Что такое светодиод? Устройство светодиода
Светодиод – это полупроводниковый прибор, который преобразует энергию электрического тока в свет.Сердцем светодиода является nолуnроводниковый кристалл, по структуре напоминающий многослойный торт: он формируется из тонких пленок полупроводников с разными типами проводимости – дырочной и электронной. В зонах их контакта образуются р-п-переходы. Такие многослойные конструкции называются гетероструктурами.
При прохождении электрического тока в области р-п-переходов происходит рекомбинация дырок и электронов, сопровождаемая излучением света. Это излучение может быть красным, желтым, зеленым или синим – в зависимости от состава полупроводников в гетероструктере. Гетероструктуры, состоящие из слоев нитрида галлия (GaN) с определенными примесями, излучают синий свет.
Излучающий кристалл нитрида галлия с площадками для контактных проводов в отрасли принято называть чипом. Чип является ключевым компонентом, на базе которого собирается собственно светодиод.
Излучающий кристалл, покрытый люминофором и снабженный электрическими контактами, помещают в корпус с встроенной оптической системой – специальной линзой, которая формирует нужный световой пучок. В со временных мощных светодиодах предусмотрена также система отвода тепла от кристалла, чтобы исключить его перегрев. Теплоотводом чаще всего являются элементы корпуса диода.
Светодиод — что это такое, принцип работы — Светал
Светодиод — что это такое, принцип работы
Светодиод — это довольно простое изобретение с огромным потенциалом для изменения отрасли освещения в лучшую сторону. Светодиодные лампы отличаются от обычных ламп накаливания тем, как они излучают свет. Лампы накаливания пропускают электричество через тонкую проволочную нить, в то время как светодиоды излучают свет при помощи полупроводника, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток (подробнее об этом чуть ниже).
Этот способ получения света отличается и от энергосберегающих лампочек, которые для создания ультрафиолетового излучения пропускают энергию через пары ртути (а, как известно, ртуть – это очень опасный химический элемент), которые затем поглощаются люминофорным покрытием внутри лампы, тем самым вызывая ее свечение.
Если вы не особо осведомлены о том, что такое светодиод, то в этой статье мы расскажем вам три важных аспекта, которые вы должны знать о нем знать! Приступим!
1. Что такое светодиод?
LED = светодиод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED). Диод — это электрическое устройство с двумя электродами (анодом и катодом), через которые проходит электричество. Диоды, как правило, изготавливаются из полупроводящих материалов, таких как кремний или селен, — веществ, которые при одних обстоятельствах проводят электричество, а при других — нет (например, при определенных напряжениях, уровнях тока или интенсивности света).
2. Что такое светодиодное освещение?
Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, которое излучает видимый свет, когда через него проходит электрический ток. По сути, это противоположность фотоэлектрохимической ячейке (устройство, которое преобразует видимый свет в электрический ток).
А вы знали, что устройство, похожее на светодиод, называется IRED (инфракрасный излучающий диод). Вместо видимого света IRED излучает инфракрасную энергию, когда через нее проходит электрический ток.
3. Чем хороши светодиодные светильники?Светодиоды, хоть и являются самым дорогими лампами, тем не менее имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами ламп:
- Во-первых, они являются максимально энергосберегающими, так как потребляют на 90% меньше энергии, чем лампы накаливания, и могут окупить себя за счет экономии энергии всего за пару месяцев. Для сравнения, те же самые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) потребляют на 60-80% меньше энергии, чем лампы накаливания, а галогены на 20-30% меньше.
- Во-вторых, светодиоды претендуют на сверхдлительный срок службы – 35 000-50 000 часов (около 6 лет).
- В-третьих, когда вы нажимаете на включатель, то светодиоды начинают излучать свет практически мгновенно. Те же самые люминесцентные лампы после включения начинают мигать и только после этого начинают ярко светить.
- В-четвертых, исследования показали, что светодиодные и галогенные лампы отлично работают даже в условиях низких температур, в то время как КЛЛ с этой задачей не справляется.
НПО «Светал» — это ведущий производитель светодиодных осветительных приборов, предлагающий высококачественные, инновационные, экологически чистые светодиодные светильники по конкурентоспособным ценам.
- О нас
- Объекты
- Отзывы
- Контакты
Светодиод – это… Что такое Светодиод?
Элемент – Светодиод | |
Тип – Активный электронный элемент | |
Принцип работы – Электролюминесценция | |
Изобретён – Олег Лосев (1927), Ник Холоньяк (1962) | |
Впервые создан – 1962 | |
| Символьное обозначение – | |
Пин конфигурация – Анод и Катод |
Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.
В 1907 году Генри Джозеф Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл – карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.
Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены О. В. Лосевым в 1923 году, который, экспериментируя с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия “полупроводниковый переход” ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.
Вероятно, первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоньяк.
При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).
Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа A IIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).
Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.
История
Олег Лосев, советский физик, обнаруживший электролюминесценцию в карбиде кремнияВ 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.
Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд, изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т.Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.
Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.
Вплоть до начала 1970-х годов американскими учёными светодиоды назывались «Losev Light» «Свет Лосева». В силу того, что в СССР в 1960-е годы такие науки, как кибернетика, генетика были в загоне, то таким мелочам, как светодиоды не уделялось должного внимания как со стороны академии наук, так и со стороны патентных организаций СССР. Постепенно название «Losev Light» упоминалось реже и реже, и постепенно забылось.
