LED-belysning

LED-belysning er et sett med utstyr for belysning av ulike typer, basert på stråling produsert av elektrisk strøm i spesielle halvleder enheter. I tillegg, denne tekniske løsningen i betydelige besparelser. Effektiviteten til LED-belysning er mye høyere enn glødelamper.

LED og belysning

Det viste seg å være vanskelig å tro på et halvt århundre siden, men i dag er LED-belysning regnet som den mest økonomiske for alle. Et ekstra pluss i et bredt spekter av nyanser, preget av en spesiell parameter - temperatur, er informasjonen plassert på pakken. Sparing i sammenligning med glødelamper er 10 ganger, LED-belysning utvilsomt preget av bedre fargegjengivelse enn halogenbitkilder.

Utviklere lover utrolige holdbarhet av sine egne produkter. Den gjennomsnittlige levetiden til LED-belysning er 30.000 timer og når 50.000. Dette er mange tiår med problemfri drift. Takket være den innebygde driveren er LED-lampen ikke forferdelig spenningsforstyrrelser, noe som reduserer levetiden dramatisk. Det er også vanskeligheter med å bruke brytere med lysindikasjon.

På salget vil det bli merkede produkter priset til opptil 2000 rubler stykke, kinesiske forbruksvarer er ti ganger billigere. Og det er umulig å si noe dårlig om sistnevnte. Velg LED-belysning er avhengig av strøm og fravær av flimmer.Å avsløre en negativ effekt er ikke vanskelig med et dårlig kvalitetskamera. En gammel telefon eller iPad vil gjøre. Ikke et profesjonelt kamera. Fokuser på en glassflaske og se nøye om flimmer er til stede.

Fra historien om utvikling av halvlederteknologi

En forutsetning for opprettelsen av den første LED fra silisiumkarbid var 1907-artikkelen i magasinet Electric World, publisert i New York av McGraw and Hill. Teksten sa at Henry Joseph Round eksperimenterte med karborundkrystall og oppdaget et fantastisk, tidligere usett fenomen. Ved tilkobling av elektroder med likestrøm ble luminescensen notert. Bare utvalgte prøver viste en effekt ved en spenning på 10 V, men en hvilken som helst krystall begynte å luminesce da verdien økte til 110 V.

I de fleste tilfeller var luminescensen gul og lokalisert nær den negative polen, de positive periodisk blinket grønnblå gnister. I tillegg til dette viste prøver av krystallene lys grønn, blå og oransje farger. Runden prøvde å plassere den negative elektroden i midten av krystallet, og den eneste polen( positive) ble til å avgir lys. Dermed bringer forskeren leserne til konseptet om en metall-halvleder-overgang, så ukjent i vitenskapen( Schottky rectifying kontakt).

Opprinnelsen til carborundum er innblandet i dyp mysterium. Dette er tilsynelatende det eneste mineralet som opprinnelig ble oppnådd i laboratoriet av Edward Godrich Acheson( 1890).Tre år senere oppdaget Henri Moissan noe lignende i fragmentene av en meteoritt som overtok Devils Valley of Arizona, og bestemte seg for at det var en diamant foran ham. En lang 11 år ble brukt på å forstå den sanne kjemiske sammensetningen av funnet, mens carborundum fortsatt ble brukt av industrien som de sterkeste slipemiddelene.

Å være et silisiumkarbid ved kjemisk formel, viser den mineralske moissanitten en Mohs skala på 9,5 poeng og er virkelig sammenlignbar med naturlig diamant. Bare et dyrbart mineral( og nitrid, men forbindelsen ble først oppnådd eksklusivt i 1957) og er dårligere enn en romvesen. Av åpenbare grunner ble det antydet at "diamanten" slo en meteoritt under utviklingen av gravemaskinene, etter å ha brutt seg bort fra gruveverktøyet.

