Lampă diodă

O lampă diodă este o denumire incorectă și simplificată utilizată în principal în viața de zi cu zi pentru a desemna dispozitive electrice de iluminat semiconductoare. Principiul de funcționare se bazează pe fenomenul de electroluminescență a semiconductorilor.

Dispozitive semiconductoare ca surse de lumină

Având cunoștință de alte informații de pe site-ul deja știu că vârf de dezvoltare a LED-urilor a căzut pe invenția laserului rubin. Apoi, Războiul Rece a dezvăluit semințele conflictelor locale, iar astăzi interesele statelor sunt adesea contrare. Să explicăm: ideea creării unei arme cu laser a fost predominantă înainte, dar o serie de dificultăți nu au permis funcționarea eficientă a radiațiilor: laserul

1. Ruby, precum și cel de gaz, necesită o răcire intensivă.Nu este posibilă instalarea unor astfel de unități pe aviație sau nave spațiale: grele, voluminoase și necesită multă energie pentru a lucra. Textul a luat deja în considerare argumentele pe acest scor ale academicianului Ioffe. Acesta din urmă a fost de părere că termocuplurile sunt promițătoare în acest context.
   instagram viewer
   

   Academician Ioffe

2. Puterea de radiație, concentrată într-un interval îngust, se descompune rapid în atmosferă.Chiar și în ferestrele de transparență este neprofitabilă utilizarea unor astfel de tehnologii. Cu toate acestea, laserele au fost utilizate activ în comunicațiile prin satelit. Surse vor fi găsite susținând că a devenit obișnuită pentru militari de la începutul anilor 70 ai secolului XX.Desigur, prin exemplul forțelor armate americane.
3. Puterea laserelor semiconductoare nu a fost prea mare.Și nu numai din motive de eficiență scăzută( cu greu atinge 1% pentru primele dispozitive).Acum există produse avansate care transformă jumătate din energie în fotoni. Factorul tehnologic al impracticabilității practice de a crea o zonă de joncțiune mare pn intră în vigoare.

Este avantajos să se utilizeze radiația domeniilor optice și adiacente pentru nevoile de transmitere a informațiilor - acestea sunt cele mai bune frecvențe de astăzi. Datorită lungimii mici de undă( conform teoremei Kotelnikov), este posibil să se plaseze o cantitate mare de date într-o zonă scurtă.Ce înseamnă creșterea ratei de transmisie. Astăzi, majoritatea rețelelor de calcul de înaltă calitate funcționează în gama optică, folosind metode similare celor observate în lămpile LED.

Istoria creării dispozitivelor este prezentată în secțiunea menționată mai sus, vom analiza dezvoltarea tehnologiei. Se știe că în anii 1960 LED-urile au fost dezvoltate în mod activ, dar au fost observate o serie de dificultăți. De exemplu, eficiența radiației albastre sa dovedit a fi atât de mică încât nu a existat niciun sens în aplicarea tehnologiei în practică.Au existat dificultăți în studierea proprietăților materialelor noi, a fabricării lor. Electroluminescența are loc în trei etape:

1. Excizia perechilor purtătoare ale ambelor semne datorită tensiunii aplicate.
2. Termicalizarea purtătoarelor, egalizarea energiei pentru o anumită temperatură.
3. Recombinare cu emisie de fotoni în exterior.

LED Compozitie chimica

Semiconductori de cristal anorganic Din limba engleza, abrevierea LED-urilor reprezinta dioda emitatoare de lumina. Traducerea în limba rusă este prea complicată, așa cum vorbește direct profesorul Institutului Politehnic din Troy Schubert și, prin urmare, se aplică simplificarea - LED-ul. Pentru a avea o idee despre principiile structurii pn, este necesar să învățăm lucruri de bază.În fizica semiconductorilor, materialele sunt de obicei clasificate în funcție de tabelul periodic din grupa a opta și din cea de-a șaptea perioadă.Există și alte forme grafice de înregistrare a legii periodicității, dar nu și în acest context. Pentru a desemna cristalul alegeți prima cifră.Dacă un semiconductor este format din două elemente, grupurile sunt listate succesiv.