Вклад советских учёных
Хотя люминесценцию в карбиде кремния впервые наблюдал Раунд в 1907 году, Олег Лосев в Нижегородской радиолаборатории в 1923 г. показал, что она возникает вблизи спая[1]. Теоретического объяснения явлению тогда не было.
| Светодиод с пластиковой оболочкой-корпусом. | Светодиодный фонарь (панель) для сценического направленного освещения. | Современный люминофорный светодиод в ручном электрическом фонаре. Яркость свечения сравнима с яркостью лампы накаливания мощностью 15 Вт. | Современные мощные сверх-яркие светодиоды на теплоотводящей пластине с контактами для монтажа. |
О. В. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за СССР приоритет в области светодиодов[2], утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.
Характеристики
Обозначение светодиода в электрических схемахВольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.
Современные сверхъяркие светодиоды обладают менее выраженной полупроводимостью, чем обычные диоды. Высокочастотные пульсации в питающей цепи (т.н. “иголки”) и выбросы обратного напряжения приводят к ускоренному деградированию кристалла. Скорость деградирования также зависит от питающего тока (нелинейно) и температуры кристалла (нелинейно).
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 26 апреля 2012. |
Цвета и материалы полупроводника
Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде, и материал:
| Цвет | длина волны (нм) | Напряжение (В) | Материал полупроводника | |
|---|---|---|---|---|
| Инфракрасный | λ > 760 | ΔU < 1.9 | Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (AlGaAs) | |
| Красный | 610 < λ < 760 | 1.63 < ΔU < 2.03 | Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
| Оранжевый | 590 < λ < 610 | 2.03 < ΔU < 2.10 | Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
| Жёлтый | 570 < λ < 590 | 2.10 < ΔU < 2.18 | Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP) | |
| Зелёный | 500 < λ < 570 | 1.9[3] < ΔU < 4.0 | Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP) | |
| Голубой | 450 < λ < 500 | 2.48 < ΔU < 3.7 | Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке) | |
| Фиолетовый | 400 < λ < 450 | 2.76 < ΔU < 4.0 | Индия-галлия нитрид (InGaN) | |
| Пурпурный | Смесь нескольких спектров | 2.48 < ΔU < 3.7 | Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком | |
| Ультрафиолетовый | λ < 400 | 3.1 < ΔU < 4.4 | Алмаз (235 nm)[4] Нитрид бора (215 nm)[5][6] | |
| Белый | Широкий спектр | ΔU ≈ 3.5 | Синий/ультрафиолетовый диод с люминофором; |
Стоимость
Стоимость мощных светодиодов, применяемых в портативных прожекторах и автомобильных фарах, на сегодняшний день довольно высока – порядка 8-10$ и более за штуку. Как правило, в небольших фонариках и бытовых лампах-сборках используется несколько десятков не слишком мощных светодиодов.
К началу 2011 года стоимость мощных (1 Вт и более) светодиодов снизилась и начинается от 0,9 $. Стоимость сверхмощных (10Вт и более P7 и CREE M-CE 15-20$ CREE XM-L 10W 1000Lm) составляет порядка 10$.
Преимущества
По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:
- Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами[9] и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.
- Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
- Длительный срок службы – от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день – 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
- Спектр современных светодиодов бывает различным – от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
- Малая инерционность – включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
- Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света – ламп накаливания, газоразрядных ламп).
- Различный угол излучения – от 15 до 180 градусов.
- Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но относительно высокая стоимость при использовании в освещении, которая снизится при увеличении производства и продаж.
- Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
- Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
- Экологичность – отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.
Применение светодиодов
| Комнатное освещение | В светофорах | В автомобильных фарах |
- В уличном, промышленном, бытовом освещении (в т.ч. светодиодная лента)
- В качестве индикаторов – как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах)
- Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами
- В оптопарах
- Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах
- Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет[10])
- В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры и т. д.)
- В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
- В светодиодных дорожных знаках.
- В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.
Органические светодиоды — OLED
OLED дисплей Основная статья: OLEDМногослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.
Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы.
Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.
Производство
Наиболее[источник не указан 41 день] крупным производителем светодиодов в мире является компания «Siemens» со своими дочерними предприятиями «Osram Opto Semiconductors» и «Osram Sylvania».
Также крупным производителем светодиодов является «Royal Philips Electronics», политика которого заключается в приобретении компаний, изготавливающих светодиоды. Так, «Hewlett-Packard» в 2005 году продал компании «Philips» своё подразделение Lumileds Lighting, а в 2006 были приобретены «Color Kinetics» и «TIR Systems» — компании с широкой технологической сетью по производству светодиодов с белым спектром излучения.
«Nichia Chemical» — подразделение компании Nichia Corporation, где были впервые разработаны белый и синий светодиоды. На текущий момент ей принадлежит лидерство в производстве сверхъярких светодиодов: белых, синих и зелёных. Помимо вышеперечисленных гигантов, следует также отметить следующие компании: Cree, Emcore Corp., Veeco Instruments, Seoul Semiconductor и Germany’s Aixtron, занимающиеся производством чипов и отдельных светодиодов.
Крупнейшими[11] производителями светодиодов в России и Восточной Европе являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». «Оптоган» создана при поддержке ГК «Роснано». Производственные мощности компании расположены в Санкт-Петербурге. «Оптоган» занимается производством как светодиодов, так и чипов и матриц, а также участвует во внедрении светодиодов для общего освещения.
«Светлана-Оптоэлектроника» (г.Санкт-Петербург) – объединяет предприятия, которые осуществляют полный технологический цикл разработки и производства светодиодных систем освещения: от эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур до сложных автоматизированных систем интеллектуального управления освещением.
