LED osvetlenie

LED osvetlenie je súprava zariadení na osvetlenie rôznych druhov, založené na žiarení produkovanom elektrickým prúdom v špeciálnych polovodičových zariadeniach. Navyše, toto technické riešenie vo významných úsporách.Účinnosť LED osvetlenia je oveľa vyššia ako žiarovky. LED diódy

a osvetlenie

Ukázalo sa, že je ťažké uveriť pred polstoročím, ale dnes LED osvetlenie je považované za najúspornejšie zo všetkých.Ďalší prírastok v širokej škále odtieňov, ktorý sa vyznačuje špeciálnym parametrom - teplota, sa nachádza na obale.Úspory v porovnaní s žiarovkami sú 10-krát, osvetlenie LED je nepochybne charakterizované lepšou reprodukciou farieb ako zdrojom halogénových bitov.

Vývojári sľubujú neuveriteľnú trvanlivosť svojich vlastných produktov. Priemerná životnosť LED osvetlenia je 30 000 hodín a dosahuje 50 000. Je to mnoho desaťročí bezproblémovej prevádzky. Vďaka vstavanému ovládaču LED žiarovka nie je strašný nárast napätia, čo výrazne znižuje životnosť.Pri používaní prepínačov so svetelnou indikáciou sú tiež ťažkosti.

V predaji budú existovať značkové výrobky s cenami až do 2 000 rubľov za kus, čínske spotrebné tovary sú desaťkrát lacnejšie. A nie je možné povedať o tom nič zlé.Zvoľte si osvetlenie LED závisí od výkonu a absencie blikania. Odhalenie negatívneho efektu nie je ťažké pri nekvalitnej kamere. Starý telefón alebo iPad to urobí.Nie je to profesionálna kamera. Zamerajte sa na sklenenú banku a pozorne si prečítajte, či je prítomný blikanie.

Z histórie vývoja polovodičovej technológie

Predpokladom pre vytvorenie prvej LED z karbidu kremíka bol článok z roku 1907 v časopise Electric World, publikovaný v New Yorku McGrawom a Hillom. Text uviedol, že Henry Joseph Round experimentoval s karborundovým kryštálom a objavil úžasný, predtým nevidený fenomén. Pri pripojení elektród jednosmerného prúdu bola zaznamenaná luminiscencia. Len vybrané vzorky preukázali účinok pri napätí 10 V, ale akýkoľvek kryštál začal luminovať, keď sa hodnota zvýšila na 110 V.

Vo väčšine prípadov bola luminiscencia žltá a bola umiestnená v blízkosti záporného pólu, pozitívne sa pravidelne rozsvietila zelenkastá modrá iskra. Okrem toho vzorky kryštálov vykazovali svetlo zelené, modré a oranžové farby. Kolo sa pokúsilo umiestniť zápornú elektródu do stredu kryštálu, potom sa jediný pól( pozitívny) stal svetlom. Takto vedec privádza čitateľov k koncepcii prechodu kovov a polovodičov, potom neznáme vo vede( Schottkyho rektifikačný kontakt).

Pôvod karborundu je zapletený do hlbokého tajomstva. Toto je zrejme jediný minerál pôvodne získaný v laboratóriu Edwardom Godrichom Achesonom( 1890).O tri roky neskôr objavil Henri Moissan niečo podobné v úrysoch meteoritu, ktorý prekonal Devilské údolie Arizony a rozhodol sa, že pred ním je diamant. Dlho 11 rokov sa strávilo na pochopenie skutočného chemického zloženia nálezu, zatiaľ čo karborundum naďalej používal priemysel ako najsilnejší brusivo.

Ako karbid kremíka podľa chemického vzorca, minerálny moissanit vykazuje Mohsovu stupnicu 9,5 bodov a je skutočne porovnateľný s prirodzeným diamantom: len drahocenný minerál( a nitrid bóru, ale zlúčenina bola najprv získaná výlučne v roku 1957) a je nižšia než cudzinec z vesmíru. Zo zrejmých dôvodov bolo navrhnuté, aby "diamant" zasiahol meteorit počas vývoja rýpadiel, pretože sa odtrhol od ťažobného nástroja.

