Принцип работы светодиодной лампы: устройство, принцип работы, виды, характеристики

устройство, принцип работы, виды, характеристики

Среди владельцев частных домов, дач и квартир все чаще и чаще в обиходе используется светодиодная лампа. Это самые новые виды осветительных приборов, которые привнесли принципиально новые варианты эксплуатации электрооборудования. Они относятся к категории энергосберегающих лампочек, но помимо этого обладают и другими весомыми преимуществами. Далее мы более детально разберемся в устройстве и принципах работы светодиодных ламп.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться в принципиальных отличиях светодиодной лампы, как электрического оборудования, в сравнении с другими приборами, следует детально рассмотреть ее конструктивные особенности и назначение каждого из элементов.

Рис. 1. Конструкция светодиодной лампы

Конструктивно led лампочка состоит из:

• Светодиодов – в старых моделях присутствовал только один кристалл, излучавший свет, однако эта технология имела ряд сложностей, поэтому современные модели включают несколько единиц или целую матрицу.
• Колбы или рассеивателя  — может изготавливаться из стекла или полимера. Предназначен для боле плавного перераспределения светового потока от точечных источников в окружающее пространство.
• Стабилизатора тока или драйвера – предназначен для преобразования поступающей на контакты диодной лампочки электрической величины, не зависимо от уровня напряжения и мощности, в строго установленную величину электротока.
• Цоколя – предназначен для соединения светодиодных ламп с электрической сетью. Чаще всего используются стандартные цоколя E и G, реже бывают другие конструкции.

Дополнительно лампа содержит полимерный или металлический корпус. Однако в led светильниках может быть встроенная матрица, и она монтируется в светодиодный прожектор напрямую.

Принцип действия светодиодной лампы заключается в такой последовательности передачи электрической энергии:

• При помещении электролампы в патрон и подаче на нее переменного напряжения сети светодиодный источник получает питание.

Рисунок 2. Принцип действия светодиодной лампы

• Как видите на рисунке 2, переменное напряжение сети в светодиодной лампе изначально поступает на выпрямительный мост, где преобразуется в выпрямленное. Конденсатор, установленный после моста дополнительно сглаживает пульсации.
• Выпрямленное напряжение переходит далее от выпрямительного устройства на микроконтроллер, контролирующий величину вырабатываемого электротока.
• Затем питание поступает на импульсный трансформатор, который и выдает электрическое напряжение непосредственно к источнику освещения.
• При достижении нужного уровня электротока происходит свечение светодиодов.

В данном примере приведен принцип действия и конструкция светодиодной лампы с гальванической развязкой. Это более дорогой, но и более надежный способ предохранить человека от поражения электротоком. На практике случаются и более дешевые светодиодные лампы, их продукция использует более дешевые платы драйвера или способы преобразования, которые не обеспечивают должного уровня безопасности и продолжительности эксплуатации.

Виды

На сегодняшний день производители светодиодных ламп предоставляют потребителям довольно широкий выбор разнообразных моделей, призванных удовлетворить потребности даже самых требовательных покупателей. Поэтому выделяют несколько параметров, по которым и различают виды светодиодных ламп:

• тип цоколя;
• форма колбы и самой лампы;
• напряжение питания;
• тип светодиодов и способ их размещения;
• световое излучение – мощность и теплота.

У светодиодных ламп часто встречается цоколь для патронов E27 – стандартный вариант, используемый в люстрах для освещения помещения и т.д. Также часто встречаются модели  E14 с диаметром цоколя 14мм, их еще называют миньонами. В некоторых вариантах встречаются штырьковые цоколи G13, G5, GU10, MR – это варианты под современные софиты и специализированные плафоны в люстрах.

Рис. 3. Типы цоколей

Значительно реже встречаются светодиодные лампочки с цоколем B или H, как специализированные варианты для узкопрофильного оборудования.

