LED-uri de iluminat

Iluminatul LED-uri

este un set de echipamente de iluminare de diferite tipuri, bazat pe radiația produsă de curentul electric în dispozitivele semiconductoare speciale.În plus, această soluție tehnică în economii semnificative. Eficiența iluminării cu LED-uri este mult mai mare decât lămpile cu incandescență.LED-urile

și iluminatul

S-a dovedit a fi greu de crezut acum o jumătate de secol, dar astăzi iluminatul cu LED-uri este considerat cel mai economic dintre toate. Un plus suplimentar într-o gamă largă de nuanțe, caracterizat printr-un parametru special - temperatură, informațiile sunt plasate pe ambalaj. Economiile în comparație cu becurile cu incandescență sunt de 10 ori, iluminarea cu LED-uri este, fără îndoială, caracterizată printr-o reproducere a culorilor mai bună decât sursele de biți cu halogen.

Dezvoltatorii promite durabilitate incredibila a propriilor produse. Durata medie de viață a iluminării cu LED-uri este de 30.000 de ore și atinge 50.000. Acestea sunt multe decenii de funcționare fără probleme. Datorită driver-ului încorporat, becul cu LED-uri nu este o sursă teribilă de tensiune, reducând dramatic durata de viață.Există, de asemenea, dificultăți în utilizarea comutatoarelor cu indicarea luminii.

În vânzare vor exista produse de marcă la prețuri de până la 2.000 de ruble, mărfurile de consum din China sunt de zece ori mai ieftine.Și este imposibil să spun ceva rău despre acesta din urmă.Alegeți iluminarea cu LED-uri se bazează pe putere și lipsa de pâlpâire. Descoperirea unui efect negativ nu este dificilă cu o cameră de calitate slabă.Un vechi telefon sau iPad va face. Nu este o cameră profesională.Concentrați-vă pe un balon de sticlă și observați cu atenție dacă există flicker.

Din istoria dezvoltării tehnologiei semiconductoare

O condiție prealabilă pentru crearea primului LED din carbură de siliciu a fost articolul 1907 din revista Electric World, publicat în New York de McGraw și Hill. Textul a spus că Henry Joseph Round a experimentat cristalul Carborundum și a descoperit un fenomen uimitor, anterior nevăzut. La conectarea electrozilor DC, sa observat o strălucire. Numai eșantioanele selectate au prezentat un efect la o tensiune de 10 V, dar orice cristal a început să lumineze pe măsură ce valoarea a crescut la 110 V.

În cele mai multe cazuri, luminiscența a fost galbenă și situată în apropierea polului negativ, scânteile pozitive periodic au aprins scântei verzui-albastru.În plus, eșantioanele cristalelor au prezentat culori verzi verde, albastru și portocaliu. Runda a încercat să pună electrodul negativ în mijlocul cristalului, apoi singurul pol( pozitiv) a devenit să emită lumină.Astfel, omul de știință aduce cititorii la conceptul de tranziție metal-semiconductor, apoi necunoscut în știință( contactul rectificativ Schottky).

Originea carborundului este cuprinsă în misterul profund. Acesta este, evident, singurul mineral obținut inițial în laborator de către Edward Godrich Acheson( 1890).Trei ani mai târziu, Henri Moissan a descoperit ceva similar în fragmentele unui meteorit care a depășit Valea Diavolului din Arizona și a decis că era un diamant în fața lui. Au fost cheltuite 11 ani pentru a înțelege compoziția chimică reală a produsului, în timp ce carborundumul a continuat să fie folosit de industrie ca fiind cel mai puternic material abraziv.

Fiind un carbid de siliciu cu formula chimică, moissanitul mineral prezintă o scară Mohs de 9,5 puncte și este cu adevărat comparabil cu diamantul natural: numai un mineral prețios( și nitrura de bor, dar compusul a fost obținut în exclusivitate în 1957) și este inferior unui străin din spațiu. Din motive evidente, sa sugerat că "diamantul" a lovit un meteorit în timpul dezvoltării excavatoarelor, după ce sa desprins de instrumentul minier.

