LED apgaismojums

LED apgaismojums ir dažādu apgaismes iekārtu komplekts, kas balstīts uz elektriskās strāvas radīto starojumu īpašās pusvadītāju ierīcēs. Turklāt šis tehniskais risinājums ievērojami ietaupa. LED apgaismojuma efektivitāte ir daudz lielāka nekā kvēlspuldzēm.

gaismas diodes un apgaismojums

Izrādījās, ka pirms pusgadsimta bija grūti noticēt, bet šodien LED apgaismojums tiek uzskatīts par visekonomiskāko. Uz iepakojuma atrodas papildus plus plašs toņu klāsts, ko raksturo īpašs parametrs - temperatūra. Ietaupījumi, salīdzinot ar kvēlspuldzēm, ir 10 reizes, LED apgaismojumu neapšaubāmi raksturo labāka krāsu atveidošana nekā halogēna bitu avoti.

izstrādātāji sola neticami izturēt savus produktus. LED apgaismojuma vidējais kalpošanas laiks ir 30 000 stundas un sasniedz 50 000. Tas ir daudzu gadu desmitu bez problēmām darboties. Pateicoties iebūvētajam vadītājam, LED spuldze nav briesmīga sprieguma palielināšanās, kas ievērojami samazina kalpošanas laiku. Ir arī grūtības izmantot slēdžus ar gaismas indikāciju.

Pārdošanā būs firmas produkti, kuru cena ir līdz pat 2000 rubļu, Ķīnas patēriņa preces ir desmit reizes lētākas. Un par pēdējo nav neko sliktu pateikt. Izvēlieties LED apgaismojumu, balstoties uz jaudu un mirgošanas trūkumu. Negatīvas ietekmes atklāšana nav sarežģīta ar sliktas kvalitātes kameru. Tiks darīts vecs tālrunis vai iPad. Nav profesionāla kamera. Koncentrējieties uz stikla kolbu un uzmanīgi pārbaudiet, vai ir mirgošana.

No pusvadītāju tehnoloģijas attīstības vēstures

Priekšnosacījums pirmās LED izgatavošanai no silīcija karbīda bija 1907.gada raksts žurnālā Electric World, kas publicēts Ņujorkā McGraw un Hill. Teksts teica, ka Henrija Džozefa kārta eksperimentēja ar karborunda kristālu un atklāja pārsteidzošu, iepriekš neredzētu parādību. Pieslēdzot tiešās strāvas elektrodus, tika konstatēta luminiscence. Tikai atlasītie paraugi parādīja 10 V spriegumu, bet jebkurš kristāls sāka luminiscēt, palielinoties līdz 110 V.

Vairumā gadījumu luminiscence bija dzeltena un atrodas netālu no negatīvā pola, pozitīvi periodiski zaļgani zilas dzirksteles. Turklāt kristālu paraugiem bija gaiši zaļas, zilas un oranžas krāsas. Kārta mēģināja novietot negatīvo elektrodu kristāla vidū, tad vienīgais pols( pozitīvs) kļuva par gaismu. Līdz ar to zinātnieks lasītājus iepazīstina ar metāla pusvadītāju pārejas jēdzienu, tad zinātnē tas nav zināms( Schottky rektifikācijas kontakts).

Karborunda izcelsme ir iegremdēta dziļā noslēpumā.Acīmredzot tas ir vienīgais minerāls, ko sākotnēji ieguva laboratorijā Edvards Godrihs Ačekss( 1890).Trīs gadus vēlāk Henri Moissan atklāja kaut ko līdzīgu meteorīta fragmentos, kas pārvarēja Velna ieleju Arizonā, un nolēma, ka priekšā ir dimants. Ilgi 11 gadi tika izmantoti, lai saprastu patieso ķīmisko sastāvu, savukārt karborundu turpināja izmantot rūpniecība kā spēcīgākie abrazīvie līdzekļi.

Tā kā minerālmolekulāts ir silīcija karbīds ar ķīmisko formulu, tam piemīt 9,5 punktu Mohas skala un tas ir patiesi salīdzināms ar dabīgo dimantu - tikai dārgmetālu( un bora nitrīdu, bet savienojums pirmo reizi iegūts tikai 1957. gadā) un ir zemāks par ārzemnieku no kosmosa. Acīmredzamu iemeslu dēļ tika ierosināts, ka "dimants" ekskavatoru izstrādes laikā skāra meteorītu, atdaloties no kalnrūpniecības instrumenta.

