LED-belysning

LED-belysning är en uppsättning utrustning för belysning av olika slag, baserat på strålning som produceras av elektrisk ström i speciella halvledaranordningar. Plus, denna tekniska lösning med betydande besparingar. Effekten av LED-belysning är mycket högre än glödlampor.

LED och belysning

Det visade sig vara svårt att tro på ett halvt sekel sedan, men idag anses LED-belysning som den mest ekonomiska för alla. Ett extra plus i ett brett utbud av nyanser, kännetecknad av en speciell parameter - temperatur, information finns på förpackningen. Besparingar i jämförelse med glödlampor är 10 gånger, LED-belysning utmärker sig utan tvekan av bättre färgreproduktion än halogenbitkällor.

Utvecklare lovar otroliga hållbarhet hos sina egna produkter. Den genomsnittliga livslängden för LED-belysning är 30 000 timmar och når 50 000. Det här är många decennier av problemfri drift. Tack vare den inbyggda föraren är LED-glödlampan inte hemsk spänningsöverskott, vilket dramatiskt minskar livslängden. Det finns också svårigheter att använda omkopplare med ljusindikering.

Till salu kommer det att finnas märkesvaror prissatta med upp till 2000 rubel stycken, kinesiska konsumtionsvaror är tio gånger billigare. Och det är omöjligt att säga något dåligt om det senare. Välj LED-belysning beror på ström och frånvaron av flimmer. Att avslöja en negativ effekt är inte svår med en kamera med dålig kvalitet. En gammal telefon eller iPad kommer att göra. Inte en professionell kamera. Fokusera på en glasflaska och se noggrant om flimmer är närvarande.

Från historien om utveckling av halvledarteknik

En förutsättning för skapandet av den första lysdioden från kiselkarbid var 1907-artikeln i tidningen Electric World, publicerad i New York av McGraw and Hill. Texten sade att Henry Joseph Round experimenterade med karborundkristall och upptäckte ett fantastiskt, tidigare osynligt fenomen. Vid anslutning av elektroder med en likström noterades luminescensen. Endast valda prover visade en effekt vid en spänning på 10 V, men någon kristall började lysa när värdet ökade till 110 V.

I de flesta fall var luminescensen gul och lokaliserad nära den negativa polen, de positiva periodiskt blinkade grönblå gnistorna. Utöver detta visade prov av kristaller ljusgrön, blå och orange färger. Ronden försökte placera den negativa elektroden i mitten av kristallen, då blev den enda polen( positiv) att avge ljus. Således ger forskaren läsarna till begreppet metall-halvledarövergång, då okänd i vetenskapen( Schottky rectifying contact).

Carborundums ursprung är intakt i djupt mysterium. Detta är tydligen det enda mineral som ursprungligen erhölls i laboratoriet av Edward Godrich Acheson( 1890).Tre år senare upptäckte Henri Moissan något liknande i fragmenten av en meteorit som tog över djävulens Arizona Valley och bestämde sig för att det fanns en diamant framför honom. Långt 11 år användes för att förstå den sanna kemiska sammansättningen av sökningen, medan carborundum fortsatte att användas av industrin som det starkaste slipmedlet.

Att vara en kiselkarbid med kemisk formel, visar mineralmissaniten en Mohs skala på 9,5 poäng och är verkligen jämförbar med naturlig diamant. Endast ett dyrbart mineral( och boritrid, men föreningen var först erhållen exklusivt 1957) och är underlägsen en utomjording från rymden. Av uppenbara skäl föreslogs att "diamanten" träffade en meteorit under utvecklingen av grävmaskinerna, efter att ha brutit bort från gruvverktyget.

Mineral, som blev en förutsättning för skapandet av LED-belysning, namnges efter upptäckaren år 1904, flera år före den senare dödens död. I naturen är moissanit extremt sällsynt. Bland de sannolika bostadsorterna, förutom meteoriter, kallas korundfyndigheter och insättningar av diamanter. Och fram till 1959 kallades inte heller dessa foci: Henri Moissan sprang in i något extremt sällsynt. I slutet av 50-talet av 20-talet hittades naturlig moissanit på en gång i två punkter av världen:

1. Yakut diamantminor.
2. Bildandet av Green River Wyoming.

Spektralanalysdata tyder på att carborundum anses vara en frekvent besökare på stenar som svävar runt galaxens kolrika stjärnor. Det är förvånande, men upptäckten av lysdioderna glömdes länge. Information uppstod redan under det kalla kriget, när de första halvledarlaserna demonstrerades samtidigt på flera ställen. Om LED-belysning trodde då inte.

-lampor baserade på kiselkarbid

Elektroluminescens upptäcktes nyligen, i början av XX-talet. Den stora fördelen med det nya fenomenet är att glöden är märkbar vid rumstemperaturer. En vanlig glödlampa, som du vet, hälsades med applåder från teaterbesökare för jämförande säkerhet med avseende på gashorn. LED-belysning av alla tecken överträffade föregångare i storleksordning: även efter arbetstid glömmer glödlampan något varmt.

Industriell produktion av kiselkarbid började 1891.Utvecklad av Acheson fortsatte vid höga temperaturer i en kol-smältkropp, där förutsättningarna för omvandling av vanligt glas till ett superhärdigt mineral skapades med användning av en elektrisk ström. Reaktionen går i två steg. Koldioxid minskar tetravalent kiseldioxid till två valent, då uppträder en liknande reaktion. Utsläpp av kolmonoxid krävde intensiv oxidation för att deaktivera.