Mineralul, care a devenit o condiție prealabilă pentru crearea iluminatului cu LED-uri, a fost numit după descoperitor în 1904, cu câțiva ani înainte de moartea acestuia din urmă.În natură, moissanitul este extrem de rar. Printre locurile probabile de reședință, pe lângă meteoriți, se numesc depozitele de corindon și depozitele de diamante.Și până în 1959, chiar și aceste focare nu au fost chemați: Henri Moissan a fugit în ceva extrem de rar. La sfârșitul anilor 50 ai secolului XX, moisanitul natural a fost găsit deodată în două puncte ale globului: minele de diamante

1. Yakut.
2. Formarea verii râului Wyoming.

Datele de analiză spectrală sugerează că carborundul este considerat un vizitator frecvent la roci care se deplasează în jurul stelelor bogate în carbon ale galaxiei. Este surprinzător, dar descoperirea LED-urilor a fost uitată de mult timp. Informațiile au apărut deja în timpul războiului rece, când primele lasere semiconductoare au fost demonstrate simultan în mai multe locuri. Despre iluminarea cu LED-uri atunci nu cred.

LED-uri bazate pe carbură de siliciu

Electroluminiscență descoperită recent, la începutul secolului XX.Marele avantaj al noului fenomen este faptul că strălucirea este vizibilă la temperaturile camerei. Un bec obișnuit cu incandescență, după cum știți, a fost întâmpinat cu aplauze din partea vizitatorilor de teatru pentru o siguranță comparativă cu privire la coarnele de gaz. Iluminarea cu LED-uri prin toate semnele a depășit predecesorii cu un ordin de mărime: chiar și după ore de lucru, becul din sticlă rămâne ușor cald.

Producția industrială de carbură de siliciu a început în 1891.Dezvoltat de Acheson, a procedat la temperaturi ridicate într-un creuzet de cărbune, unde s-au creat condițiile de transformare a sticlei obișnuite într-o minerală superhardă folosind un curent electric. Reacția se desfășoară în două etape. Carbonul reduce silicea tetravalentă la două valențe, apoi apare o reacție similară.Monoxidul de carbon eliberat necesită o oxidare intensivă pentru a se dezactiva.

Carborundum prezintă duritate extremă, în primul rând, datorită similitudinii laturii cristaline cu diamantul. Costul scăzut al sintezei a dus la o popularitate ridicată ca abrazivă a unui compus chimic nou. Henry Joseph Round a experimentat detectoare pentru primii receptoare de unde electromagnetice și a descoperit un nou fenomen. Semnalele redresoare au fost invitate să înlocuiască o diodă de vid scumpă, deoarece lumina LED-urilor deplasează treptat becurile incandescente.

Fenomenul detectat de Runda ar fi fost observat în unele diode Schottky, dacă aplicăm o tensiune mult mai mare decât cea operațională.În acest caz, are loc o multiplicare avalanșă a purtătorilor de sarcină( găuri) în metal. Acestea sunt injectate într-un semiconductor, unde sunt recombinate cu electroni, iar diferența de niveluri de energie intră doar în domeniul vizibil al radiației. Fenomenul poate fi observat, de asemenea, cu o deplasare inversă puternică a tranziției. Există chiar studii speciale pe acest punctaj.

Losevul rus nu apare, de obicei, în literatura științifică, dar meritul autorului în crearea iluminatului cu LED-uri este indiscutabil. Experimentatorul a constatat că unele diode strălucesc atunci când sunt pornite în direcția înainte, altele - în toate cazurile. El a derivat o formulă pentru dependența frecvenței radiațiilor de amploarea căderii de tensiune la joncțiune, brevetând primul releu optic din lume. Munca a continuat din 1924 până la începutul celui de-al doilea război mondial.

În 1939, Zoltan Bay și Georgy Zhigeti au brevetat un LED pe bază de carbură de siliciu, cu opțiunea înlocuirii carburii de bor care emiteu culori: alb, galben pal și verde pal, în funcție de impuritățile introduse în materiale. Pe parcurs, observăm evoluțiile lui Kurt Lekhovits, carbură de siliciu dopat cu arsen pentru a obține n-conductivitate și bor - pentru conductivitatea p. Conform textului brevetului, se menționează posibilitatea introducerii în material a LED-urilor a mai multor alte impurități: plumb, staniu, cupru, zinc, europiu, samariu, bismut, taliu, mangan, argint și ceriu.