Mineral, kas kļuva par priekšnoteikumu LED apgaismojuma radīšanai, tika atklāts 1904. gadā pēc vairākiem gadiem pirms pēdējās. Dabā, moissanite ir ļoti reti. Starp iespējamajām dzīvesvietām, papildus meteorītiem, sauc par korunda noguldījumiem un dimantu noguldījumiem. Un līdz pat 1959. gadam pat šie centri netika izsaukti: Henri Moissan nokļuva kaut kas ļoti reti.20. gadsimta 50. gadu beigās dabiskā moissanite tika konstatēta uzreiz divos pasaules punktos:

1. Yakut dimantu raktuvēs.
2. Zaļās upes Wyoming veidošanās.

spektrālās analīzes dati liecina, ka karborunds tiek uzskatīts par biežu apmeklētāju akmeņos, kas svārstās ap galaktikas oglekļa bagātīgajām zvaigznēm. Tas ir pārsteidzoši, bet gaismas diodu atklāšana ilgu laiku tika aizmirsta. Informācija parādījās jau aukstā kara laikā, kad vairākās vietās tika demonstrēti pirmie pusvadītāju lāzeri. Par LED apgaismojumu tad nedomāju.

gaismas diodes, kuru pamatā ir silīcija karbīds

Elektroluminiscence, atklāta nesen, XX gadsimta sākumā.Jaunās parādības lielā priekšrocība ir fakts, ka spīdums ir novērojams istabas temperatūrā.Parastā kvēlspuldze, kā jūs zināt, tika sveicināta ar teātra apmeklētāju aplausiem par salīdzinošo drošību attiecībā uz gāzes ragiem. LED apgaismojums ar visām zīmēm pārsniedza priekšgājējus pēc kārtas: pat pēc darba stundām stikla spuldze paliek nedaudz silta.

Rūpnieciskā silīcija karbīda ražošana sākās 1891. gadā.Achesona izstrādātā augstā temperatūrā ogļu tīģelī, kur tika radīti nosacījumi parastā stikla pārveidošanai par augstvērtīgu minerālu, tika radīti, izmantojot elektrisko strāvu. Reakcija notiek divos posmos. Ogleklis samazina tetravalentu silīcija dioksīdu līdz diviem valentiem, tad notiek līdzīga reakcija. Atbrīvojot oglekļa monoksīdu, bija nepieciešama intensīva oksidācija, lai dezaktivētu.

Carborundum, pirmkārt, uzrāda ārkārtēju cietību, jo kristāla režģis ir līdzīgs ar dimantu. Zemās sintēzes izmaksas izraisīja lielu popularitāti kā jauna ķīmiskā savienojuma abrazīvā viela. Henry Joseph Round eksperimentēja ar detektoriem pirmajiem elektromagnētisko viļņu uztvērējiem un atklāja jaunu parādību. Pusvadītāju taisngrieži tika aicināti nomainīt dārgu vakuuma diodi, jo LED apgaismojums pakāpeniski pārvieto kvēlspuldzes.

pārveidošanai Apkārtējās puses atklātā parādība būtu pamanāma dažās Šotkas diodēs, ja mēs pielietojam daudz augstāku spriegumu nekā ekspluatācijas.Šādā gadījumā tiek veidota mazākuma maksas nesēju( caurumu) lavīna pavairošana. Tie tiek injicēti pusvadītājā, kur tie tiek apvienoti ar elektroniem, un enerģijas līmeņu atšķirība tikai ietilpst redzamajā radiācijas diapazonā.Šo parādību var novērot arī ar spēcīgu pārejas maiņu. Par šo rezultātu ir pat speciāli pētījumi.

krievu Losevs parasti neparādās zinātniskajā literatūrā, bet autora nopelns LED apgaismojuma radīšanā ir neapstrīdams. Eksperiments konstatēja, ka dažas diodes spīd, ieslēdzoties uz priekšu, citas - visos gadījumos. Viņš ieguva radiācijas frekvences atkarības formulu uz sprieguma krituma lielumu krustojumā, patentējot pasaulē pirmo optisko releju. Darbs turpinājās no 1924. gada līdz Otrā pasaules kara sākumam.

1939. gadā Zoltan Bay un Georgy Zhigeti patentēja silīcija karbīda bāzes LED ar iespēju nomainīt krāsas, kas emitētas, baltā, gaiši dzeltenā un gaiši zaļā krāsā atkarībā no materiālos ievadītajiem piemaisījumiem. Pa ceļam, mēs atzīmējam Kurt Lekhovits, dopētā silīcija karbīda ar arsēnu, attīstību, lai iegūtu n-vadītspēju un bolu - par p-vadītspēju. Saskaņā ar patenta tekstu ir teikts, ka LED materiālos var ievietot vairākus citus piemaisījumus: svinu, alvu, varu, cinku, europiju, samāriju, bismutu, talliju, mangānu, sudrabu un ceriju.

