תאורת LED

LED תאורה היא קבוצה של ציוד תאורה מסוגים שונים, בהתבסס על הקרינה המיוצר על ידי זרם חשמלי במכשירים מוליכים למחצה מיוחדים.בנוסף, פתרון טכני זה חיסכון משמעותי.היעילות של תאורת LED הוא הרבה יותר גבוה מאשר מנורות ליבון.

נוריות ותאורה

התברר שיהיה קשה להאמין לפני חצי מאה, אבל היום תאורת LED נחשב חסכוני ביותר של כל.פלוס נוסף במגוון רחב של גוונים, מאופיין פרמטר מיוחד - טמפרטורה, מידע נמצא על החבילה.החיסכון בהשוואה נורות ליבון הוא 10 פעמים, תאורת LED מאופיינת ללא ספק על ידי רבייה צבע טוב יותר מקורות הלוגן bit.

מפתחים מבטיח עמידות מדהימה של המוצרים שלהם.אורך החיים הממוצע של תאורת LED הוא 30,000 שעות ומגיע 50,000. אלה הם עשורים רבים של המבצע ללא בעיות.הודות לנהג המובנה, הנורה של LED אינה מתח נוראי, ובכך מפחית באופן דרמטי את חיי השירות.יש גם קשיים בשימוש במתגים עם אינדיקציה לאור.

על המכירה יהיו מוצרים ממותגים במחיר של עד 2,000 רובל כל אחד, מוצרי הצריכה הסינית הם פי עשרה יותר זול.ואי אפשר לומר שום דבר רע על האחרון.בחר תאורה LED מסתמך על כוח העדר הבהוב.חשיפת אפקט שלילי לא קשה עם מצלמה באיכות ירודה.טלפון ישן או iPad יעשה.לא מצלמה מקצועית.דגש על בקבוק זכוכית ובדוק אם הבזק קיים.

מן ההיסטוריה של התפתחות טכנולוגיית המוליכים למחצה

תנאי מוקדם ליצירת LED הראשון של קרביד סיליקון היה המאמר 1907 במגזין העולם חשמלי, שפורסם בניו יורק על ידי מקגרו היל.הטקסט אמר כי הנרי ג 'וזף עגול היה ניסויים עם גביש carborundum וגילה תופעה מדהימה, בעבר לא נראה.בעת חיבור אלקטרודות DC, זוהר זוהר.רק מדגמים נבחרים הראו אפקט במתח של 10 וולט, אך כל גביש החל להידלק כאשר הערך עלה ל -110 V.

ברוב המקרים, הארה הייתה צהובה ונמצאה ליד הקוטב השלילי, הניצוצות החיוביים של התכלת.בנוסף לכך, דגימות של גבישים הראו אור ירוק, כחול כתום צבעים.הסיבוב ניסה להציב את האלקטרודה השלילית באמצע הגביש, ואז המוט היחיד( חיובי) הפך לפלוט אור.לפיכך, המדען מביא את הקוראים לתפיסה של מעבר מוליכים למחצה מתכת, אז לא ידוע במדע( איש קשר Shottky תיקון).

מקור carborundum הוא שקוע עמוק מסתורין.זהו כנראה מינרל היחיד שהתקבל במעבדה על ידי אדוארד Godrich Acheson( 1890).שלוש שנים לאחר מכן, אנרי מויסן גילה משהו דומה בשברי המטאוריט שעקפו את עמק אריזונה של השטן, והחליט שיש יהלום לפניו.11 שנים ארוכות הושקעו בהבנת ההרכב הכימי האמיתי של הממצא, בעוד carborundum המשיך להיות בשימוש על ידי התעשייה כמו משפשף החזקים ביותר.

להיות קרביד סיליקון על ידי נוסחה כימית, moissanite מינרליים מראה סולם מוס של 9.5 נקודות והוא באמת להשוות את היהלום הטבעי: רק מינרל יקר( ו ניטריד בורון, אבל המתחם הושג לראשונה אך ורק בשנת 1957) והוא נחות זר מן החלל.מסיבות ברורות, הוצע כי "יהלום" פגע מטאוריט במהלך הפיתוח של החופרים, לאחר ניתוק מכלי הכרייה.