Lucrarea lui Losev a fost interesată în mod activ de Lebner, angajat al ambasadei SUA, care a brevetat LED-ul verde în 1958.Un deceniu mai târziu, au învățat cum să realizeze structuri de caramidă de siliciu subțire, ceea ce a făcut posibilă crearea de iluminare cu LED, unde forma corectă este utilizată ca element de lucru.

Dezvoltarea LED-urilor și iluminării

S-a dovedit a fi mai greu să obțineți albastru. Deja la mijlocul secolului al XX-lea, a devenit clar că dispozitivele au avut un viitor minunat, de a folosi( nu pentru iluminat) în televiziune, a fost necesar să se permită una dintre schemele de culori. De exemplu, faimosul RGB.A fost necesar un LED albastru. Eficiența la începutul anilor 60 ai unui astfel de dispozitiv a fost de numai 0,005%.Carbura de siliciu nu a fost cea mai bună soluție pentru astfel de probleme, cele mai strălucitoare probe au lucrat la 470 nm cu o eficiență de 0,03%.Pentru iluminarea cu LED-uri, acest lucru nu este în mod corespunzător potrivit.

Atenția cercetătorilor a atras publicația cercetătorului francez Destrio, care a sugerat utilizarea sulfurii de zinc ca principal material de LED-uri. Ca rezultat, semiconductorii claselor AIII BV au câștigat popularitate, la care aparține GaAs, care se găsește peste tot astăzi. Era noului compus a început în 1954, când au învățat să topească plăcile subțiri din topitură, iar epitaxia a făcut posibilă formarea de joncțiuni pn la suprafață, care este folosită astăzi în iluminatul cu LED-uri.

În 1962, au existat rapoarte privind crearea primelor lasere semiconductoare în domeniul infraroșu, cu un val de la 870 la 890 nm. Dispozitivele au fost în mod clar chemate să înlocuiască rubinul, fără a viza crearea de iluminare cu LED-uri. Dispozitivele noi funcționează în mod continuu la temperaturi de 77 K. Apoi temperatura a crescut la 300 K( temperatura camerei).O atenție deosebită a fost acordată aspectului tehnologic al producției de LED-uri, care a devenit baza succesului în realizarea iluminatului LED.În anii 60, a fost elaborată o metodă orizontală pentru creșterea cristalelor de arsenid de galiu conform metodei Bridgeman.

Radiația LED-urilor din arsenid de galiu cu impurități de siliciu a trecut deasupra gama de absorbție a substratului de arsenid de galiu pur. Drept rezultat, toată puterea fluxului a ajuns la destinație fără slăbire. Arsenidul de galiu se comporta ca o sticlă transparentă.Producția de quanta a crescut de 5 ori în comparație cu materialele obținute prin metode de difuzie a zincului. Angajații IBM Rupprecht și Woodall au lucrat subteran, în timpul liber. Toată lumea se angaja în materialele lor.În consecință, GaAsP și AlGaAs. Primul aliaj a fost considerat fără speranță.Dificultatea sa manifestat în tehnologie. A fost dificil să crească forma corectă de cristale stabile. Aluminiu, printre altele, a adăugat activ oxigen din aer, centrele de oxidare au stins fenomenele luminescenței.

Woodall când a fost absolvent de specialitate în metalurgie și a auzit ceva despre tranzițiile de fază ale metalelor.Și am decis să experimentez concentrația de aluminiu în topitură.Ca urmare a îndeplinirii anumitor condiții, a fost posibil să se obțină un film cu o grosime de 100 microni, ceea ce a făcut posibilă crearea LED-urilor cu un spectru în regiunea unei nuante de culoare roșu închis. Creșterea suplimentară a concentrației de aluminiu a schimbat aria de transparență a substanței, a fost posibil să se creeze pe baza aceluiași material o joncțiune de lucru pn și un substrat pentru aceasta.

Un circuit de lucru dintr-un instrument bazat pe GaAsP cu o sursă de alimentare pe o baterie convențională a fost asamblat imediat și a fost demonstrat managementului IBM.Unii oameni au recunoscut invenția ca fiind foarte promițătoare. Prima aplicație a fost găsită în zona de afișare a plăcilor de bază.În același timp, Texas Instruments a stabilit o producție în serie a dispozitivelor infraroșii, cu un preț uimitor de 130 de dolari pe bucată.