Если рассматривать вопрос о форме, то можно выделить такие виды:

• грушеобразная – классический вариант, может использовать как матовый рассеиватель, так и прозрачную колбу, в некоторых моделях совмещается полупрозрачный и непрозрачный корпус;
• грибовидная – используется в точечных светильниках, так как поверхность, излучающая световой поток сравнивается с корпусом софита;
• кукуруза – длинная модель с цилиндрическим расположением светодоидов, прекрасно подходит для горизонтального расположения в плафонах, прожекторах уличного освещения и т.д.;
• свеча – декоративная светодиодная лампа, устанавливаемая в настольные лампы, ночники или подсветки.

Как частные варианты вы можете встретить и другие формы, однако здесь мы рассмотрели наиболее популярные из них.

Рис. 4. Форма светодиодных ламп

По напряжению питания светодиодные лампы подразделяются на те, которые подключаются к бытовой сети 220В, и те, которым требуется низкое напряжение постоянного тока – 24В, 12В.

В зависимости от типа светодиодов, выделяют лампочки с монокристаллическими панелями, где обеспечивается точечное освещение за счет единственного кристалла. Но такие варианты сегодня редко встречаются, чаще используются 8 – 10 и более небольших кристаллов, которые могут отличаться габаритами для разных моделей. Особенно хорошо их видно на светодиодных лентах или лампах с прозрачным стеклом. Но некоторые энергосберегающие технологии используют светодиодные нити в газовой смеси.

Рис. 5. По типу светодиодов

Яркость свечения определяется мощностью светодиодной лампы, чем выше мощность, тем более ярко она будет светить. Для бытовых помещений подойдут модели от 3 до 10Вт, производственным потребуется уже около 20Вт, в уличные светильники устанавливают от 30 до 100Вт. Температуру свечения можно выбрать любую, в зависимости от поставленных задач – от теплой до холодной.

Температура свечения

Преимущества и недостатки

Как мы уже отмечали ранее, такой тип осветительных приборов стал популярным за счет значительных преимуществ перед их ближайшими конкурентами. К преимуществам светодиодных ламп относят:

• Продолжительный срок эксплуатации – от 10 до 100 тысяч часов, в сравнении с лампочкой накаливания, которая может обеспечить только 1 тысячу часов.
• Куда более эффективная светоотдача – от 90 до 120Лм/Вт, лампы накаливания могут похвастаться лишь 5 – 8Лм/Вт, а  люминесцентные светильники 25 – 50Лм/Вт.
• Обладает широкой гаммой цветовых температур, что делает их использование комфортным для любых помещений и нужд, а RGB светодиодные ленты могут выдавать несколько вариантов цвета свечения.
• Не боятся разгерметизации и нарушения целостности колбы, в отличии от устройств с нитью накаливания, галогенных ламп и других газосодержащих, будет с тем же успехом светить даже без наружного рассеивателя.
• Широкий диапазон рабочих температур – светодиодные аналоги не теряют своих характеристик в промежутке от – 60 до + 60°С.
• Устойчивы к незначительным отклонениям рабочего напряжения от номинального значения.
• Не выделяют вредных веществ, в отличии от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.

К недостаткам светодиодных ламп следует отнести их относительно высокую себестоимость, но она с лихвой окупается рабочими параметрами и сроком эксплуатации. Также существуют ситуации, когда лампочки накаливания нельзя или нецелесообразно менять на светодиодные модели.

Технические характеристики

Перед выбором конкретного осветительного устройства необходимо определиться с его основными параметрами. Из всего многообразия, которое вам следует учитывать, мы выделим:

• Мощность – определяет, сколько электрической энергии будет потребляться из сети при работе прибора. Показатель мощности важен как в части расчета за потребленную электроэнергию, так и в части количества получаемого света.
• Спектр излучения – теплый в пределах 2700 – 3300 К, дневной от 3500 до 6000К, холодный – от 6000К. Этот параметр указывается на упаковке светодиодной лампы.
• Коэффициент цветопередачи – на изделии маркируется буквами CRI или Ra. Показатель 100 является максимальным – это  уровень естественного дневного света, чуть хуже – от 100 до 90 для рабочих зон, лабораторий и т.д. В пределах 90 – 80 обычные жилые помещения, менее 80 подойдут для коридоров, подвалов и некоторых складов.
• Угол рассеивания и тип потока – могут характеризоваться направленным световым потоком или рассеянным.
• Уровень светоотдачи – определяет эффективность каждого ватта переработанной электроэнергии по отношению к выработанному световому потоку.