De exemplu, telură de cadmiu, utilizată cu ușurință ca emițător de fotoni și receptor de radiație optică, aparține grupului de materiale AIIBVI.Secvența corespunde formulei chimice.În acest sens, teldura de cadmiu arată ca CdTe. Este ușor de observat că elementul A se află în al doilea grup, iar B este al șaselea. Carbidul de siliciu( carborundum), pe baza căruia s-au demonstrat pentru prima dată efectele de emisie fotonică, aparține grupului rare AIVBIV și a devenit singurul reprezentant.

Prin proprietăți, cel mai greu minereu de pe planetă a devenit un analog al elementelor simple: diamant, siliciu, germaniu. Cele două din urmă sunt utilizate pe scară largă în formă pură și dopată.Caracteristicile semiconductorilor sunt determinate complet de stările energetice ale electronilor, de lățimea benzii interzise. Intrând într-un cristal pur al unei impurități, oamenii de știință încearcă să primească noi calități. De exemplu, atunci când doparea germaniu cu arsenic, materialul dobândește conductivitatea de tip n datorită prezenței electronilor liberi în regiunea de neomogenități formate de impurități. Deci, semiconductori sunt luate în considerare:

• Prin numărul de generatoare de bază:

1. Simplu. Constă dintr-un singur element al sistemului periodic.
2. Complicată.Formată de două( sau mai multe) elemente chimice.

• Prin sursa de achiziție a calităților necesare:

1. Clean. Nu există impurități.
2. Aliabil. Prin adăugarea altor elemente chimice în rețeaua de cristal.

Semnele enumerate mai sus se caracterizează prin materiale semiconductoare anorganice cristaline. Dintre acestea, cele mai răspândite, în plus față de compuși simpli, au primit: AIIIBV, AIIBIVCV2( de exemplu, CdSnAs2, un analog apropiat al arsenului de indiu).Ultimul grup are o latură cristalină de cristal, deși acest material nu este inclus în această familie. Substanțele complexe sunt create prin topirea substanțelor originale în proporția potrivită, formând adesea conductivitate electronică sau gaură fără introducerea de impurități. Reamintim că dimensiunea tranzițiilor cuantice într-un material este de importanță primordială.

Separat de semiconductorii binari, se obișnuiește clasificarea oxizilor. Unele dintre materiale( cuprite) se găsesc în natură.Procesele de creștere nu sunt în prezent bine înțelese, dar oxidul de cupru( AIIBVI) este utilizat în inginerie. Oxizii sunt menționați separat datorită prezenței unor materiale selectate ale superconductivității grupului( de exemplu, La2CuO4) la temperaturi relativ ridicate - 130 K. Structurile cristaline ale unui număr de semiconductori sunt caracterizate prin stratificare, proprietăți pronunțate în două dimensiuni( film).

Semiconductori anorganici fără cristal

Prin schimbarea tehnologiei, semiconductoarele simple și complexe pot fi realizate amorfe( vitreoase).Apoi, structura de cristal a materialului nu este vizibilă.Toate semiconductorii din grup au conductivitate de tip n, demonstrează un răspuns luminos la fotoni, ceea ce le permite să fie utilizate ca parte a celulelor solare. Deci, prezența anumitor nivele sugerează posibilitatea de a crea și LED-uri pe o bază specificată.