מינרליים, אשר הפך תנאי מוקדם ליצירת תאורה LED, נקרא על שמו של מגלה בשנת 1904, כמה שנים לפני מותו של האחרון.בטבע, moissanite הוא נדיר ביותר.בין המקומות האפשריים של מגורים, בנוסף מטאוריטים, נקראים פיקדונות קורונדום ופיקדונות של יהלומים.ועד 1959, אפילו מוקדים אלה לא נקראו: אנרי מויסן נתקל במשהו נדיר ביותר.בסוף שנות ה -50 של המאה ה -20, moissanite טבעי נמצא מיד בשתי נקודות של כדור הארץ:

1. Yakut מכרות יהלומים.
2. תצורה של נהר הירוק ויומינג.

נתונים אנליזה ספקטרלית עולה כי carborundum נחשב מבקר תכופים סלעים מרחף סביב כוכבים עשירים בפחמן של הגלקסיה.זה מפתיע, אבל גילוי של LEDs נשכח במשך זמן רב.המידע הופיע כבר במהלך המלחמה הקרה, כאשר לייזרים מוליכים למחצה הראשון הודגמו בו זמנית בכמה מקומות.על תאורת LED אז לא חושב.

נוריות על בסיס סיליקון קרביד

Electroluminescence שהתגלו לאחרונה, בתחילת המאה העשרים.היתרון הגדול של התופעה החדשה היא העובדה כי זוהר מורגש בטמפרטורת החדר.נורת ליבון רגילה, כידוע לך, התקבלה במחיאות כפיים של מבקרי תיאטרון לבטיחות השוואתית ביחס לקרני הגז.תאורת LED על ידי כל הסימנים עלתה על קודמיו בסדר גודל: גם אחרי שעות עבודה נורת הזכוכית נותרה חמה במקצת.

הייצור התעשייתי של סיליקון קרביד החלה בשנת 1891.פותח על ידי Acheson, המשיך בטמפרטורות גבוהות בכור פחם, שבו התנאים להפיכת זכוכית רגילה לתוך מינרל superhard נוצרו באמצעות זרם חשמלי.התגובה נעשית בשני שלבים.פחמן מפחית סיליקה tetravalent לשני valent, ואז מתרחשת תגובה דומה.פחמן חד חמצני שוחרר צריך חמצון אינטנסיבי כדי לבטל.

Carborundum מראה קשיחות קיצונית מלכתחילה, בשל הדמיון של סריג הקריסטל עם היהלום.עלות נמוכה של סינתזה הוביל פופולריות גבוהה כמו שוחקים של תרכובת כימית חדשה.הנרי ג'וזף סינד התנסה בגלאים למקלטי הגל האלקטרומגנטיים הראשונים וגילה תופעה חדשה.מיישרים מוליכים למחצה נקראו להחליף דיודה ואקום יקר, כמו תאורת LED בהדרגה מחליף את נורות ליבון.

התופעה זוהה על ידי סיבוב היה שם לב כמה דיודות שוטקי, אם אנחנו מיישמים מתח הרבה יותר גבוה מאשר ההפעלה.במקרה זה, כפל המפולת של נושאות תשלום המיעוט( חורים) המתכת מתרחשת.הם מוזרקים למחצה, שם הם משולבים מחדש עם אלקטרונים, וההבדל ברמות האנרגיה נופל רק בטווח הנראה של הקרינה.ניתן לראות את התופעה גם עם מעבר הפוך חזק של המעבר.יש גם מחקרים מיוחדים על הציון הזה.

רוסית Losev בדרך כלל לא מופיע בספרות המדעית, אבל הכשרון של המחבר ביצירת תאורה LED הוא בלתי מעורער.הניסוי מצא כי כמה דיודות זוהרות כאשר מופעלים קדימה, אחרים - בכל המקרים.הוא נגזר נוסחה לתלות של תדר הקרינה על גודל מתח המתח בצומת, פטנט הממסר האופטי הראשון בעולם.העבודה נמשכה משנת 1924 ועד תחילת מלחמת העולם השנייה.

בשנת 1939, Zoltan ביי וג 'ורג' י Zhigeti פטנט על סיליקון קרביד מבוסס LED עם אפשרות של החלפת קרביד בורון כי הנפלט צבעים: לבן, צהוב חיוור, ירוק חיוור, בהתאם זיהומים שהוכנסו לתוך החומרים.לאורך הדרך, אנו מציינים את ההתפתחויות של קורט Lekhovits, מסוממים סיליקון קרביד עם ארסן להשיג מוליכות n ו בורון - עבור מוליכות p.על פי הטקסט של הפטנט, הוא אמר על האפשרות של החדרת לתוך החומר של נוריות מספר זיהומים אחרים: עופרת, פח, נחושת, אבץ, אירופיום, samarium, ביסמוט, תליום, מנגן, כסף ו cerium.עבודתו של

Losev התעניינה באופן פעיל בבנאר, עובד של שגרירות ארה"ב, אשר פטנט LED ירוק בשנת 1958.כעבור עשור, הם למדו איך לעשות סרט דק סיליקון קרביד מבנים, אשר אפשר ליצור תאורה LED, שבו הצורה הנכונה משמשת גורם עובד.