Область применения

Если еще десять – двадцать лет тому назад светодиодные лампы были настоящей диковинкой, то сегодня они стали полноправными фаворитами рынка. Их можно встретить в самых различных сферах человеческой деятельности:

• В освещении открытых территорий, площадок, парков;
• Для освещения бытовых и производственных помещений;
• Создания декоративной подсветки и украшения, как помещений, так и элементов ландшафта;
• В пожароопасных зонах и особо влажных помещениях;
• В автомобилях и механизации транспортных средств;
• Для работы устройств сигнализации, телемеханики и управления.

Но и этот список не является окончательным, за счет развития и совершенствования технологий, светодиодные лампы продолжают расширять область применения.

FAQ

1. Почему перегорают светодиодные лампочки в ванной и на кухне? Включил свет на кухне. Небольшой хлопок и перегорела светодиодная лампочка. Заменил — работает. На второй день включаю в ванной, хлопок перегорела и там, заменил — не горит. Проверил индикаторной отверткой, в выключателе горит индикатор, а в патроне в ванной нет. Выключатель двухклавишный в ванную и на кухню. Помогите, пожалуйста, советом.

   Подскажите по поводу нынешнего положения с освещением, — в патроне, где индикаторная отвертка показала отсутствие напряжения теперь лампочка не светиться даже после замены? Если это так, то налицо неисправности в электрической цепи на участке от выключателя непосредственно до самой лампы.

   В перечень неисправностей следует отнести жилы кабеля, которые могли перегореть, в результате чего образовался разрыв в цепи, распределительная коробка, место подключения электропроводки к люстре, патрон. В любом из этих случаев причиной является плохой контакт, который создает «экстремальные условия» для светодиодов и приводит к их преждевременному перегоранию.

   Если же контакт не нарушен и новая лампа нормально горит, возможны и другие причины:

   — Превышение номинального напряжения – если лампа рассчитана максимум на 230 В, а в электрической цепи присутствует 245 В, то срок службы сократится.
   — Не соответствует мощность лампы и условия эксплуатации по нагреву. Эта причина проявляется при монтаже в закрытый плафон, где лампочка перегревается, в случае использования некачественного радиатора.
   

   — Низкое качество ламп – многие производители обеспечивают доступную цену за счет экономии на комплектующих элементах. В результате используется слабый драйвер, выдающий пульсирующий ток или устанавливаются самые дешевые светодиоды.
   — При использовании выключателя с подсветкой, причиной может быть постоянное мерцание осветительного оборудования из-за шунтирования цепи контактов.
   — Если светодиодные лампы питаются от пониженного напряжения, то проблемы могут быть и в блоке питания.

принцип работы и критерии выбора

24.12.21

За последние несколько лет светодиодные лампы активно вытесняют традиционные лампы накаливания. LED-лампы стоят в целом недорого, при этом они служат значительно дольше, экономят электроэнергию и отвечают строгим требованиям противопожарной безопасности.

LED-лампы различаются по форме и техническим характеристикам. Рассказываем, в чем заключается принцип работы такого устройства, и объясняем, как выбрать светодиодную лампу для домашних светильников.

Слева – филаментная LED-лампа, справа – LED-лампа

Светодиодная лампа: как это работает

LED-лампа – довольно сложный по конструкции прибор, который состоит из следующих элементов:

• LED-излучатели – размещаются на отводящем тепло радиаторе из алюминия.
• Рассеиватель – равномерно распределяет световой поток.
• Драйвер – электронный преобразователь для питания светодиодов.
• Цоколь.

