Diodų lempa

Diodų lempa yra neteisingas ir supaprastintas pavadinimas, naudojamas daugiausia kasdieniame gyvenime, nurodant elektros puslaidininkinius apšvietimo prietaisus. Veikimo principas grindžiamas puslaidininkių elektroluminizacijos reiškiniu.

puslaidininkiniai įtaisai kaip šviesos šaltiniai

Susipažinę su kita informacija svetainėje jau žino, kad LED šviesos diodų vystymosi viršūnė pateko į rubino lazerio išradimą.Tada Šaltojo karo metu paaiškėjo vietinių konfliktų sėklos, o šiandien valstybių interesai dažnai prieštarauja vienas kitam. Paaiškinkime: lazerinio ginklo sukūrimo idėja anksčiau buvo paplitusi, tačiau keletas sunkumų neleido efektyviai dirbti su spinduliuote:

1. Ruby lazeriui, taip pat dujų, reikia intensyvaus aušinimo. Tokius įrenginius neįmanoma įdiegti aviacijos ar kosminiuose laivuose: sunkūs, didelių gabaritų ir reikalingi daug energijos. Tekste jau svarstyti argumentai šiuo akademiko Ioffe rezultatu. Pastarasis laikėsi nuomonės, kad šiame kontekste termoporos yra perspektyvios.
   

   akademikas Ioffe

instagram viewer
2. Radiacinė galia, koncentruota siaurame diapazone, greitai išnyksta atmosferoje. Net ir skaidrumo lange tokių technologijų naudojimas yra nepelningas. Tačiau lazeriai aktyviai naudojami palydoviniams ryšiams. Rasti šaltiniai, teigdami, kad nuo XX a. Pradžios 70-ųjų pradžioje kariuomenė tapo paplitusi.Žinoma, Amerikos ginkluotųjų pajėgų pavyzdžiu.
3. Puslaidininkinių lazerių galia nebuvo per didelė.Ir ne tik dėl mažo efektyvumo priežasčių( beveik nepasiekė 1% pirmiesiems prietaisams).Dabar yra pažangių produktų, kurie konvertuoja pusę energijos į fotonus.Įsigalioja technologinio veiksnio, leidžiančio sukurti didelį pn-sankryžos plotą, praktinis nepraktiškumas.

Informacijos perdavimo reikmėms naudinga naudoti optinių ir gretimų diapazonų spinduliuotę - šiandien jie yra geriausi dažniai. Dėl nedidelio bangos ilgio( pagal Kotelnikovo teoremą) galima įdėti didelį duomenų kiekį trumpame plote. Ką padidina perdavimo sparta.Šiandien dauguma aukštos kokybės kompiuterių tinklų veikia optiniu diapazonu, naudojant panašius metodus, kaip ir LED lempose.

Prietaisų kūrimo istorija aprašyta pirmiau minėtame skyriuje, pažvelkime į technologijų plėtrą.Yra žinoma, kad 1960 m. LED buvo aktyviai plėtojama, tačiau pastebėta nemažai sunkumų.Pavyzdžiui, mėlynosios spinduliuotės efektyvumas pasirodė toks mažas, kad nebuvo prasmės taikyti technologiją praktikoje. Buvo sunku ištirti naujų medžiagų savybes, jų gamybą.Elektroluminescencija vyksta trimis etapais:

1. Abiejų ženklų nešiklio porų sužadinimas dėl panaudotos įtampos.
2. Vežėjų šiluminimas, energijos išlyginimas tam tikrai temperatūrai.
3. Rekombinacija su fotonų išmetimu iš išorės.

LED cheminė sudėtis

neorganiniai puslaidininkiai iš anglų kalbos Anglų kalba santrumpa LED reiškia šviesos diodą.Vertimas į rusų kalbą yra pernelyg sudėtingas, nes Troy Schubert politechnikos instituto profesorius tiesiogiai kalba, todėl supaprastinimas - LED.Norint sužinoti apie pn struktūros principus, būtina išmokti pagrindinius dalykus. Puslaidininkių fizikoje medžiagos paprastai klasifikuojamos pagal aštuntąją grupę ir septintąjį laikotarpį.Yra ir kitų grafinių periodiškumo teisės įrašymo formų, bet ne šiame kontekste. Norėdami pažymėti kristalą, pasirinkite pirmąjį skaitmenį.Jei puslaidininkį sudaro du elementai, grupės yra išvardytos nuosekliai.