Mineral, som ble en forutsetning for etableringen av LED-belysning, ble oppkalt etter oppdageren i 1904, flere år før sistnevnte død. I naturen er moissanitt ekstremt sjelden. Blant de sannsynlige bostedene, i tillegg til meteoritter, kalles korundavsetninger og innskudd av diamanter. Og til 1959 ble ikke disse foci kalt: Henri Moissan kjørte inn i noe ekstremt sjeldent. På slutten av 50-tallet av det 20. århundre ble naturlig moissanitt funnet på en gang i to punkter i kloden:

1. Yakut diamantgruver.
2. Formasjon av Green River Wyoming.

Spektralanalysedata antyder at carborundum regnes som en hyppig besøkende til bergarter som svinger rundt de karbonrike stjernene i galaksen. Det er overraskende, men oppdagelsen av lysdiodene ble glemt lenge. Informasjon oppsto allerede under den kalde krigen, da de første halvlederlaserne ble demonstrert samtidig på flere steder. Om LED-belysning så trodde ikke.

lysdioder basert på silisiumkarbid

Elektroluminescens oppdaget nylig, i begynnelsen av XX-tallet. Den store fordelen med det nye fenomenet er at gløden er merkbar ved romtemperaturer. En vanlig glødelampe, som du vet, ble møtt med applaus fra teaterbesøkere for komparativ sikkerhet med hensyn til gasshorn. LED-belysning av alle tegn overgikk forgjengere med en størrelsesorden: Selv etter arbeidstid, forblir glasspæren litt varm.

Industriell produksjon av silisiumkarbid begynte i 1891.Utviklet av Acheson, fortsatte ved høye temperaturer i en kulldigel, hvor betingelsene for transformasjon av vanlig glass til et superhard mineral ble opprettet ved hjelp av en elektrisk strøm. Reaksjonen går i to trinn. Karbon reduserer tetravalent kiselsyre til to valent, så oppstår en lignende reaksjon. Kullmonoksyd frigjort trengte intensiv oksidasjon å deaktivere.

Carborundum viser ekstrem hardhet i utgangspunktet på grunn av likheten til krystallgitteret med diamanten. Den lave kostnaden ved syntese førte til høy popularitet som et slipemiddel av en ny kjemisk forbindelse. Henry Joseph Round eksperimenterte med detektorer for de første elektromagnetiske bølge mottakere, og oppdaget et nytt fenomen. Halvleder likriktere ble kalt på å erstatte en dyr vakuumdiode, da LED-belysning gradvis forflytter glødelamper.

Fenomenet som ble oppdaget av runden, ville ha blitt lagt merke til i enkelte Schottky-dioder, hvis vi bruker en spenning som er mye høyere enn den operative. I dette tilfellet forekommer skredemultiplikasjon av minoritetsladere( hull) i metallet. De injiseres i en halvleder, hvor de rekombineres med elektroner, og forskjellen i energinivåer faller bare innenfor det synlige området for stråling. Fenomenet kan også observeres med en sterk omvendt forskyvning av overgangen. Det er til og med spesielle studier på denne poengsummen.

Russisk Losev vises vanligvis ikke i den vitenskapelige litteraturen, men forfatterens fortjeneste i å skape LED-belysning er ubestridelig. Eksperimenteren fant at noen dioder lyser når de slås på i fremoverretningen, andre - i alle tilfeller. Han avledet en formel for avhengigheten av strålefrekvensen på størrelsen av spenningsfallet ved krysset, patentert verdens første optiske relé.Arbeidet fortsatte fra 1924 til begynnelsen av andre verdenskrig.

I 1939 patenterte Zoltan Bay og Georgy Zhigeti en silisiumkarbidbasert lysdiode med mulighet for å erstatte borkarbid som utstrålede farger: hvit, blekgul og lysegrønn, avhengig av forurensningene som ble introdusert i materialene. Underveis merker vi utviklingen av Kurt Lekhovits, dopet silisiumkarbid med arsen for å oppnå n-ledningsevne og bor - for p-konduktivitet. Ifølge patentteksten er det sagt om muligheten for å innføre i LED-materialets materiale en rekke andre urenheter: bly, tinn, kobber, sink, europium, samarium, vismut, tallium, mangan, sølv og cerium.