La nivel global, semiconductoarele amorfe sunt împărțite în grupuri:

• Paharele de oxid sunt formate prin fuziune. Procesul implică oxizi de elemente cu variabilă valență( tranzitorie), oxizi ai substanței formate( bor, fosfor), oxizi ai modificatorilor( calciu, plumb, bariu).Mai mult decât atât, elementul de tranziție este conținut în cel puțin două stări de valență, care determină prezența proprietăților speciale.
• Calcogenide - compuși ai elementelor din grupa a șasea a sistemului periodic( seleniu, telur, sulf) cu metale. Numele materialelor primite pentru includerea frecventă în minereu. Deseori folosit în optică, în anii '60 a fost descrisă posibilitatea utilizării pentru a crea dispozitive de stocare( inclusiv non-volatile).Dezavantajele includ rezistența chimică scăzută și tendința de cristalizare.
• Semiconductorii organici sunt utilizați pentru a crea LED-uri. Structură predominant polimerică.Pentru prima dată, efectul luminiscenței este demonstrat pe cristale de acriacă și acridină.Printre materialele organice, există două grupuri:

1. Cu un model bazat pe transferul de sarcină.
2. Cu un sistem de legături duble și triple conjugate dezvoltate.

• În rețeaua cristalină de carbură de siliciu, germanii, atomii de siliciu sunt localizați în colțurile tetraedrului. Structura amorfă se caracterizează prin lipsa de ordonare a constituenților cubi individuali ai unei substanțe.

Semiconductori organici

Semiconductorii organici sunt considerați cristale, polimeri sau substanțe amorfe. Natura originii prevăzută în titlu. Efectul electroluminescenței pe bază de semiconductori organici a fost descoperit în 1953 de către Andre Bernanoz. Experimentele privind studiul chemiluminescenței au condus cercetătorul la descoperirea iluminării acrihinei și acridinei. Era LED-urilor organice a început în 1987 datorită codecului. Dr. Tang a descoperit strălucirea filmului polimer Alq3( aluminiu tri-8-hidroxichinolat).Noul LED verde avea calități unice și este încă folosit în tehnologie.

În mod similar, structurile cristaline ale elementelor din tabelul periodic prezintă proprietatea electroluminescenței. Caracteristicile distinctive sunt considerate eficiență ridicată și preț scăzut.În 1989, laboratorul de la Universitatea din Cambridge a învățat cum să producă polimeri organici. Descoperirea lui Richard Friend, Donal Bradley și Jeremy Barrow a dus la crearea în 1992 a tehnologiei Cambridge Display Technology( divizia Sumitomo Chemical), cu o cifră de afaceri de 285 milioane de dolari pentru 2007.Laboratoarele întreprinderii și astăzi sunt angajate în căutarea de noi materiale polimerice, studiul proprietăților lor.

Primul afiș alb-negru cu o serie pasivă de LED-uri organice a fost lansat de Pioneer în 1996.Rezoluția ecranului a fost de numai 256x64 pixeli.În același an, CDT își prezintă propria activitate în zona menționată.În 2000, datorită LG, au apărut primele modele de dispozitive mobile.În timpul anului 2016, Samsung a investit 325 de milioane de dolari în tehnologie pe display-uri OLED flexibile, cu o dublare simultană a producției, în timp ce noul Mercedes va fi echipat cu ecrane de 12,3 inci.

Astăzi, LED-urile organice sunt deja utilizate în lumina de fundal a matricei. LG a dezvoltat și fabricat imprimante speciale capabile de imprimare pentru a produce panouri pentru iluminat. Aceasta rezolvă problema prețului LED-urilor organice. Marele avantaj a fost capacitatea de a regla luminozitatea. Nu departe este ziua când lămpile cu diode încep să funcționeze în detrimentul materiei organice.

Avantajele lămpilor LED

În ciuda eficienței reduse a LED-urilor, lămpile bazate pe ele au caracteristici extraordinare. Consumul de energie, alte lucruri fiind egal, este redus cu un ordin de mărime. Acest lucru vă permite să recuperați costul dispozitivelor în timpul anului, producătorul oferă de obicei o garanție de 3 sau mai multe. Cu toate acestea, obținerea acestora pe produse chinezești vândute sub diferite mărci europene nu este ușor. Producătorul viclean din instrucțiuni indică necesitatea returnării produselor de către vânzător, iar acesta din urmă nu este întotdeauna gata să meargă pentru el.

Principalul lucru - segmentul de azi este în plină expansiune. Lampa cu LED-uri mâine va deveni standardul de facto pentru nevoile iluminatului.