Pavyzdžiui, kadmio teluridas, lengvai naudojamas kaip fotonų emitteris ir kaip optinės spinduliuotės imtuvas, priklauso AIIBVI medžiagos grupei. Seka atitinka cheminę formulę.Šiuo atžvilgiu kadmio teluridas atrodo kaip CdTe. Tai lengva atsekti, kad elementas A yra antroje grupėje, o B - šešta. Silicio karbidas( karborundas), kurio pagrindu pirmą kartą buvo įrodyta fotono emisija, priklauso retai AIVBIV grupei ir tapo vieninteliu atstovu.

Pagal savybes, sunkiausias rūdos planetoje tapo paprastų elementų analogu: deimantu, siliciu, germaniu. Pastarieji du plačiai naudojami gryno ir dopingo pavidalu. Puslaidininkių charakteristikas visiškai lemia elektronų energijos būsenos, draudžiamos juostos plotis.Įstojus į gryną priemaišų kristalą, mokslininkai stengiasi gauti naujas savybes. Pavyzdžiui, dopinguojant germanį su arsenu, medžiaga įgyja n tipo laidumą dėl laisvų elektronų, esančių nešvarumų, susidarančių priemaišų, srityje. Taigi, svarstomi puslaidininkiai:

• Pagal pagrindinių generatorių skaičių:

1. Simple. Jį sudaro vienas periodinės sistemos elementas.
2. sudėtinga. Suformuoti du( arba daugiau) cheminiai elementai.

• Pagal būtinų savybių įgijimo šaltinį:

1. Clean. Nėra jokių priemaišų.
2. lydinys. Su kristalų grotelėmis pridedant kitų cheminių elementų.

Pirmiau išvardyti ženklai pasižymi kristalinėmis neorganinėmis puslaidininkinėmis medžiagomis. Tarp jų labiausiai paplitusi, be paprastų, gautų junginių: AIIIBV, AIIBIVCV2( pavyzdžiui, CdSnAs2, artimas indžio arsenido analogas).Pastaroji grupė turi chalopirito kristalų groteles, nors ši medžiaga nėra įtraukta į šią šeimą.Sudėtinės medžiagos susidaro sulydant originalias medžiagas tinkama proporcija, dažnai formuojančios elektroninį arba skylės laidumą be priemaišų.Prisiminkite, kad kvantinių perėjimų dydis medžiagoje yra svarbiausias.

Atskirai nuo dvejetainių puslaidininkių, yra paprasta klasifikuoti oksidus. Kai kurios medžiagos( cuprite) randamos gamtoje.Šiuo metu augimo procesai nėra gerai suprantami, tačiau inžinerijoje naudojamas vario oksidas( AIIBVI).Oksidai yra atskirai paminėti dėl tam tikrų grupės medžiagų( pavyzdžiui, La2CuO4), esančių superlaidumo santykinai aukštoje temperatūroje, buvimo - 130 K. Daugelio puslaidininkių kristalų struktūroms būdingas sluoksniavimas, ryškios savybės dviem matmenimis( plėvelė).

Ne kristaliniai neorganiniai puslaidininkiai

Keisdami technologiją, atskirus paprastus ir sudėtingus puslaidininkius galima gaminti amorfiniais( stiklakūniais).Tada medžiagos nematoma kristalinė struktūra. Visi grupės puslaidininkiai turi n tipo laidumą, rodo ryškų atsaką į fotonus, kurie leidžia juos naudoti kaip saulės elementų dalį.Taigi, tam tikrų lygių buvimas rodo galimybę sukurti ir šviesos diodus tam tikru pagrindu.