Minerál, ktorý sa stal predpokladom pre vytvorenie LED osvetlenia, bol pomenovaný po objaviteľovi v roku 1904, niekoľko rokov pred jeho smrťou. V prírode je moissanit extrémne zriedkavý.Medzi pravdepodobné miesta pobytu, okrem meteoritov, sa nazývajú korundové usadeniny a ložiská diamantov. A až do roku 1959 sa ani tieto ohniská nezavolali: Henri Moissan narazil na niečo výnimočne zriedkavé.Na konci 50. rokov 20. storočia bol naraz nájdený prírodný moissanit vo dvoch bodoch zemegule:

1. diamantové bane Yakut.
2. Vytvorenie Green River Wyoming.

Dáta spektrálnej analýzy naznačujú, že karborundum je považovaný za častého návštevníka skál, ktorý sa vznáša okolo hviezd bohatých na uhlík v galaxii. Je prekvapujúce, ale objav LED diód bol dlho zabudnutý.Informácie sa objavili už počas studenej vojny, keď boli prvé polovodičové lasery súčasne demonštrované na viacerých miestach. O osvetlení LED potom si nemyslel. LED diódy

na báze karbidu kremíka

Elektroluminiscencia objavená nedávno, na začiatku XX storočia. Veľkou výhodou nového fenoménu je skutočnosť, že žiara je viditeľná pri izbovej teplote. Bežná žiarovka, ako viete, bola pozvaná s potleskom od návštevníkov divadla za komparatívnu bezpečnosť so zreteľom na plynové rohy. LED osvetlenie všetkých značiek prevyšuje predchodcov o rádovo veľké množstvo: dokonca aj po pracovných hodinách zostáva sklenená žiarovka mierne teplá.

Priemyselná výroba karbidu kremíka sa začala v roku 1891.Vyvinutý Achesonom prebiehal pri vysokých teplotách v uhoľnom tégliku, kde sa vytvorili podmienky na transformáciu obyčajného skla na superhrdlého minerálu pomocou elektrického prúdu. Reakcia prebieha v dvoch etapách. Uhlík znižuje štvornásobný oxid kremičitý na dve valentné, potom nastane podobná reakcia. Uvoľňovaný oxid uhoľnatý potreboval intenzívnu oxidáciu, aby sa deaktivoval.

Carborundum vykazuje na prvom mieste extrémnu tvrdosť kvôli podobnosti krištáľovej mriežky s diamantom. Nízke náklady na syntézu viedli k vysokej obľube ako abrazívnej zmesi novej chemickej zlúčeniny. Henry Joseph Round experimentoval s detektormi pre prvé prijímače elektromagnetických vĺn a zistil nový fenomén. Polovodičové usmerňovače boli vyzvané, aby nahradili nákladnú vákuovú diódu, pretože LED osvetlenie postupne vysúva žiarovky.

Fenomén detegovaný kolami by bol zaznamenaný v niektorých diódach Schottky, ak použijeme napätie oveľa vyššie ako jeho prevádzkové.V tomto prípade dochádza k lavinovému násobeniu menšinových nábojov( otvorov) v kovu. Sú injektované do polovodiča, kde sú rekombinované elektrónmi a rozdiel v energetických hladinách práve spadá do viditeľného rozsahu žiarenia. Tento fenomén možno pozorovať aj so silným obráteným posunom prechodu. Existujú dokonca aj špeciálne štúdie o tomto skóre.

Ruský Losev sa zvyčajne neobjavuje vo vedeckej literatúre, ale autorov zásluhy na vytváraní LED osvetlenia je nesporné.Experimentátor zistil, že niektoré diódy svietia pri zapnutí v smere dopredu, iné - vo všetkých prípadoch. Odvodil vzorec pre závislosť frekvencie žiarenia od veľkosti poklesu napätia na križovatke, ktorý patentoval prvé optické relé na svete. Práce pokračovali od roku 1924 až do začiatku druhej svetovej vojny.

V roku 1939 si Zoltan Bay a Georgy Zhigeti patentovali LED na báze karbidu kremíka s možnosťou výmeny karbidu bóru, ktorý vyžaroval farby: biela, bledožltá a svetlo zelená, v závislosti od nečistôt zavedených do materiálov. Po ceste zaznamenávame vývoj Kurta Lekhovita, dopovaného karbidu kremíka s arzénom na získanie n-vodivosti a bóru - pre p-vodivosť.Podľa textu patentového spisu sa hovorí o možnosti vložiť do materiálu LED rôzne ďalšie nečistoty: olovo, cín, meď, zinok, europium, samárium, bizmut, tália, mangán, striebro a cér.

