Oświetlenie LED

Oświetlenie LED

to zestaw urządzeń do oświetlania różnego rodzaju, w oparciu o promieniowanie wytwarzane przez prąd elektryczny w specjalnych urządzeniach półprzewodnikowych. Dodatkowo to rozwiązanie techniczne przy znacznych oszczędnościach. Wydajność oświetlenia LED jest znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych lamp żarowych.

LED i oświetlenie

Trudno uwierzyć pół wieku temu, ale dzisiaj oświetlenie LED jest uważane za najbardziej ekonomiczne ze wszystkich. Dodatkowy plus w szerokiej gamie odcieni, charakteryzujących się specjalnym parametrem - temperaturą, informacja znajduje się na opakowaniu. Oszczędności w porównaniu z żarówkami są 10-krotne, oświetlenie LED charakteryzuje się bez wątpienia lepszą reprodukcją kolorów niż źródła bitów halogenowych. Twórcy

obiecują niewiarygodną trwałość własnych produktów.Średnia żywotność oświetlenia LED wynosi 30 000 godzin i osiąga 50 000. Jest to wiele dziesięcioleci bezawaryjnej pracy. Dzięki wbudowanemu sterownikowi, żarówka LED nie jest straszliwym skokiem napięcia, dramatycznie redukując żywotność.Istnieją również trudności w korzystaniu z przełączników ze wskaźnikiem świetlnym.

W sprzedaży będą markowych produktów o cenie do 2000 rubli za sztukę, chińskie towary konsumpcyjne są dziesięć razy tańsze. I nie można powiedzieć nic złego o tym drugim. Wybierz oświetlenie LED opiera się na mocy i braku migotania. Ujawnienie negatywnego efektu nie jest trudne w przypadku aparatu niskiej jakości. Zrobi to stary telefon lub iPad. Nie jest to profesjonalny aparat. Skoncentruj się na szklanej kolbie i uważnie sprawdź, czy występuje migotanie.

Z historii rozwoju technologii półprzewodnikowej

Warunkiem stworzenia pierwszej diody z węglika krzemu był artykuł z 1907 roku w magazynie Electric World, opublikowany w Nowym Jorku przez McGraw and Hill. W tekście napisano, że Henry Joseph Round eksperymentował z kryształem karborundu i odkrył niesamowite, wcześniej niewidoczne zjawisko. Przy połączeniu elektrod prądu stałego odnotowano luminescencję.Tylko wybrane próbki wykazały działanie przy napięciu 10 V, ale każdy kryształ zaczął świecić, gdy wartość wzrosła do 110 V.

W większości przypadków luminescencja była żółta i znajdowała się w pobliżu ujemnego bieguna, a dodatnie okresowo migały zielono-niebieskie iskry. Oprócz tego, próbki kryształów wykazywały kolory jasnozielone, niebieskie i pomarańczowe. Runda próbowała umieścić elektrodę ujemną w środku kryształu, a następnie jedynym biegunem( dodatnim) stała się emitowanie światła. W ten sposób naukowiec przenosi czytelników do pojęcia przejścia metal-półprzewodnik, wówczas nieznanego w nauce( styku prostującego Schottky'ego).

Pochodzenie karborundu jest uwikłane w głęboką tajemnicę.Jest to najwyraźniej jedyny minerał pierwotnie uzyskany w laboratorium przez Edwarda Godricha Achesona( 1890).Trzy lata później Henri Moissan odkrył coś podobnego w fragmentach meteorytu, który pokonał Diabelską Dolinę Arizony, i zdecydował, że przed nim znajduje się diament. Długie 11 lat upłynęło na zrozumieniu prawdziwego składu chemicznego znaleziska, podczas gdy karborund nadal był wykorzystywany przez przemysł jako najsilniejsze materiały ścierne.

Jako węglik krzemu według wzoru chemicznego, moissanit mineralny wykazuje skalę Mohsa 9,5 punktu i jest rzeczywiście porównywalny do naturalnego diamentu: tylko cenny minerał( i azotek boru, ale związek był najpierw otrzymywany wyłącznie w 1957 roku) i jest gorszy od kosmity z kosmosu. Z oczywistych powodów zasugerowano, że "diament" uderzył w meteoryt podczas rozwoju koparek, po oderwaniu się od narzędzia górniczego.