Также крупным предприятием по производству светодиодов и устройств на их основе можно назвать завод Samsung Electronics в Калужской области.
См. также
Примечания
Ссылки
Светодиод, LED, LED-лампы
Интерес к светодиодам в последнее время заметно вырос. В СМИ появилось много информации об их замечательных эксплуатационных характеристиках и удивительной экономичности. Что же представляют собой данные конструкции? И так ли они хороши, как описывают их поставщики и производители?
Как устроен светодиод?
Эти приборы относятся к современному поколению осветительной техники. Они представляют собой полупроводники, принцип действия которых основан на непосредственном преобразовании электрического тока в световое излучение. Конструкция LED-лампы (по-английски светодиод звучит как light emitting diode) собирается из:
- полупроводникового кристалла, размещенного на подложке,
- корпуса с несколькими контактными выводами,
- оптической системы.
Поскольку в данном светотехническом устройстве нет ни стеклянных колб, ни нитей накаливания, ему не страшна ударная и вибрационная нагрузка. Но это далеко не единственное достоинство светодиодных конструкций.
В чем преимущества использования светодиодов?
Среди основных достоинств LED-приборов можно назвать:
- Экологическую безопасность (ввиду отсутствия в светодиодных элементах фосфора, свинца и ртути).
- Быстродействие (максимальная яркость с первых секунд).
- Долговечность (производители заявляют о 30-50 тыс. часов службы).
- Оптимальная цветопередача.
- Отсутствие «мигания» света во время работы.
- Устойчивость к перепадам напряжения.
- Приближенное к дневному мягкое освещение.
Можно ли сэкономить на светодиодном освещении?
Данная технология отличается особыми показателями энергоэкономичности. Современное светодиодное освещение не только позволяет избежать потерь энергии при включении, но и обеспечивает минимальное энергопотребление в течение всего срока службы приборов.Качественная светодиодная лампочка мощностью в 7 Вт сопоставима по световой отдаче с лампой накаливания в 60 Вт. Соответственно, энергии она потребляет меньше в 8-9 раз. При условии ежедневного использования в течение 8 ч такая лампа прослужит вам около 15 лет! (Во всяком случае, так заявляют производители светодиодов). И все это время вы будете экономить на электроэнергии.
Есть ли у светодиодов недостатки?
Таковые тоже имеются. Первый – это цена. Стоят светодиодные лампы недешево. Но если учесть, сколько лет они прослужат и какую дадут экономию, то сумма не покажется такой уж большой. Поэтому высокая стоимость – недостаток относительный. Что интересно, со временем LED-лампы не перегорают, а просто теряют мощность освещения, тускнеют. К их минусам также относят небольшой световой поток, идущий от одного осветительного элемента, и повышенные требования, предъявляемые к питающему источнику.
Где целесообразно применение LED-ламп?
Этот тип осветительных конструкций сегодня применяется почти везде, где требуется светотехника. С их помощью организуется архитектурно-художественная подсветка зданий, устанавливается световая реклама, реализуются интересные дизайнерские решения. Все чаще светодиоды используются на транспорте, для освещения подъездов, световых указателей, освещения автодорог и улиц. При освещении внтурненних помещений и офисов так же довольно часто применяют светильники на основе LED.
Будущее, скорее всего, за LED-освещением, которое на сегодняшний день позволяет достигать максимальных показателей экономичности.
что такое, назначение, как определить для чего нужен > Свет и светильники
Цветы светильники из изолона: как сделать ростовой торшер в виде большой розыЧитайте здесь, как сделать цветы светильники из изолона своими руками, какие инструменты и материалы для этого потребуются, из каких основных этапов состоит процесс изготовления цветка, стеблей и листьев, и как правильно подсоединить шнур с выключателем и патрон для лампочки в собранный светильник….
05 05 2021 10:27:53
Светодиод АЛ307: характеристика, цоколевка и маркировкаЧитайте здесь, что такое светодиоды А Л307, какими техническими характеристиками они обладают и где применяются, какова их маркировка цвета и соответствующая ей длина волны излучения, а также какими размерами и характеристиками цоколевки они обладают….
30 04 2021 22:20:20
Диммируемые светодиодные лампы: что такое диммирование, потолочные светильники и лампы с диммером, бывают ли регулируемые лампочки e14, e27, g4Смотрите здесь, что такое диммер и каковы особенности его работы, как выбрать диммируемые светодиодные лампы. Узнайте, что такое мерцание светодиодов, уровни диммирования и какие существуют цоколи ламп. Читайте, что такое цветовая температура, световой поток и индекс цветопередачи….
22 04 2021 23:35:14
Как выбрать люстру: виды, размер, диаметр, интерьер, площадь зала, гостиной или другой комнатыЧитайте, как правильно выбирать люстру под разные виды потолка, площадь. Варианты светильников с разными типами ламп. Какую модель подобрать в зал, детскую комнату, кухню, гостиную и другие помещения в доме. Описание и фото разных решений в интерьере….
21 03 2021 14:46:47
RGB подсветка: что это, где применяется, как подобрать светодиодную ленту, что значит цвет свеченияЧитайте здесь, что такое RGB подсветка, для чего она используется и где применяется. Узнайте, каковы особенности светодиодных лент, их основные параметры и свойства. Выясните, по каким критериям происходит выбор ленты, что следует учесть, подбирая устройство для работы в заданных условиях….