Как работает светодиодная лампа:

1. На цоколь подается переменное напряжение.
2. Он выпрямляется с помощью диодного моста и емкости с электролитом.
3. Прямое напряжение поступает на драйвер-контроллер.
4. Контроллер преобразует высокое напряжение и подводит его к светодиодам.

Светодиодные лампы для дома: какие бывают

В массе своей LED-лампы делятся по типу питания, цоколю, мощности и цветовой температуре.

Тип питания светодиодной лампы

Домашние светодиодные лампы могут снабжаться элементами питания на 220 или 12 В.

Лампы на 220 В можно подключить к обычной бытовой сети. Включаются они как обычные лампы накаливания. Для низковольтных ламп нужен понижающий напряжение блок питания. Лампы на 12 В позволяют выставить точечное освещение, например при монтаже натяжных потолков. Кроме того, за счет высокой пожаробезопасности их удобно монтировать во влажных помещениях: душевых, парилках или ванных.

Типы цоколя светодиодной лампы

Цоколь соединяет лампу с патроном – это значит, что они должны точно соответствовать друг другу. Ориентиром станет специальная маркировка в виде цифро-буквенного кода:

• Е – цоколь с резьбой, G – в виде штырьков.
• Буквы U, X, Y, Z – модификация штырьков. Версии взаимозаменяемыми не являются.
• Число после буквы – диаметр резьбового цоколя или расстояние в мм между штырьками.

Для большинства люстр и светильников подходят цоколи Е14 и Е27. Для точечной подсветки на потолке или мебельных полках обычно используют цоколи GU4, GU5.3 или GU10.

Мощность светодиодной лампы

Перед вами на прилавке различные светодиодные лампы для дома – как выбрать среди них по мощности? Можно ориентироваться на соответствие аналогичной мощности для лампы накаливания и световой поток. Чем выше мощность, тем световой поток сильнее – лампа светит ярче. Чтобы было проще ориентироваться в соотношении мощностей, вы можете воспользоваться нашей таблицей:

Мощность LED-лампы, Вт	Мощность лампы накаливания, Вт	Световой поток, Лм
3	25	250
5	40	400
8	60	650
14	100	1300
22	150	2100

Цветовая температура светодиодной лампы

Современные светодиодные лампы различаются по цветовой температуре. Она влияет на оттенок излучаемого лампой света. Ориентируясь на цветовую температуру в кельвинах (К), вы можете подобрать LED-лампу для того или иного помещения:

• 2000–3800 К – теплое белое свечение, подходит для спальни.
• 4000–5000 К – нейтральное белое свечение, комфортно ощущается в детской или кабинете.
• 5200–6500 К – холодный голубой оттенок, уместен в нежилых помещениях, например, в ванной или гардеробе.

Дополнительные функции светодиодных ламп

Некоторые LED-лампы оснащают дополнительными опциями, которые делают лампы хоть и более дорогими, но зато и более практичными. К ним относят:

• Контроллеры со стабилизатором – сохраняют работоспособность лампы при скачках напряжения.
• Встроенный аккумулятор – позволяет лампе работать некоторое время без подключения к патрону.
• Диммеры – для управления яркостью лампы.
• Цветные светодиоды – позволяют сделать интересное освещение в отдельных зонах помещения.
• Умное управление – включать и выключать лампу можно с пульта или через приложение на смартфоне.

На заметку: какие светодиодные лампы качественнее для дома? Качество лампы во многом определяется сроком службы. Среднее значение – около 50 000 часов. При покупке LED-лампочки убедитесь в том, что производитель гарантирует срок службы не менее 3–5 лет. В противном случае есть вероятность, что новая лампа слишком рано перегорит.

Перед тем как поменять светодиодную лампу, убедитесь, что новый электроприбор будет полностью соответствовать характеристикам светильника или люстры. Для этого обращайте внимание на упаковку лампы. На ней производитель всегда указывает мощность, напряжение, тип цоколя и световую температуру изделия.