פיתוח של נוריות תאורה

התברר שיהיה קשה יותר לקבל כחול.כבר באמצע המאה ה -20, התברר כי למכשירים יש עתיד גדול, להשתמש( לא תאורה) בטלוויזיה, היה צורך לאפשר אחד הצבעים.לדוגמה, RGB המפורסם.היה צורך בנורית כחולה.היעילות בתחילת שנות השישים של מכשיר כזה היתה רק 0.005%.קרביד הסיליקון לא היה הפתרון הטוב ביותר עבור בעיות כאלה, הדגימות הבהיר עבד בגל של 470 ננומטר עם יעילות של 0.03%.עבור תאורת LED, זה בבירור לא מתאים.

תשומת לבם של חוקרים משכה את פרסום המדען הצרפתי דסטריו, שהציע להשתמש בגופרית אבץ כחומר הראשי של נוריות.כתוצאה מכך, מוליכים למחצה של מעמד AIII BV זכה לפופולריות, אשר GaAs, אשר נמצא בכל מקום היום, שייך.עידן המתחם החדש החל בשנת 1954, כאשר למדו להמיס צלחות דקות מן ההיתוך, ואת epitaxy איפשרה ליצור צמתים pn על פני השטח, אשר משמש כיום תאורת LED.

בשנת 1962, היו דיווחים על היצירה של לייזרים מוליכים למחצה הראשון בטווח אינפרא אדום, עם גל מ 870 ל 890 ננומטר.המכשירים נקראו בבירור להחליף את האודם, מבלי לכוון את היצירה של תאורת LED.מכשירים חדשים מופעלים במצב רציף בטמפרטורות של 77 K. אז הטמפרטורה עלתה ל 300 K( טמפרטורת החדר).תשומת לב רבה שולם ההיבט הטכנולוגי של ייצור LED, אשר הפך את הבסיס של הצלחה במשימה של יצירת תאורת LED.בשנות ה -60 פותחה שיטה אופקית לגבישים של גליום ארסניד על פי שיטת ברידג'מן.

קרינה של נוריות מ ארסניום גליום עם זיהומים סיליקון הלך מעל טווח הקליטה של ​​המצע של ארסניד גליום טהור.כתוצאה מכך, כל כוח הזרימה הלך ליעד ללא היחלשות.ו גליום arsenide התנהג כמו זכוכית שקופה.התפוקה של Quanta גדל 5 פעמים בהשוואה לחומרים שהושגו על ידי שיטות דיפוזיה אבץ.עובדי יבמ רופרכט וודול עבדו במחתרת, בזמנם החופשי.כולם עסקו בחומר שלהם.לפיכך, GaAsP ו AlGaAs.סגסוגת הראשון נחשב חסר תקווה.הקושי התבטא בטכנולוגיה.היה קשה לגדול בצורה נכונה של גבישים יציבים.אלומיניום, בין היתר, הוסיף חמצן פעיל מן האוויר, מרכזי חמצון כיבו את תופעות הארה.

Woodall כשהיה סטודנט לתואר שני המתמחה מטלורגיה ושמע משהו על מעברים פאזה של מתכות.והחלטתי להתנסות בריכוז האלומיניום במסה.כתוצאה ממילוי תנאים מסוימים, ניתן היה להשיג סרט בעובי של 100 מיקרון, אשר אפשר ליצור נוריות עם ספקטרום באזור של גוון אדום כהה.עלייה נוספת בריכוז האלומיניום העבירה את שטח השקיפות של החומר, ניתן היה ליצור על בסיס אותו חומר צומת pn עובד ומצע עבור זה.

מעגל עבודה ממכשיר המבוסס על GaAsP עם מקור מתח על סוללה קונבנציונלית, התאסף מיד והופגם לניהול IBM.יש אנשים שהכירו את ההמצאה כמו מאוד מבטיח.היישום הראשון נמצא באזור התצוגה על לוחות אם.במקביל, טקסס אינסטרומנטס הקימה ייצור סדרתי של התקנים אינפרא אדום עם מחיר מדהים של 130 $ לכל חתיכה.