14 03 2021 3:47:57
Светодиодная подсветка: как сделать освещение из led ленты своими рукамиЧитайте здесь, что такое светодиодная подсветка из светодиодной ленты и какими главными параметрами она характеризуется. Как сделать светодиодную подсветку своими руками. Основные правила и схемы подключения для одноцветных и RGB-лент. В каких случаях нужен радиатор и что использовать в качестве его основы….
11 03 2021 23:15:50
Подсветка витрин: освещение для прилавков и витрин лентой со светодиодамиУзнайте, какое значение имеет подсветка витрин, ее возможности, способность привлекать покупателей и создавать эксклюзивный вид для обычной стандартной витрины. Выясните, какие существуют требования и нормы для осветительных приборов на витринах. Ознакомьтесь с порядком монтажа светодиодной ленты….
17 02 2021 7:23:40
SMD светодиоды: типы, виды, маркировка, размеры, и их характеристика, основные технические параметры светодиодных смд ламп для внешнего освещенияЧитайте, какие SMD светодиоды самые популярные, где и в каком виде используются. Узнайте, чем они отличаются друг от друга и как выбрать оптимальный вариант. Плюсы и минусы изделий из С М Д светодиодов, сфера применения, особенности покупки через интернет….
10 02 2021 6:50:59
Замена лампы ближнего света Рено Меган 2Читайте здесь, как происходит замена лампы ближнего света Рено Меган 2 своими руками, какие лампы для этого подойдут, каковы главные особенности процедуры, как выполнить ее через отверстия в подкрылках и моторный отсек….
01 02 2021 14:54:24
Вакуумный диод: устройство, принцип работы, вольт амперная характеристикаЧитайте, что такое вакуумный диод, чем отличается от полупроводникового. Узнайте, как он устроен и по какому принципу работает. Как создается график В А Х, на какие особенности необходимо обратить внимание. В каком оборудовании используются электровакуумные диоды, что нужно учесть при выборе….
18 01 2021 5:28:14
Прибор для проверки светодиодов своими руками: схема супер тестера LedЧитайте, как сделать прибор для проверки светодиодов своими руками. Узнайте, вы каких ситуациях самоделка лучше приобретенного в магазине прибора. Почему выходят из строя светодиодные элементы в лампах, лентах, телевизорах. Почему не стоит заниматься ремонтом телевизора самостоятельно….
16 01 2021 9:16:39
Лампы ВАЗ 2114: с каким цоколем стоят в фарах дальнего и ближнего светаУзнайте, какие лампы установлены в блок-фарах автомобиля В А З 2114 в качестве ближнего/дальнего света. Читайте, какие виды конструкции ламп могут быть использованы, их достоинства и недостатки. Уточните для себя некоторые наиболее популярные модели от известных производителей….
09 01 2021 14:17:47
Блок питания для светодиодной ленты 12В своими руками: схема драйвераЧитайте здесь, как сделать блок питания для светодиодной ленты 12 В своими руками, каковы его главные особенности и назначение, какие готовые блоки существуют и можно ли использовать модели от техники б/у, из каких этапов состоит процесс самостоятельной сборки устройства, как выглядит его схема и какие нюансы при этом нужно учесть….
08 01 2021 17:36:41
и светодиодные для внутреннего освещения: настенные, накладные и специальныеНаиболее экономичным и эффективным способом реализации внутреннего освещения считаются светодиодные светильники. Они превосходят все альтернативные виды, демонстрируют высокую работоспособность, позволяют подбирать оптимальные режимы подсветки для помещений в соответствии с их назначением….
07 01 2021 22:22:39
Как подключить светодиод к батарейке на 1, 3 и 9 вольтУзнайте, можно ли подключить светодиод к батарейке. Читайте, какие источники могут быть использованы для питания LED элементов, что надо сделать для защиты от перегрузки. Уточните для себя порядок подключения светодиодов к батарейкам разной емкости….
06 01 2021 9:57:44
Галогенные лампы: что это такое, типы, срок службы, температура, мощность и чем отличается от лампочек накаливанияЧитайте здесь, что такое галогеновые лампы, чем они отличаются от обычных лампочек накаливания, какое у них устройство, принцип работы, плюсы и минусы, а также какие их виды существуют для домашнего применения и каковы их главные особенности….
21 12 2020 11:41:26
Светодиод- что это?
Для многих это сложная формулировка. Иными словами, светодиод – это полупроводник, который излучает свет при подключении к электричеству!
Первые светодиоды которые вы наверняка видели и возможно использовали, выглядели примерно так:
Но прогресс не стоит на месте и в 90-х годах мы стали замечать, так называемые, сверхъяркие светодиоды, которые обладают прозрачным корпусом и дают значительно больше света, нежели их младшие собратья.
Чаще всего все эти светодиоды в цилиндрическом корпусе выпускаются согласно трем основным стандартным размером – 3/5/10 мм.
Виды светодиодов
SMD-светодиоды. В настоящее время популярны светодиоды SMD 3528, SMD 5050, SMD 3014. Именно эти светодиоды используются при производстве светодиодных лент.
Цифры 3528, 5050, 3014 обозначают размер светодиода. SMD 3528 – светодиод размером 3,5 мм на 2,8 мм, SMD 5050 это светодиод 5 х 5 мм, SMD 3014 светодиод размером 3 мм на 1,4 мм.
SMD светодиоды используются для поверхностного монтажа сразу на плату.