Mineral, który stał się niezbędnym warunkiem do stworzenia oświetlenia LED, został nazwany po odkrywcy w 1904 roku, kilka lat przed śmiercią tego ostatniego. W naturze moissanit jest niezwykle rzadki. Wśród prawdopodobnych miejsc zamieszkania, oprócz meteorytów, nazywane są złoża korundowe i złóż diamentów. A do 1959 roku nawet te ogniska nie były nazywane: Henri Moissan wpadł na coś niezwykle rzadkiego. Pod koniec lat 50. XX wieku znaleziono naturalnie moissanite w dwóch punktach globu: kopalnie diamentów

1. Yakut.
2. Utworzenie Green River Wyoming.

Dane analizy spektralnej sugerują, że karborund jest często odwiedzany przez kamienie unoszące się wokół bogatych w węgiel gwiazd galaktyki. To zaskakujące, ale odkrycie diod LED zostało zapomniane na długi czas. Informacje pojawiły się już podczas zimnej wojny, kiedy pierwsze lasery półprzewodnikowe demonstrowane były jednocześnie w kilku miejscach. O oświetleniu LED wtedy nie myśl. Diody

oparte na węgliku krzemu

Elektroluminescencja odkryta niedawno, na początku XX wieku. Ogromną zaletą tego nowego zjawiska jest fakt, że blask jest zauważalny w temperaturze pokojowej. Zwykła żarówka, jak wiadomo, została powitana przez gości teatru oklaskami za względne bezpieczeństwo w odniesieniu do rogów gazowych. Oświetlenie LED według wszystkich znaków wyprzedzało poprzedników o rząd wielkości: nawet po wielu godzinach pracy szklana bańka pozostaje lekko ciepła.

Przemysłowa produkcja węglika krzemu rozpoczęła się w 1891 roku. Opracowany przez Acheson, przebiegał w wysokich temperaturach w tyglu węglowym, w którym warunki przekształcenia zwykłego szkła w supertwardy minerał zostały wytworzone przy użyciu prądu elektrycznego. Reakcja przebiega w dwóch etapach. Węgiel redukuje czterowartościową krzemionkę do dwuwartościowości, następnie zachodzi podobna reakcja. Wydzielanie się tlenku węgla wymagało intensywnego utleniania w celu dezaktywacji.

Karborund wykazuje przede wszystkim ekstremalną twardość, ze względu na podobieństwo sieci krystalicznej z diamentem. Niski koszt syntezy doprowadził do dużej popularności jako materiał ścierny nowego związku chemicznego. Henry Joseph Round eksperymentował z detektorami dla pierwszych odbiorników fal elektromagnetycznych i odkrył nowe zjawisko. Prostowniki półprzewodnikowe wezwano do zastąpienia drogiej diody próżniowej, ponieważ oświetlenie LED stopniowo wypiera żarówki.

Zjawisko wykryte przez Rundę można było zauważyć w niektórych diodach Schottky'ego, jeśli zastosujemy napięcie znacznie wyższe niż działające. W tym przypadku dochodzi do lawinowego zwielokrotnienia nośników ładunku( dziur) w metalu. Są one wstrzykiwane do półprzewodnika, gdzie są rekombinowane z elektronami, a różnica poziomów energii po prostu spada w zakresie widzialnym promieniowania. Zjawisko to można również zaobserwować przy silnym odwróceniu przesunięcia przejścia. Istnieją nawet specjalne badania na ten temat.

Rosyjski Losev zwykle nie pojawia się w literaturze naukowej, ale zasługa autora w tworzeniu oświetlenia LED jest bezdyskusyjna. Eksperymentator stwierdził, że niektóre diody zapalają się po włączeniu w kierunku do przodu, inne - we wszystkich przypadkach. Opracował wzór na zależność częstotliwości promieniowania od wielkości spadku napięcia na skrzyżowaniu, opatentowany pierwszy przekaźnik optyczny na świecie. Prace trwały od 1924 r. Do początku II wojny światowej.

W 1939 roku Zoltan Bay i Georgij Zhigeti opatentowali diody LED z węglika krzemu z możliwością zastąpienia węglika boru, który emitował kolory: biały, jasnożółty i jasnozielony, w zależności od zanieczyszczeń wprowadzanych do materiałów. Po drodze zauważamy rozwój Kurta Lekhovitsa, domieszkowanego węglika krzemu z arsenem, aby uzyskać przewodnictwo n i bor - dla przewodnictwa p. Zgodnie z tekstem patentowym mówi się o możliwości wprowadzenia do materiału diod LED szeregu innych zanieczyszczeń: ołowiu, cyny, miedzi, cynku, europu, samaru, bizmutu, talu, manganu, srebra i ceru.