Carborundum visar extrem hårdhet i första hand på grund av likheten hos kristallgitteret med diamanten. Den låga kostnaden för syntes ledde till hög popularitet som ett slipmedel av en ny kemisk förening. Henry Joseph Round experimenterade med detektorer för de första elektromagnetiska vågmottagarna och upptäckte ett nytt fenomen. Halvledarlikriktare krävdes att ersätta en dyr vakuumdiod, eftersom LED-belysning gradvis förskjuter glödlampor.

Det fenomen som upptäckts av rundan skulle ha märkts i vissa Schottky-dioder om vi tillämpar en spänning som är mycket högre än den operativa. I detta fall förekommer lavinmultiplicering av minoritetsladdningsbärare( hål) i metallen. De injiceras i en halvledare, där de rekombineras med elektroner, och skillnaden i energinivåer faller bara inom det synliga strålningsområdet. Fenomenet kan också observeras med en stark omvänd förskjutning av övergången. Det finns även speciella studier på denna poäng.

Ryska Losev visas vanligtvis inte i den vetenskapliga litteraturen, men författarens förtjänst vid skapandet av LED-belysning är obestridligt. Experimentet fann att vissa dioder lyser när de slås på i framåtriktningen, andra - i alla fall. Han härledde en formel för beroendet av strålningsfrekvensen på storleken av spänningsfallet vid korsningen, patenterade världens första optiska relä.Arbetet fortsatte från 1924 till början av andra världskriget.

1939 patenterade Zoltan Bay och Georgy Zhigeti en kiselkarbidbaserad lysdiod med möjlighet att ersätta borkarbid som avgav färger: vit, ljusgul, ljusgrön beroende på de föroreningar som infördes i materialen. Längs vägen noterar vi utvecklingen av Kurt Lekhovits, dopad kiselkarbid med arsenik för att få n-ledningsförmåga och bor - för p-ledningsförmåga. Enligt patentskriftet sägs det om möjligheten att införa ett antal andra föroreningar i LED-materialets material: bly, tenn, koppar, zink, europium, samarium, vismut, tallium, mangan, silver och cerium.

Losevs arbete var aktivt intresserad av Lebner, en anställd i den amerikanska ambassaden, som patenterade den gröna lysdioden 1958.Ett decennium senare lärde de sig att göra tunnfilmskiselkarbidstrukturer, vilket gjorde det möjligt att skapa LED-belysning, där den korrekta formen användes som ett arbetselement.

Utveckling av LED och belysning

Det visade sig vara svårare att bli blå.Redan i mitten av 20-talet blev det klart att enheterna hade en bra framtid, att använda( inte för belysning) i tv, var det nödvändigt att tillåta ett av färgscheman. Till exempel, den berömda RGB.En blå LED var nödvändig. Effektiviteten i början av 60-talet av en sådan anordning var endast 0,005%.Kiselkarbid var inte den bästa lösningen för sådana problem, de ljusaste proverna arbetade vid en våg av 470 nm med en effektivitet på 0,03%.För LED-belysning är detta klart inte lämpligt.

Uppmärksamhet på forskarna lockade publikationen av den franska forskaren Destrio, som föreslog att zinksulfid användes som huvudämne av LED.Som ett resultat höjdes halvledare av klass AIII BV, som GaAs, som hittas överallt idag, tillhör. Euiden av den nya föreningen startade 1954 när de lärde sig smälta tunna plattor från smältan och epitaxen gjorde det möjligt att bilda pn-korsningar på ytan som används idag i LED-belysning.

År 1962 rapporterades om skapandet av de första halvledarlaserna i infrarödområdet med en våg från 870 till 890 nm. Apparaten kallades tydligt för att ersätta rubinen utan att inrikta sig på att skapa LED-belysning. Nya enheter drivs i kontinuerligt läge vid temperaturer på 77 K. Då steg temperaturen till 300 K( rumstemperatur).Många uppmärksammades på den tekniska aspekten av LED-produktion, som blev grunden för framgång i uppgiften att skapa LED-belysning. På 60-talet utvecklades en horisontell metod för att växa galliumarsenidkristaller enligt Bridgeman-metoden.

Strålning av lysdioder från galliumarsenid med kiselföroreningar gick över absorptionsområdet för substratet av ren galliumarsenid. Som ett resultat gick all ström av flödet till destination utan försvagning. Och galliumarsenid uppträdde som klart glas. Utsignalen från kvanta ökade 5 gånger i jämförelse med material erhållna genom zinkdiffusionsmetoder. IBM-anställda Rupprecht och Woodall arbetade under jord, på fritiden. Alla var engagerade i sitt eget material. Följaktligen GaAsP och AlGaAs. Den första legeringen ansågs hopplös. Svårigheten manifesterade sig i tekniken. Det var svårt att odla den korrekta formen av stabila kristaller. Aluminium, bland annat aktivt tillsatt syre från luften, släckte oxidationscentra luminescensfenomenen.

Woodall, när han var doktorand, specialiserade på metallurgi och hört något om fasövergångar i metaller. Och jag bestämde mig för att experimentera med aluminiumkoncentrationen i smältan. Som ett resultat av uppfyllandet av vissa betingelser var det möjligt att erhålla en film med en tjocklek av 100 mikron, vilket gjorde det möjligt att skapa lysdioder med ett spektrum i området av en mörkröd nyans. Ytterligare ökning av aluminiumkoncentrationen förskjutnade substansens transparensområde, det var möjligt att skapa en fungerande pn-korsning och ett substrat för det på grundval av samma material.

En arbetskrets från ett GaAsP-baserat instrument med en strömkälla på ett konventionellt batteri monterades omedelbart och demonstrerades till IBM-hanteringen. Vissa människor har erkänt uppfinningen som mycket lovande. Den första applikationen hittades i displayområdet på moderkort. Samtidigt har Texas Instruments etablerat en serieproduktion av infraröda enheter med ett fantastiskt pris på 130 dollar per bit.