Мощные светодиоды (от 1 Вт) с подложкой типа “звезда”, которая служит своего рода радиатором для охлаждения светодиода
Цветовая гамма.
Светодиоды бывают самых разных цветов. Цвет свечения светодиода обуславливается используемым полупроводником. Чаще всего в продаже встречаются светодиоды красного, белого, желтого, оранжевого, синего, зеленного, фиолетового цветов. Также существуют инфракрасные светодиоды, но их излучение не видно невооруженным глазом.
Инфракрасные светодиоды используются в пультах дистанционного управления, для подсветки камер и других целях.
Весьма интересными являются фиолетовые и ультрафиолетовые светодиоды потому, что они вызывают люминесценцию некоторых красителей. Фиолетовые слабо, ультрафиолетовые – значительно сильнее. Однако чаще всего Вам могут продать обычные фиолетовые светодиоды, как ультрафиолетовые, причина в том, что некоторые продавцы просто не знают о существующей разнице, а некоторые просто стремятся продать свой товар любыми средствами !Будьте внимательны !
Количество кристаллов.
В одном корпусе светодиода может быть один и более кристаллов. Чаще всего встречаются двухкристальные, трехкристальные и четырехкристальные светодиоды.
Двухкристальные свтеодиоды применяются в индикаторных целях, таким образом один светодиод способен издавать 2 вида свечения, например синее и красное.
Трехкристальные светодиоды – самый распространенный тип, в одном корпусе мы получаем 3 основных цвета – синий, красный и зеленый. При смешивании этих трех цветов получается мягкий самый полезный и чистый белый свет. На этих трех цветах построены наши телевизоры и мониторы.
Четырехкристальные светодиоды: часто изготавливаются одного цвета (монохромные). Такие светодиоды обладают повышенной яркостью. Иными словами – это четыре светодиода одного цвета в одном корпусе.
Рабочее напряжение светодиодов.
Очень часто до покупателя доводят информацию о том, что светодиоды работают от напряжения 3 Вольта, но это грубейшая ошибка. Напряжение светодиода напрямую зависит от его цвета.
Для удобства предлагаем Вам пользоваться следующей «волшебной» таблицей:
|
Цвет |
Длина волны |
Напряжение |
|
Инфракрасный |
от 760 нм |
до 1,9 В |
|
Красный |
610-760 нм |
от 1,6 до 2,03 В |
|
Оранжевый |
590-610 нм |
от 2,03 до 2,1 В |
|
Желтый |
570-590 нм |
от 2,1 до 2,2 В |
|
Зеленый |
500-570 нм |
от 2,2 до 3,5 В |
|
Синий |
450-500 нм |
от 2,5 до 3,7 В |
|
Фиолетовый |
400-450 нм |
от 2,8 до 4,0 В |
|
Ультрафиолетовый |
до 400 нм |
от 3,1 до 4,4 В |
|
Белый |
широкий спектр |
от 3,0 до 3,7 В |
Применение светодиодов.
В настоящее время область применения светодиодов очень широка:
- освещение помещений (основное, вспомогательное, контурная подсветка)
- декоративный дизайн
- интерьеры помещений
- архитектурная подсветка
- рекламные вывески
- торговое оборудование и выставочные стенды
- мебельная индустрия
- подсветка экранов телевизоров и мониторов
Светодиоды окружают нас повсюду. Скорее всего, что в ближайшем будущем мы откажемся от применения привычных для нас ламп накаливания и других традиционных источников света заменив их светодиодными. Так как они потребляют значительно меньше электроэнергии и обладают огромным ресурсом работы – 50 000 часов. Это при 12 часовом использовании – 10 лет работы !
ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА
ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА
Что больше всего интересует потребителя при выборе светодиодов для ламп и других осветительных устройств – не ток потребления, не размеры и даже не срок службы, а яркость. Как известно яркость – обозначается буквой L, это световая величина, равная отношению светового потока d2 к геометрическому фактору ddAcos : L = d2/ddAcos. Где d — заполненный излучением телесный угол, dA — площадь участка, испускающего излучение, или угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения. Другими словами яркость, это сотношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению: формула L = dI/dA cos . Также яркость можно сформулировать и четез отношение освещённости Е в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость: формула L = dE/dcos. Яркость измеряют в канделлах на метр в минус второй степени: кд·м-2. Яркость, непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённость изображения предмета на сетчатке глаза пропорциональна яркостям этого предмета.
Что касается конкретно яркости светодиодов, то она представляет собой суммарную мощность, выделившуюся в виде света – излучающая энергия или излучающий поток, и измеряется она в ваттах. Но насколько ярким окажется объект, будет зависеть и от дополнительных факторов: сколько излучаемого потока выпущено в направлении наблюдателя и насколько чувствителен наблюдатель к длине волны света.
Здесь мы введём понятие стерадиан – телесный угол, твердых объёмных углов. Проще говоря конус с вершиной в источнике света. Если поток излучения источника – светодиода или лампы, одинаковый во всех направлениях, интенсивность излучения будет равна общему потоку излучения, разделенному на 12,57 стерадиан, пространственный угол полной сферы. В светодиодах, излучающий поток концентрируется в луче, а интенсивность излучения будет равна излучающему потоку, поделенному на пространственный угол луча. Ширина углов обычно обозначается в градусах, а интенсивность излучения обычно выражается в милливаттах на стерадиан мВт / ср., что вызывает необходимость перевода угла луча в стерадианы: sr = 2 π (1 – cos(θ/2)), где sr – телесный угол, в стерадианах, и θ – это угол луча.