Praca Loseva była aktywnie zainteresowana Lebnerem, pracownikiem amerykańskiej ambasady, który opatentował zieloną diodę LED w 1958 roku. Dziesięć lat później nauczyli się tworzyć cienkowarstwowe struktury z węglika krzemu, co umożliwiło stworzenie oświetlenia LED, w którym właściwy kształt jest wykorzystywany jako element roboczy.

Opracowanie diod LED i oświetlenia

Okazało się, że trudniej jest uzyskać kolor niebieski. Już w połowie XX wieku stało się jasne, że urządzenia mają świetną przyszłość, aby używać( nie do oświetlenia) w telewizji, konieczne było zezwolenie na jeden z kolorów. Na przykład słynny RGB.Wymagana niebieska dioda LED.Wydajność na początku lat 60. takiego urządzenia wynosiła tylko 0,005%.Węglik krzemu nie był najlepszym rozwiązaniem dla takich problemów, najjaśniejsze próbki pracowały przy fali 470 nm z wydajnością 0,03%.W przypadku oświetlenia LED wyraźnie nie nadaje się.

Uwaga naukowców przyciągnęła publikację francuskiego naukowca Destrio, który zasugerował użycie siarczku cynku jako głównego materiału diod LED.W rezultacie półprzewodniki klasy AIII BV zyskały popularność, do której należą GaAs, który znajduje się dziś wszędzie. Era nowego związku zaczęła się w 1954 roku, kiedy nauczyli się topić cienkie płyty ze stopu, a epitaksja umożliwiła tworzenie złącz pn na powierzchni, która jest używana dzisiaj w oświetleniu LED.

W 1962 roku pojawiły się doniesienia o stworzeniu pierwszych laserów półprzewodnikowych w zakresie podczerwieni, z falą od 870 do 890 nm. Urządzenia zostały wyraźnie wezwane do zastąpienia rubinu bez ukierunkowania na tworzenie oświetlenia LED.Nowe urządzenia pracowały w trybie ciągłym w temperaturze 77 K. Następnie temperatura wzrosła do 300 K( temperatura pokojowa).Wiele uwagi poświęcono aspektowi technologicznemu produkcji LED, która stała się podstawą sukcesu w tworzeniu oświetlenia LED.W latach 60. opracowano metodę poziomą do hodowania kryształów arsenku galu zgodnie z metodą Bridgemana.

Promieniowanie diod LED z arsenku galu z zanieczyszczeniami krzemu przekroczyło zakres absorpcji substratu czystego arsenku galu. W rezultacie cała moc przepływu trafiła do celu bez osłabienia. A arsenek galu zachowywał się jak bezbarwne szkło. Wydajność kwantów wzrosła 5-krotnie w porównaniu z materiałami otrzymanymi metodami dyfuzji cynku. Pracownicy IBM Rupprecht i Woodall pracowali w podziemiu, w wolnym czasie. Wszyscy byli zaangażowani we własny materiał.W związku z tym GaAsP i AlGaAs. Pierwszy stop został uznany za beznadziejny. Trudność przejawiała się w technologii. Trudno było wyhodować prawidłową formę stabilnych kryształów. Aluminium, między innymi aktywnie dodawało tlen z powietrza, centra oksydacyjne gasiły zjawisko luminescencji.

Woodall, gdy był absolwentem specjalności hutnictwa i usłyszał coś o przemianach fazowych metali. I zdecydowałem się eksperymentować z koncentracją aluminium w stopie. W wyniku spełnienia pewnych warunków możliwe było uzyskanie folii o grubości 100 mikronów, co umożliwiło stworzenie diod LED o spektrum w obszarze ciemnoczerwonego odcienia. Dalszy wzrost stężenia aluminium przesunął obszar przeźroczystości substancji, możliwe było stworzenie na podstawie tego samego materiału działającego połączenia pn i podłoża dla niego.

Obwód roboczy z przyrządu bazującego na GaAsP ze źródłem zasilania na konwencjonalnej baterii został natychmiast zmontowany i przedstawiony zarządowi IBM.Niektórzy ludzie uznali wynalazek za bardzo obiecujący. Pierwsza aplikacja została znaleziona w obszarze wyświetlania na płytach głównych. W tym samym czasie firma Texas Instruments ustanowiła seryjną produkcję urządzeń na podczerwień o niesamowitej cenie 130 USD za sztukę.