiente).Molta attenzione è stata dedicata all'aspetto tecnologico della produzione di LED, che è diventata la base del successo nel compito di creare illuminazione a LED.Negli anni '60, fu sviluppato un metodo orizzontale per la coltivazione di cristalli di arseniuro di gallio secondo il metodo di Bridgeman.

La radiazione di LED da arseniuro di gallio con impurità di silicio è andata al di sopra del range di assorbimento del substrato di puro arseniuro di gallio. Di conseguenza, tutta la potenza del flusso è andata a destinazione senza indebolirsi. E l'arsenuro di gallio si è comportato come un vetro trasparente. L'output di quanti è aumentato di 5 volte rispetto ai materiali ottenuti con metodi di diffusione dello zinco. I dipendenti di IBM Rupprecht e Woodall lavoravano sottoterra, nel loro tempo libero. Tutti erano impegnati nel proprio materiale. Di conseguenza, GaAsP e AlGaAs. La prima lega era considerata senza speranza. La difficoltà si è manifestata nella tecnologia. Era difficile coltivare la forma corretta di cristalli stabili. L'alluminio, tra le altre cose, aggiungeva attivamente ossigeno dall'aria, i centri di ossidazione estinguevano i fenomeni di luminescenza.

Woodall quando era uno studente laureato specializzato in metallurgia e sentito parlare delle transizioni di fase dei metalli. E ho deciso di sperimentare con la concentrazione di alluminio nella fusione. Come risultato del soddisfacimento di determinate condizioni, è stato possibile ottenere un film con uno spessore di 100 micron, che ha permesso di creare LED con uno spettro nella regione di una tonalità rosso scuro. Un ulteriore aumento della concentrazione di alluminio ha spostato l'area di trasparenza della sostanza, è stato possibile creare sulla base dello stesso materiale una giunzione pn funzionante e un substrato per esso.

Un circuito di lavoro da uno strumento basato su GaAsP con una fonte di alimentazione su una batteria convenzionale è stato immediatamente assemblato e dimostrato alla direzione di IBM.Alcune persone hanno riconosciuto l'invenzione come molto promettente. La prima applicazione è stata trovata nell'area di visualizzazione sulle schede madri. Allo stesso tempo, Texas Instruments ha stabilito una produzione seriale di dispositivi a infrarossi con un incredibile prezzo di $ 130 per pezzo.