რით არის LED?

რა არის LED?

LED-ის განმარტება

სინათლის ამოხსნის დიოდი (LED) არის ნახშირო მოწყობილობა, რომელიც სინათლს ამოქმედებს ელექტრო დენის გადატვირთვის დროს.ძველი LED ტექნოლოგიები გამოიყენებდნენ გალიუმ არსენიდ ფოსფიდს (GaAsP), გალიუმ ფოსფიდს (GaP) და ალუმინიუმ გალიუმ არსენიდს (AlGaAs).LED-ები ხელსაწყო სინათლეს ამოქმედებენ ელექტროლუმინესციის ეფექტის საშუალებით, როდესაც დირექტული დენი გადავლეკილი კრისტალის პერიოდულ ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერი......

დოპირება ინვოლვირებს მეტალურგიული ელემენტების დამატებას პერიოდული ტაბლოში III და V სვეტებიდან. როდესაც დირექტული დენი (IF) გადის ფორვარდ ბიაზირებული დიოდის პერიოდულ ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერიოდული ტაბლოში გადის პერი......

სინათლის ამოხსნის დიოდი (LED) მუშაობა

როდესაც დირექტული დენი IF გადის დიოდის p-n ჯუნქციის კრისტალში, მცირე წარმოების ორიენტირებული ელექტრონები ინჟექტირება p-რეგიონში და შესაბამისი მცირე წარმოების ორიენტირებული ელექტრონები n-რეგიონში. ფოტონის გამოყოფა ხდება ელექტრონ-ხარისხის რეკომბინაციის საშუალებით p-რეგიონში.

ელექტრონების ენერგიის ტრანზიციები ენერგიის გადახრილის გარეშე, რომელიც რადიაციული რეკომბინაციები უწოდებენ, წარმოქმნის ფოტონებს (ანუ სინათლეს), ხოლო შუნტის ენერგიის ტრანზიციები, რომელიც არარადიაციული რეკომბინაციები უწოდებენ, წარმოქმნის ფონონებს (ანუ თერმოენერგიას). ტიპიური AlInGaP LED-ებისა და InGaN LED-ების სინათლის ეფექტურობა სხვადასხვა პიკ სიგრძეების შესაბამისად ჩამოთვლილია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.

LED-ების ეფექტურობა იზიდება სინათლის გამოყოფით ჯუნქციაში და კრისტალიდან გასვლის დროს გადახრილის კარგვით. ბევრი სინათლე რეფრაქტირებული ხდება კრისტალში დაბრუნებული, რაც მცირდებს მის ინტენსივობას გასვლის დროს. ეფექტურობა, რომელიც გამოისახება ეს საბოლოო სიხილებადი ენერგიის საშუალებით, უწოდებენ ექსტერნალურ ეფექტურობას.

ელექტროლუმინესციის ფენომენი დაინახა 1923 წელს ბუნებრივ წარმოქმნილი ჯუნქციების შესახებ, მაგრამ ის იყო პრაქტიკული ამ დროს დაბალი სინათლის ეფექტურობის გამო, რომელიც ელექტრო ენერგიის სინათლედ გადაქცევაში იყო. თუმცა, დღეს ეფექტურობა მნიშვნელოვანად გაიზარდა და LED-ები გამოიყენება არა მხოლოდ სიგნალებში, ინდიკატორებში, ნიშნებში და დისპლეიებში, არამედ შინაურ და გზის განათებაში ასევე.

LED-ის ფერი

LED მოწყობილობის ფერი გამოისახება დომინირებული სიგრძით, λd (nm-ში). AlInGaP LED-ები წარმოქმნის წითელი (626 დან 630 ნანომეტრამდე), წითელ-ფორი (615 დან 621 ნანომეტრამდე), ფორი (605 ნანომეტრი) და ამბერი (590 დან 592 ნანომეტრამდე) ფერებს. InGaN LED-ები წარმოქმნის მწვანე (525 ნანომეტრი), ლურჯ-მწვანე (498 დან 505 ნანომეტრამდე) და ლურჯი (470 ნანომეტრი) ფერებს. AlInGaP LED-ების ფერი და ფორვარდ ვოლტაჟი დამოკიდებულია LED p-n ჯუნქციის ტემპერატურაზე.

რაც უფრო მაღალი ხდება LED p-n ჯუნქციის ტემპერატურა, სინათლის ინტენსივობა ქრება, დომინირებული სიგრძე გადადის უფრო დიდ სიგრძეებზე და ფორვარდ ვოლტაჟი დაკლებული ხდება. InGaN LED-ების სინათლის ინტენსივობის ვარიაცია მუშაობის გარემოს ტემპერატურაზე მცირეა (დაახლოებით 10%) -20°C დან 80°C მდე. თუმცა, InGaN LED-ების დომინირებული სიგრძე იზიდება LED დრაივის დენით; როდესაც დენი იზიდება, დომინირებული სიგრძე გადადის უფრო მცირე სიგრძეებზე.

თუ თქვენ ეძებთ ფერის LED-ებს ელექტრონიკის პროექტისთვის, საუკეთესო Arduino სტარტერი კითხევები შეიცავს სხვადასხვა ფერის LED-ებს.

დაბრუნება

LED-ები შეიძლება დაბრუნდეს რათა მიიღონ მათი რეიტინგის სინათლის 10% დრაივის დენის შემცირებით. LED-ები ჩვეულებრივ დაბრუნდებიან პულსური სირთულის მოდულაციის ტექნიკის გამოყენებით.

დამაგრება

მაქსიმალური ჯუნქციის ტემპერატურა (TJMAX) მნიშვნელოვანია LED-ის ხანგრძლივობისთვის. ამ ტემპერატურის გადაჭრა ჩვეულებრივ დაზიანებს ენკაპსულირებულ მოწყობილობას. LED-ის ხანგრძლივობა გამოითვლება საშუალო დროს შეცდომებს შორის (MTBF), რომელიც გამოითვლება მრავალი LED-ების ტესტირებით სტანდარტული დენით და ტემპერატურით, სანამ ნახევარი არ დაიზიანება.

თეთრი LED-ები

თეთრი LED-ები დღეს წარმოიქმნება ორი მეთოდით: პირველ მეთოდში წითელი, მწვანე და ლურჯი LED ჩიპები კომბინირებულია ერთ პაკეტში თეთრი სინათლის წარმოქმნისთვის; მეორე მეთოდში ფოსფორესცია გამოიყენება. ეპოქსით დამახასიათებელ ფოსფორში აქტივირებული ფლუორესცია ინგანსის შორტ სიგრძის ენერგიის გამოყენებით ამოქმედებს სინათლეს.

სინათლის ეფექტურობა

LED-ის სინათლის ეფექტურობა განისახება გამოყოფილი სინათლის ფლქსით (lm) ერთეულ ელექტრო ენერგიაზე (W). ლურჯი LED-ების რეიტინგის შინაური ეფექტურობა შედის 75 lm/W რიგში; წითელი LED-ები, ახლოს 155 lm/W-ს; და ამბერი LED-ები, 500 lm/W-ს. შინაური აბსორბირების კარგვის გათვალისწინებით, სინათლის ეფექტურობა შედის 20-25 lm/W რიგში ამბერი და მწვანე LED-ებისთვის. ეს ეფექტურობის განმარტება უწოდებენ ექსტერნალურ ეფექტურობას და ანალოგიურია სხვა სინათლის წყაროების ტიპებისთვის გამოყენებულ ეფექტურობის განმარტებას.