Световой поток измеряется в люменах, а сила света измеряется в люменах на стерадиан и названная канделой. Отношения между световым потоком, силой света и углом луча означают, что акцентом учета светодиода в более плотных лучах при уменьшающемся угле луча, увеличит силу света (то есть яркость) без увеличения светового потока. Поэтому при покупке светодиода для освещения – светодиод с 1000 милликандел и 45° углом обзора, даст столько же света, как светодиод в 10000 милликандел с 12° углом обзора. Светодиод, как видим достаточно яркий, но эта яркость узконаправленная.
Яркость светодиодов принято измерять в милликанделах – 1 мкд = 0.001 канделы. Обычные советские светодиоды имеют яркость в диапозоне 20 – 50 мкд., а сверхяркие светодиоды могут достигать 20000 мкд и выше. Чтоб было ещё нагляднее замечу, что обычная лампа накаливания 100 Вт производит около 1500 люмен, и если свет будет излучаться одинаково во всех направлениях, она будет иметь яркость около 120 000 мкд. Но если луч будет узконаправленный в угле 20°, она будет иметь яркость окло 16 000 000 мкд. Так что светодиодам, даже сверхмощным всё ещё далеко до ламп в плане излучаемой яркости, но с каждым месяцем этот разрыв стремительно сокращается.
ФОРУМ по светодиодам
Что такое светодиод и почему он важен?
По определению, светодиод на самом деле является светоизлучающим диодом. Это означает, что это небольшой электронный полупроводник, который фактически преобразует энергию электричества в свет видимого спектра. Цвета, а также энергоэффективность и яркость светодиода определяются фактическим химическим составом, используемым внутри светодиода. Если вы посмотрите на обычную лампочку, вы увидите внутри небольшую нить накаливания. Эта нить накала является причиной частого использования электричества, и когда она выходит из строя, свет становится бесполезным.Светодиодные лампы не имеют такой нити накала, поэтому они более долговечны и потребляют меньше электроэнергии.
Преимущества светодиодных фонарей очевидны. Пытаясь «стать экологичным», каждый ищет лучшее решение, позволяющее снизить потребность в электричестве и при этом обеспечить качество, долговечность и цвет. Светодиодные лампы на самом деле потребляют меньше электроэнергии, чем эти новые изогнутые компактные люминесцентные электрические лампы, и, что самое приятное, они не содержат ртути, как стандартные лампы CFL (еще один «зеленый» плюс для светодиодов).
обычно составляет от 50 000 до 100 000 часов. (Это примерно от пяти до одиннадцати лет). К счастью, светодиодные фонари становятся все более популярными, поэтому первоначальная более высокая стоимость немного снижается.
Источником света на самом деле является химический процесс. Полупроводниковый материал стимулируется, и движение вызывает излучение света. Поскольку в нем используется полупроводник, светодиодный свет также не нагревается, как стандартные лампы. В случае светодиодной лампы полупроводник изготовлен из материалов, которые различаются по своей способности проводить электричество.Электронное взаимодействие между специально разработанным полупроводниковым материалом и диодом вызывает побочный эффект – свет. Дополнительные химикаты добавляются для получения определенного цвета. Первоначальная конструкция светодиода была плохо сконструирована для излучения света, но более новая, более эффективная инженерия внесла множество изменений, которые фокусируют производство фотонов, чтобы свет (и цвета) стали ярче и резче. Светодиодный светильник также заключен в пластиковый корпус с возможностью концентрировать свет в заданном направлении.
В стандартных лампах большая часть энергии уходит на процесс создания самого света, а «тепло», которое мы чувствуем, является пустой тратой энергии. Светодиодный свет не тратит эту энергию зря, а вместо этого превращает ее в свет, а не только для создания света. Еще одно преимущество светодиодной лампы заключается не только в ее размере, но и в том, что ее легче вписать в новую электрическую схему. Оригинальный дизайн светодиодного света допускал тепловую чувствительность, поэтому возникший недостаток привел к тому, что когда-то было известно как выгорание светодиодов.Если внешняя температура была слишком высокой, светодиодная схема выходила из строя. Новые конструкции и материалы решили эту проблему.
Важность светодиодного освещения довольно очевидна: меньшее потребление энергии, более совершенные технологии, более яркие цвета и оттенки. Однако по мере того, как мы продвигаемся вперед в удовлетворении потребностей высоких технологий, светодиодный свет играет все более важную роль в повседневной жизни. От светодиодных телевизоров до электронных табло – светодиоды покоряют мир.
Источники:
http: // tlc.howstuffworks.com/home/led-light-bulbs.htm
http://electronics.howstuffworks.com/led.htm
Что такое светодиод (светоизлучающий диод)?
Обновлено: 12.04.2021, Computer Hope
Сокращение от светодиода , Светодиод – полупроводник, который загорается при прохождении через него электрического заряда. Светодиоды обычно зеленого, желтого или красного цвета, но они могут быть и других цветов, поскольку они стали популярными для освещения корпусов.Ниже приведены примеры использования светодиода с компьютером.