Losevu darbu aktīvi interesēja ASV vēstniecības darbinieks Lebner, kurš 1958. gadā patentēja zaļo LED.Desmit gadus vēlāk viņi iemācījās veidot plānas plēves silīcija karbīda struktūras, kas ļāva izveidot LED apgaismojumu, kur pareiza forma tiek izmantota kā darba elements.

LED un apgaismojuma attīstība

Izrādījās, ka ir grūtāk iegūt zilu. Jau 20. gadsimta vidū kļuva skaidrs, ka ierīcēm ir lieliska nākotne, lai izmantotu( nevis apgaismojumam) televīzijā, bija nepieciešams atļaut kādu no krāsu shēmām. Piemēram, slavenais RGB.Nepieciešama zila LED.Efektivitāte šīs ierīces 60. gadu sākumā bija tikai 0,005%.Silīcija karbīds nebija labākais risinājums šādām problēmām, spilgtākie paraugi strādāja pie 470 nm viļņa ar efektivitāti 0,03%.LED apgaismojumam tas acīmredzami nav piemērots.

Pētnieku uzmanība piesaistīja franču zinātnieka Destrio publikāciju, kas ierosināja izmantot cinka sulfīdu kā galveno LED materiālu. Tā rezultātā AIII BV klases pusvadītāji, kur GaAs, kas atrodams visur šodien, ir ieguvuši popularitāti. Jaunā savienojuma laikmets sākās 1954. gadā, kad viņi iemācījās izkausēt plānas plāksnes no kausējuma, un epitekss ļāva veidot pn savienojumus uz virsmas, ko šodien izmanto LED apgaismojumā.

1962. gadā tika ziņots par pirmo pusvadītāju lāzeru izveidi infrasarkanajā diapazonā ar viļņu no 870 līdz 890 nm. Ierīces tika skaidri aicinātas nomainīt rubīnu, nepievēršoties LED apgaismojuma radīšanai. Jaunas ierīces darbojas nepārtrauktā režīmā 77 K temperatūrā. Tad temperatūra paaugstinājās līdz 300 K( istabas temperatūra).Liela uzmanība tika pievērsta LED ražošanas tehnoloģiskajam aspektam, kas kļuva par pamatu LED apgaismojuma izveides panākumu pamatā.60. gados tika izstrādāta horizontāla metode gallija arsenīda kristālu audzēšanai saskaņā ar Bridgeman metodi.

Gallija arsenīda LED gaismas starojums ar silīcija piemaisījumiem pārsniedza tīra gallija arsenīda substrāta absorbcijas diapazonu. Tā rezultātā visas plūsmas spēks devās uz galamērķi, nesamazinot. Un gallija arsenīds rīkojās kā dzidrs stikls. Kvanta izlaide palielinājās 5 reizes salīdzinājumā ar materiāliem, kas iegūti ar cinka difūzijas metodēm. IBM darbinieki Rupprecht un Woodall strādāja pazemes, brīvajā laikā.Ikviens bija iesaistīts savā materiālā.Attiecīgi, GaAsP un AlGaAs. Pirmais sakausējums tika uzskatīts par bezcerīgu. Grūtības izpaužas tehnoloģijā.Bija grūti audzēt pareizu stabilu kristālu formu. Alumīnijs, cita starpā, aktīvi pievienoja skābekli no gaisa, oksidācijas centri izdzēsa luminiscences parādības.

Woodall, kad viņš bija absolvents, kas specializējies metalurģijā un dzirdēja kaut ko par metālu pārejām. Un es nolēmu eksperimentēt ar alumīnija koncentrāciju kausē.Dažu nosacījumu izpildes rezultātā bija iespējams iegūt plēvi ar biezumu 100 mikroni, kas ļāva izveidot gaismas diodes ar spektru tumši sarkanā nokrāsā.Turpmāks alumīnija koncentrācijas pieaugums novirzīja vielas caurspīdīguma laukumu, pamatojoties uz to pašu materiālu, bija iespējams izveidot darba pn-savienojumu un substrātu.

Darbības ķēde no GaAsP balstīta instrumenta ar strāvas avotu uz parastā akumulatora tika nekavējoties apkopota un demonstrēta IBM vadībai. Daži cilvēki izgudrojumu atzīst par ļoti daudzsološu. Pirmais pieteikums tika atrasts mātesplates displeja laukumā.Tajā pašā laikā Texas Instruments ir izveidojis sērijveida infrasarkano staru ierīču ražošanu ar apbrīnojamu cenu 130 ASV dolāru apmērā par vienu gabalu.