Назад в блог

Вас может заинтересовать

0%

Лампа 82 914 OLL-C37-10-230-2.7KE14-PROMO 10Вт ОНЛАЙТ 82914/1356373

Добавить к сравнению

0%

Лампа светодиодная 82 921 OLLA60-15-230-4K-E27-PROMO ОНЛАЙТ 82921/1380943

Добавить к сравнению

0%

ASD/InHome ЛОН низковольтная А60 Е27 12-24V 10W(800lm) 4000К 4К 110х60 пласк/алюм LED-MO1507 723273

Добавить к сравнению

0%

Лампа светодиодная LEEK LE SVD LED 010501-0215

Добавить к сравнению

0%

Лампа светодиодная Wolta Filment свеча C35 97x35x35

Добавить к сравнению

0%

Лампа светодиодная Wolta Filment свеча на ветру C35 118x35x35 CD35 25YCDFT5E27 769164

Добавить к сравнению

Светодиод или светоизлучающий диод

9 августа 2020 г. 2 декабря 2020 г. admin 3 комментария светодиодная схема контактов, светоизлучающий диод, что такое светодиод, что означает светодиод

Привет друзья! С возвращением в ЭлектроДуино. Этот блог основан на светодиодах или светоизлучающих диодах — конструкция, принцип работы. Здесь мы обсудим, что такое светодиод, конфигурацию контактов светодиода, символ, принцип работы, цвет светодиода, вольт-амперные характеристики, преимущества, недостатки и применение.

Содержание

Что такое светодиод?

Светодиод представляет собой двухконтактный полупроводниковый источник света, который излучает свет, когда через него протекает ток. Значение слова «светодиод» или полная форма светодиода: Light Emitting Diode . Светоизлучающий диод представляет собой особый тип диода с p-n переходом , который изготовлен из специальных легированных полупроводниковых материалов типа . Светодиод или светоизлучающий диод пропускает ток в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении. Когда ток течет в прямом направлении, светодиод выделяет энергию в виде фотонов .

Светодиод или светодиод Схема контактов или схема контактов

Светодиод Состоит из двух клемм . Это один положительный или анодный , а другой отрицательный или катодный . Светодиод имеет три различных метода идентификации своих клемм.

1. Длинная клемма светодиода положительная или анодная (+) клемма , а короткая клемма светодиода  минус или катод (-) клемма.
2. Попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Вывод или штырь , ближайший к плоской кромке , является отрицательным или катодным выводом или штырем. А другой – положительный или анодный вывод или штырь.
3. Если светодиод прозрачен, чтобы заглянуть внутрь. Итак, мы можем легко определить по лид-фрейму. Выводная рама наковальни соединена с выводом катода, а выводная рамка столба соединена с выводом анода.

Символ светоизлучающего диода или светодиода

Символ светоизлучающего диода аналогичен диоду с p-n переходом , но имеет направленных наружу стрелок , которые отличаются от символа диода с p-n переходом.

Конструкция светодиода или светоизлучающего диода

Если мы попытаемся заглянуть внутрь 5-миллиметрового кристально чистого светодиода, мы увидим две выводные рамки, одна выводная рамка соединена с выводом катода, она известна как наковальня. выводная рамка, а другая выводная рамка подключена к анодному терминалу, она известна как выводная рамка стойки. Свинцовая рама наковальни удерживает отражающую чашку, которая удерживает полупроводниковый материал.

Полупроводниковая область N-типа расположена внизу, поэтому она соединена с выводом катода через выводную рамку Anvil. А вот полупроводниковая область P-типа находится вверху. Итак, есть только провод, который соединяет его с клеммой анода через выводную рамку.

Этот полный механизм покрыт прозрачным корпусом из твердой и пластичной эпоксидной смолы в форме полусферы, который защищает светодиод от атмосферных помех, вибраций и теплового удара.