- Светодиоды клавиатуры
- Мышь LED
- Материнская плата LED
- Сетевая карта, Wi-Fi, коммутатор и светодиодный индикатор маршрутизатора
- Светодиод батареи
- Индикатор гибких дисков, жестких дисков, компакт-дисков и других дисководов
- Принтер, динамики, монитор и другие устройства
- Значение светодиодов красного, желтого, зеленого, белого и синего цветов
Светодиоды клавиатуры
Примером светодиода являются светодиодные индикаторы состояния на клавиатуре для Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock, как показано на рисунке.Синий индикатор на клавиатуре указывает на то, что Num Lock включен, но индикаторы Caps Lock и Scroll Lock не включены. Расположение этих индикаторов зависит от производителя клавиатуры. Эти светодиоды часто находятся в верхней центральной или верхней правой области клавиатуры (над цифровой панелью).
ПримечаниеМногие компьютеры автоматически включают Num Lock при загрузке компьютера, чтобы предотвратить проблемы с использованием цифровых клавиш на цифровой клавиатуре для ввода паролей.
Как включить и выключить светодиоды клавиатуры?
Для включения и выключения (включения и выключения) подсветки клавиатуры нажмите на клавиатуре клавишу Num Lock , Caps Lock или Scroll Lock .Имейте в виду, что светодиоды клавиатуры – это не то же самое, что клавиатура с подсветкой, где под всеми клавишами есть подсветка.
ПримечаниеНе все индикаторы цифровой клавиатуры, заглавной буквы или блокировки прокрутки имеют идентификаторы, подобные тем, что показаны на рисунке. Если вы не уверены, какой светодиод к какой клавише подходит, нажмите клавишу Num Lock , Caps Lock или Scroll Lock , наблюдая за светодиодами, и посмотрите, какой из них загорится.
Кончик КлавиатурыApple и некоторые другие имеют светодиодный индикатор Caps Lock на клавише Caps Lock и могут не иметь других индикаторов, поскольку отсутствуют клавиши Scroll Lock или Num Lock.
Какие символы рядом со светодиодами?
Для клавиатур, у которых есть символы рядом со светодиодами, эти символы могут отличаться. Например, для Num Lock символ может быть числом или числом с замком. Для Caps Lock символ может быть буквой или буквой и замком. Наконец, для Scroll Lock символ может быть стрелкой или стрелкой и замком. Если вам сложно расшифровать символ, нажмите каждую из клавиш, чтобы увидеть, какой из светодиодов горит.
Мышь LED
В большинстве современных компьютеров используется оптическая мышь, которая использует светодиодный индикатор для отслеживания курсора на экране.
Материнская плата LED
Многие материнские платы имеют встроенный светодиод, который позволяет пользователям узнать о наличии питания на материнской плате. Светодиод также может использоваться для информирования пользователей об ошибках. На картинке показан светодиодный индикатор / светодиод, расположенный между слотами PCI на материнской плате.
ПримечаниеНе работайте внутри компьютера и не отсоединяйте внутренние вилки, пока горит этот индикатор.
КончикКогда кабель питания отсоединен от компьютера, светодиодный индикатор горит несколько секунд, а затем медленно гаснет, что является нормальным явлением.
Материнская плата с номером светодиода
На некоторых материнских платах есть светодиод, который создает число для обозначения кода POST или кода состояния, который указывает состояние материнской платы. Например, на материнских платах ASUS есть светодиод Q-Code, который отображает двухсимвольный шестнадцатеричный код для обозначения состояния материнской платы. Например, Q-код «5A» указывает на внутреннюю ошибку ЦП.
Чтобы узнать значение этих цифр и букв светодиодных индикаторов, обратитесь к руководству производителя материнской платы.
Сетевая карта, Wi-Fi, коммутатор и светодиодный индикатор маршрутизатора
Светодиоды на сетевой карте, сетевом коммутаторе и сетевом маршрутизаторе показывают, когда установлено соединение и когда данные передаются. Например, без кабеля, подключенного к сетевой карте, горит оранжевый светодиод или нет. Однако, когда кабель подключен, светодиод горит постоянным зеленым светом. Когда карта используется (например, при просмотре Интернета), данные отправляются на сетевую карту и с нее, а светодиодный индикатор мигает, указывая на связь.
Светодиодный индикатор батареи
Светодиодный аккумулятор для ноутбука
Для аккумуляторов ноутбуков (например, Dell и Lenovo) мигающий или мигающий зеленый или оранжевый светодиодный индикатор указывает на проблему, связанную с аккумулятором. Когда это происходит, обычно проблема связана с материнской платой ноутбука (платой интерфейса питания), кабелем или аккумулятором.
Некоторые ноутбуки (например, ASUS и Dell) могут также иметь белый и желтый мигающий светодиод, когда подключен неправильный кабель зарядного устройства, или он подключен ненадежно и не обеспечивает достаточного напряжения.В этой ситуации убедитесь, что вы используете правильный кабель зарядного устройства. Если это правильный кабель для зарядного устройства, отсоедините и снова подключите оба конца кабеля и подключите кабель непосредственно к стене. Если это не помогает, проблема с кабелем.
Прочие аккумуляторные устройства Светодиоды
Не существует стандарта для индикации состояния батареи с помощью светодиодов, но многие компании следуют этим стандартам де-факто.
| Светодиод … | означает |
|---|---|
| Сплошной зеленый или синий | Аппарат питается без проблем. |
| Оранжевый или красный | У устройства проблемы с аккумулятором, недостаточным напряжением или отсутствием заряда. |
| Зеленый мигающий | Аккумулятор заряжается. Если кабель для зарядки не подключен, это может указывать на необходимость зарядки. |
| Мигающий оранжевый или красный | Аккумулятор неисправен или подключен неправильно. |
| Синий мигающий | Батарея разряжается. |
| Мигающий бело-оранжевый | Аккумулятор не получает достаточного заряда или подключен неправильный кабель для зарядки. |
| Нет цвета светодиода | Аккумулятор не работает или устройство выключено. |
Если эти стандарты де-факто не помогают вам определить, что указывают индикаторы батареи, просмотрите документацию по продукту, чтобы узнать точное значение.