Visame pasaulyje amorfiniai puslaidininkiai skirstomi į grupes:

• oksidiniai stiklai susidaro suliejant. Procesas apima elementų, kurių kintamoji vertė yra( pereinamoji), oksidų, formuojančiosios medžiagos oksidų( boro, fosforo), modifikatorių oksidų( kalcio, švino, bario).Be to, perėjimo elementas yra mažiausiai dviejose valentinėse būsenose, kurios lemia specialių savybių buvimą.
• Chalkogenidai - periodinės sistemos šeštosios grupės elementų( seleno, tellūro, sieros) junginiai su metalais. Medžiagų, gautų dėl dažno įtraukimo į rūdą, pavadinimas. Dažnai naudojami optikoje, 60-ajame dešimtmetyje aprašyta galimybė naudoti saugojimo įrenginius( įskaitant nepastovius).Trūkumai yra prastas cheminis atsparumas ir polinkis į kristalizaciją.
• Ekologiški puslaidininkiai naudojami šviesos diodams gaminti. Daugiausia polimerinė struktūra. Pirmą kartą liuminescencijos poveikis pasireiškia akrinos ir akridino kristalais. Tarp organinių medžiagų yra dvi grupės:

1. su modeliu, pagrįstu įkrovimu.
2. Su sukurtų dvigubų ir trigubų obligacijų sistema.

• Silicio karbido, germanio kristalų grotelėse silicio atomai yra Tetraedro kampuose. Amorfinei struktūrai būdingas atskirų kubinių sudedamųjų dalių užsakymo trūkumas.

Organiniai puslaidininkiai

Organiniai puslaidininkiai laikomi kristalais, polimerais arba amorfinėmis medžiagomis. Pavadinime nurodytas kilmės pobūdis. Elektroluminescencijos, paremtos organiniais puslaidininkiais, poveikis buvo rastas 1953 m. Andre Bernanoz. Eksperimentai chemiluminescencijos tiesi tyrimas privertė mokslininką atrasti akriino ir akridino apšvietimą.Ekologiškų šviesos diodų eros prasidėjo 1987 m. „Codec“ dėka. Tangas atrado polimero plėvelės Alq3( trijų-8-hidroksichinolato aliuminio) švytėjimą.Naujas žalias šviesos diodas pasižymi unikaliomis savybėmis ir vis dar naudojamas technologijoje.

Panašiai periodinės lentelės elementų kristalinės struktūros turi elektroluminescencijos savybę.Skiriamosios savybės laikomos dideliu efektyvumu ir maža kaina.1989 m. Kembridžo universiteto laboratorija išmoko gaminti organinius polimerus. Richardo draugo, Donalo Bradley ir Jeremy Barrow atradimas paskatino 1992 m. Sukurti „Cambridge Display Technology“( „Sumitomo Chemical“ padalinį), kurios apyvarta 2007 m.Įmonės laboratorijos ir šiandien užsiima naujų polimerinių medžiagų paieška, jų savybių tyrimas.

Pirmasis juodos ir baltos spalvos ekranas su pasyviu organinių šviesos diodų rinkiniu buvo išleistas Pioneer 1996 metais. Ekrano raiška buvo tik 256x64 pikselių.Tais pačiais metais CDT pateikia savo darbą minėtoje srityje.2000 m. „LG“ dėka atsirado pirmieji mobiliųjų įrenginių dizainai.2016 m. „Samsung“ investavo 325 milijonus JAV dolerių į „OLED“ lanksčius ekranus, tuo pat metu padvigubindama produkciją, o naujasis „Mercedes“ bus aprūpintas 12,3 colių ekranais.

Šiandien organinės šviesos diodai jau naudojami matricos apšvietime.„LG“ sukūrė ir gamina specialius spausdintuvus, galinčius spausdinti, kad gamintų plokštes apšvietimo tikslais. Tai išsprendžia organinių LED kainų klausimą.Didelis privalumas buvo gebėjimas reguliuoti ryškumą.Netoli yra diena, kai diodų lempos pradeda veikti organinių medžiagų sąskaita.

Šviesos diodų lempų privalumai

Nepaisant mažo šviesos diodų efektyvumo, jomis grindžiamos lempos pasižymi didžiulėmis savybėmis. Energijos suvartojimas, kitoks dalykas yra lygus, sumažinamas pagal dydį.Tai leidžia jums per metus sumokėti įrenginių kainą, gamintojas paprastai suteikia 3 ar daugiau garantijų.Tačiau tai nėra lengva įsigyti Kinijos produktų, parduodamų pagal įvairius Europos prekių ženklus. Gudrus gamintojas instrukcijose nurodo, kad pardavėjas turi grąžinti produktus, o pastarasis ne visada yra pasirengęs už tai kreiptis.

Pagrindinis dalykas - segmentas šiandien klesti.Šviesos diodų lempa rytoj taps de facto standartu apšvietimo reikmėms.