Losevs arbeid var aktivt interessert i Lebner, en ansatt i den amerikanske ambassaden, som patenterte den grønne LED i 1958.Et tiår senere lærte de seg å lage tynnfilm silisiumkarbidstrukturer, noe som gjorde det mulig å lage LED-belysning, der riktig form brukes som et arbeidselement.

Utvikling av lysdioder og belysning

Det viste seg å være vanskeligere å bli blå.Allerede i midten av det 20. århundre ble det klart at enhetene hadde en flott fremtid, å bruke( ikke til belysning) på fjernsyn, var det nødvendig å tillate en av fargeskjemaene. For eksempel, den berømte RGB.En blå LED var nødvendig. Effektiviteten i begynnelsen av 60-tallet av en slik anordning var bare 0,005%.Silisiumkarbid var ikke den beste løsningen for slike problemer, de klareste prøvene arbeidet ved en bølge på 470 nm med en effektivitet på 0,03%.For LED-belysning er dette tydeligvis ikke egnet.

Oppmerksomhet på forskere tiltrukket publikasjonen av den franske vitenskapsmannen Destrio, som foreslo å bruke sinksulfid som hovedmaterialet til lysdioder. Som et resultat, har halvledere av klasse AIII BV, hvor GaAs, som finnes overalt i dag, blitt populær. Ereen av den nye forbindelsen startet i 1954, da de lærte å smelte tynne plater fra smelten, og epitaksen gjorde det mulig å danne pn kryss på overflaten, som brukes i dag i LED-belysning.

I 1962 ble det rapportert om opprettelsen av de første halvlederlaserne i infrarød rekkevidde, med en bølge fra 870 til 890 nm. Apparatene ble tydelig kalt for å erstatte rubin, uten å målrette opprettelsen av LED-belysning. Nye enheter operert i kontinuerlig modus ved temperaturer på 77 K. Så steg temperaturen til 300 K( romtemperatur).Mye oppmerksomhet ble gitt til det teknologiske aspektet av LED-produksjon, som ble grunnlaget for suksess i oppgaven med å skape LED-belysning. På 60-tallet ble det utviklet en horisontal metode for voksende galliumarsenidkrystaller i henhold til Bridgeman-metoden.

Stråling av lysdioder fra galliumarsenid med silisium urenheter gikk over absorpsjonsområdet for substratet av rent galliumarsenid. Som et resultat gikk all strøm av strømmen til destinasjon uten svekkelse. Og galliumarsenid oppførte sig som klart glass. Produksjonen av quanta økte 5 ganger i sammenligning med materialer oppnådd ved sinkdiffusjonsmetoder. IBM-ansatte Rupprecht og Woodall jobbet under jorden, på fritiden. Alle var engasjert i sitt eget materiale. Følgelig GaAsP og AlGaAs. Den første legeringen ble ansett som håpløs. Vanskeligheten manifesterte seg i teknologi. Det var vanskelig å dyrke den riktige formen av stabile krystaller. Aluminium, blant annet aktivt tilsatt oksygen fra luften, slokkede oksydasjonssentrene luminescensfenomenene.

Woodall da han var en kandidatstudent med spesialisering innen metallurgi og hørt noe om fasetransisjonene av metaller. Og jeg bestemte meg for å eksperimentere med konsentrasjonen av aluminium i smelten. Som et resultat av oppfyllelsen av visse forhold var det mulig å oppnå en film med en tykkelse på 100 mikron, noe som gjorde det mulig å skape lysdioder med et spektrum i en mørk rød nyanse. Ytterligere økning i konsentrasjonen av aluminium skiftet området med gjennomsiktighet av stoffet, det var mulig å skape på grunnlag av det samme materialet et arbeids-pn-kryss og et substrat for det.

En arbeidskrets fra et GaAsP-basert instrument med en strømkilde på et konvensjonelt batteri ble umiddelbart satt sammen og demonstrert til IBM-ledelsen. Noen har anerkjent oppfinnelsen som svært lovende. Den første applikasjonen ble funnet i displayområdet på hovedkort. Samtidig har Texas Instruments etablert en serieproduksjon av infrarøde enheter med en fantastisk pris på $ 130 per stykke.