Конструкция светоизлучающего диода или светодиода очень проста для понимания, она производится путем нанесения трех слоев полупроводникового материала на подложку. Эти три слоя полупроводникового материала выполнены в трех разных областях. Верхний слой называется областью P-типа , средний слой называется активной областью , а последний или нижний слой называется областью N-типа . В области N-типа есть свободные выборы, в области P-типа есть дырки, а в активной области есть как свободные электроны, так и дырки. Активная область также известна как область истощения.

При протекании тока в прямом направлении в светодиоде (светодиод смещен в прямом направлении) свободные электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа выталкиваются в активную область. Когда свободные электроны и дырки рекомбинируют с противоположными носителями заряда в активной области, происходит выделение энергии в виде невидимого или видимого света.

Работа светодиода

Принцип работы

Светодиод работает как обычный диод. Он позволяет протекать току в прямом направлении (прямое смещение) и блокирует ток в обратном направлении (обратное смещение). Светодиоды могут излучать свет, когда они находятся в состоянии прямого смещения.

 

Когда анодная (положительная) клемма светодиода подключена к положительной клемме источника питания постоянного тока, а катодная (отрицательная) клемма подключена к отрицательной клемме источника постоянного тока, тогда PN-переход смещен в прямом направлении.

Когда светодиод смещен в прямом направлении, свободные электроны из области N-типа получают достаточно энергии, чтобы пересечь переход и рекомбинировать с дырками в области P-типа. Первоначально свободные электроны из области N-типа находятся в зоне проводимости, но когда они переходят в область P-типа, они выделяют энергию и падают в дырку в валентной зоне. В результате эта энергия высвобождается в виде света. Но в обычном кремниевом диоде выделяется энергия в виде тепла.

Цвет светодиода

Для производства светодиодов используются различные комбинации полупроводниковых материалов. Эти полупроводниковые материалы представляют собой арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP) или фосфид арсенида галлия (GaAsP). Изменение цвета света зависит от изменения материала. Комбинации различных типов материалов могут создавать уникальную длину волны цвета.

9 0136

Светлый цвет	Диапазон длин волн (нм)	Прямое напряжение (В)	полупроводниковые материалы
Ультрафиолет	<400	3 .1 – 4.4	Нитрид алюминия (AlN) Алюминий Нитрид галлия (AlGaN) Алюминий галлия Нитрид индия (AlGaInN)
Фиолетовый	400 – 450	2,8 – 4,0	Индий-галлий Нитрид (InGaN) 901 23
Синий	450 – 500	2,5 – 3,7	Селенид цинка ((ZnSe) Нитрид индия-галлия (InGaN) Карбид кремния (SiC) Кремний (Si)
Зеленый	500 – 570	1,9 4. 0	Алюминий-галлий-фосфид индия (AlGaInP) Алюминий-галлий-фосфид (AlGaP) Индий-галлий-нитрид (InGaN)
Желтый	570 – 590 901 23	2.1 – 2.2	Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Алюминий Галлий Фосфид индия (InGaAlP) Фосфид галлия (GaP)
Оранжевый/янтарный	590 – 610	2,0 – 2,1	Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Алюминий Фосфид индия галлия (InGaAlP) Галлий Фосфид (GaP)
Красный	610 – 760	1,6 – 2,0	Алюминий Арсенид галлия (AlGaAs) Арсенид галлия Фосфид ( GaAsP) Алюминий Галлий Фосфид индия (InGaAlP) Фосфид галлия (GaP)
Инфракрасный	> 760	< 1,9 AlGaAs)

Типы светодиодов

Светоизлучающий диод можно разделить на две основные категории светодиодов. Это

• Видимые светодиоды
• Невидимые светодиоды

ВАХ светодиодов

Светоизлучающий диод является выходным устройством, когда через него проходит ток, он излучает свет. Интенсивность его выходного света зависит от прямого тока, проходящего через светодиод. Связь заключается в том, что интенсивность выходного света прямо пропорциональна прямому току.