Práca Loseva sa aktívne zaujímala o Lebnera, zamestnanca amerického veľvyslanectva, ktorý patentoval zelenú LED v roku 1958.O desaťročie neskôr sa naučili robiť tenkovrstvové štruktúry karbidu kremíka, ktoré umožnili vytvoriť LED osvetlenie, kde sa ako pracovný prvok používa správny tvar.

Vývoj LED a osvetlenia

Ukázalo sa, že je ťažšie získať modrú farbu. Už v polovici 20. storočia sa ukázalo, že zariadenia majú veľkú budúcnosť, že v televízii sa používa( nie na osvetlenie) bolo potrebné povoliť jednu z farebných schém. Napríklad slávny RGB.Bola požadovaná modrá LED.Účinnosť takéhoto zariadenia na začiatku 60. rokov bola len 0,005%.Karbid kremíka nebol najlepším riešením pre takéto problémy, najjasnejšie vzorky pracovali pri vlne 470 nm s účinnosťou 0,03%.Pri osvetlení LED to zjavne nie je vhodné.

Pozornosť výskumníkov pritiahla publikáciu francúzskeho vedca Destrio, ktorý navrhol používanie sulfidu zinku ako hlavného materiálu LED.V dôsledku toho získali popularitu polovodičov triedy AIII BV, ku ktorým patrí GaAs, ktorý sa nachádza všade dnes.Éra novej zmesi sa začala v roku 1954, keď sa naučili roztaviť tenké dosky z taveniny a epitaxia umožnila vytvoriť pn križovatky na povrchu, ktoré sa dnes používajú pri osvetlení LED.

V roku 1962 sa objavili správy o vytvorení prvých polovodičových laseri v infračervenom rozsahu s vlnou od 870 do 890 nm. Zariadenia boli jednoznačne vyzvané, aby nahradili rubín, bez toho, aby sa zamerali na vytváranie LED osvetlenia. Nové zariadenia pracujú v nepretržitom režime pri teplotách 77 K. Potom sa teplota zvýšila na 300 K( izbová teplota).Veľká pozornosť sa venovala technologickému aspektu výroby LED, ktorá sa stala základom úspechu pri vytváraní LED osvetlenia. V 60. rokoch bola vyvinutá horizontálna metóda na pestovanie kryštálov arsenidu gallia podľa metódy Bridgeman.

Žiarenie LED diód z arsenidu gália s kremíkovými nečistotami sa dostalo nad absorpčný rozsah substrátu čistého arzenidu gallia. V dôsledku toho sa celá sila toku dostala do cieľa bez oslabenia. A arzenid gália sa správal ako číre sklo. Výkon kvantov sa zvýšil 5 krát v porovnaní s materiálmi získanými metódami difúzie zinku. Zamestnanci IBM Rupprecht a Woodall pracovali v podzemí vo svojom voľnom čase. Každý sa zaoberal vlastným materiálom. Preto GaAsP a AlGaAs. Prvá zliatina bola považovaná za beznádejnú.Problém sa prejavil v technológii. Bolo ťažké vytvoriť správnu formu stabilných kryštálov. Hliník okrem iného aktívne pridával kyslík zo vzduchu, oxidačné centrá uhasili javy luminiscencie.

Woodall, keď bol absolventom študijného odboru metalurgie a počul niečo o fázových prechodoch kovov. A rozhodol som sa experimentovať s koncentráciou hliníka v tavenine. V dôsledku splnenia určitých podmienok bolo možné získať film s hrúbkou 100 mikrónov, čo umožnilo vytvoriť LED so spektrom v oblasti tmavočervenej farby.Ďalšie zvýšenie koncentrácie hliníka posunulo oblasť priehľadnosti látky, bolo možné vytvoriť na základe toho istého materiálu pracovný pn-spoj a jeho substrát.

Pracovný obvod z prístroja založeného na GaAsP so zdrojom energie na bežnej batérii bol okamžite zostavený a preukázaný riadeniu IBM.Niektorí ľudia uznali vynález za veľmi sľubný.Prvá aplikácia sa našla v oblasti zobrazenia na základných doskách. Zároveň spoločnosť Texas Instruments zriadila sériovú výrobu infračervených zariadení s úžasnou cenou 130 dolárov za kus.