Светоизлучающий диод будет подключен с прямым смещением к источнику питания. Это означает, что положительная клемма светодиода должна быть подключена к положительной клемме источника питания , а отрицательная клемма подключена к отрицательной клемме источника питания . Мы должны подключить последовательно резистор для ограничения тока, который защищает его от избыточного тока. Мы никогда не должны подключаться напрямую к источнику питания, потому что через него будет протекать большой ток, и светодиод может быть поврежден.

Каждый светоизлучающий диод имеет собственное прямое падение напряжения на PN-переходе. Этот параметр определяется полупроводниковым материалом, используемым при изготовлении светодиода для определенной величины прямого тока. Обычно прямой ток светодиода составляет около 20 мА.

ВАХ светодиодов разных цветов показаны ниже

Преимущества светоизлучающих диодов

• Быстродействующий компонент
• Светоизлучающие диоды потребляют меньше энергии и работают от источника питания низкого постоянного тока.
• Доступен в различных цветах и ​​размерах
• Диапазон температур от 0 ⁰ C -70 ⁰ C

Недостатки светодиода

900 46 Светодиоды могут быть повреждены, когда ток превышает определенный предел.
• Зависимость выходной мощности излучения и длины волны светодиода от температуры окружающей среды.

Применение светодиодов

• Индикация
• Светотехника
• Светодиодные дисплеи
• Электронные проекты

Объясните принцип, конструкцию и работу светодиода.

1

62kviews

Объясните принцип, конструкцию и работу светодиода.

Университет Мумбаи > Первый курс инженерного дела > Семинар 1 > Прикладная физика 1

Оценки: 5M

Год: Декабрь 2015

Инженерная физика

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ РЕДАКТИРОВАТЬ

1 Ответ

4

6.4kviews

Принцип:

1. через него проходит поток электронов.
2. Для создания диода мы используем кристалл (электрический изолятор), который легирован атомами, имеющими еще один электрон в валентной зоне (легирование N) или недостающим одним электроном в валентной зоне (легирование P).

Конструкция:

1. Методы изготовления светодиодов заключаются в нанесении трех полупроводниковых слоев на подложку.
2. На подложку нанесены три полупроводниковых слоя: полупроводник n-типа, полупроводник p-типа и активная область.
3. Активная область находится между полупроводниковыми слоями n-типа и p-типа.
4. Когда светодиод смещен в прямом направлении, свободные электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа выталкиваются в активную область.

1. Когда свободные электроны с n-стороны и дырки с p-стороны рекомбинируют с противоположными носителями заряда (свободные электроны с дырками или дырки со свободными электронами) в активной области, испускается невидимый или видимый свет.
2. В светодиодах большая часть носителей заряда рекомбинирует в активной области. Поэтому большая часть света излучается активной областью. Активная область также называется областью истощения.

Рабочий:

1. P-N переход может преобразовывать поглощенную световую энергию в пропорциональный электрический ток. Здесь происходит обратный процесс (то есть PN-переход излучает свет, когда к нему прикладывается электрическая энергия).
2. Это явление обычно называют электролюминесценцией, которую можно определить как испускание света полупроводником под действием электрического поля.
3. Носители заряда рекомбинируют в PN-переходе с прямым смещением, когда электроны пересекают N-область и рекомбинируют с дырками, существующими в P-области. Свободные электроны находятся в зоне проводимости энергетических уровней, а дырки — в валентной энергетической зоне.
4. Таким образом, энергетический уровень дырок будет меньше, чем энергетический уровень электронов. Некоторая часть энергии должна быть рассеяна, чтобы рекомбинировать электроны и дырки. Эта энергия излучается в виде тепла и света.
5. Электроны рассеивают энергию в виде тепла в кремниевых и германиевых диодах, но в полупроводниках на основе арсенида галлия (GaAsP) и фосфида галлия (GaP) электроны рассеивают энергию, испуская фотоны.
6. Если полупроводник прозрачен, переход становится источником света по мере его излучения, становясь, таким образом, светоизлучающим диодом, но когда переход смещен в обратном направлении, светодиод не будет излучать свет, и, наоборот, устройство также могут быть повреждены.