Индикатор гибких дисков, жестких дисков, компакт-дисков и других дисководов
Компьютерные дисководы для гибких дисков и CD-ROM имеют передние светодиодные индикаторы, указывающие на то, что данные считываются с этих носителей или записываются на них.Когда в приводе нет носителя или к нему нет доступа, ни один светодиод не горит. Однако, чтобы определить, есть ли в накопителе носитель, компьютер должен попытаться прочитать его, в результате чего загорится индикатор. Например, когда это происходит, когда вы загружаете компьютер или открываете проводник.
На жестких дисках нет светодиодов. Однако материнская плата отправляет сигналы через соединительные кабели системной панели, в результате чего светодиод на передней панели компьютера мигает, когда он активен. Когда вы запускаете что-либо на компьютере, этот индикатор может быстро мигать, указывая на то, что данные передаются на жесткий диск или с него.Например, при загрузке компьютера этот индикатор мигает, когда информация загружается с жесткого диска.
Принтер, динамики, монитор и другие устройства
Внешние устройства, которым требуется питание (например, монитор, телевизор, принтер или динамики), также имеют светодиодный индикатор, указывающий, когда устройство включено, выключено или возникла ошибка.
Значение светодиодов красного, желтого, зеленого, белого и синего цветов
Существуют только стандарты де-факто при классификации значений цвета светодиода. Ниже приведены объяснения того, что может означать светодиод и его цвет.
Горит зеленый, синий или белый светодиод
Горящий зеленый, синий или белый светодиод на передней панели компьютера, монитора или другого устройства часто указывает на наличие питания. Например, когда вы нажимаете кнопку питания на своем компьютере, если компьютер получает питание и работает, индикатор должен гореть и гореть постоянно.
Мигающий зеленый, синий или белый светодиод
Мигающий зеленый, синий или белый светодиодный индикатор указывает на то, что данные передаются или устройство работает.
КончикБольшинство мигающих светодиодов, независимо от цвета, указывают на то, что что-то работает, обрабатывается или передаются данные.
Горит желтым или желтым светодиодом
Немигающий желтый или желтый светодиодный индикатор часто означает, что на компьютер, монитор или другое устройство подается питание, но сигнал не поступает. Например, на мониторе отображается желтый светодиод без дисплея или черный экран при отключении кабеля для передачи данных.
Мигающий желтый или желтый светодиод
Желтый или желтый светодиоды указывают на то, что данные передаются через сетевую карту, модем, коммутатор или маршрутизатор.В случае маршрутизатора этот индикатор также может иногда мигать так быстро, что может казаться непрерывным.
Горит красный светодиод
Красный светодиод часто используется для уведомления или предупреждения. Например, на устройстве защиты от перенапряжения или ИБП (источник бесперебойного питания) красный светодиод указывает на то, что защита от перенапряжения работает и доступна.
Мигающий красный светодиод
Мигающий красный светодиод обычно используется только как предупреждение, чтобы уведомить пользователя о наличии проблемы.
Индикатор доступа, Янтарный, AMOLED, CCFL, Цветовые обозначения, Компьютерные сокращения, Диод, Термины для электроники, Зеленый, Термины для оборудования, OLED, Оранжевый, QLED, Красный
Светодиод: Что такое светодиод?
LED получает много эфирного времени.Это обычно происходит, когда новые технологии производят фурор на открытом рынке.
Здесь, в блоге Lighting Insights, авторы Regency включили слово «LED» в заголовок статьи почти 25 раз на сегодняшний день, и этот акроним включен почти в каждый пост.
Но несмотря на все разговоры о технологии – как здесь, так и в других местах – сколько людей действительно знают, что такое светодиоды и как они работают? Что такое светодиод?
Для начала, LED означает «светоизлучающий диод».
Хорошо, но что такое диод и как он излучает свет?
Это все вопросы, которые стоит задать.Давайте углубимся в основы светодиодов, чтобы помочь вам понять, как они работают, на что они способны и какими они будут в будущем.
Как работают светодиоды?
Если вы хоть немного знакомы с принципами работы ламп накаливания, то эти знания бесполезны, когда дело доходит до понимания того, как работают светодиоды.
Светодиодная технологиянастолько отличается от всего, что мы видели раньше.
На схеме ниже показаны основные компоненты средней светодиодной лампы.
Хотите узнать, как меняется технология ламп накаливания? Ознакомьтесь с нашей публикацией: «Инновация Массачусетского технологического института по переработке света может спасти лампу накаливания».
Вот определение, которое вы найдете в нашем загружаемом глоссарии освещения под заголовком «LED»:
«Полупроводниковое устройство, излучающее видимый свет, когда через него проходит электрическая валюта».
Иначе говоря, светодиод – это волшебство.
Хорошо, если вы действительно хотите получить техническую информацию об этом, мы можем.
(Если вы ищете что-то более практичное, можете сразу перейти к: ‘ Светодиодные лампы лучше ламп накаливания и люминесцентных?’)
Вот пример того, как работает типичный современный светодиод:
- Прежде чем излучать свет, электричество должно сначала пройти через драйвер светодиода . Что за драйвер? Что ж, в отличие от люминесцентных ламп, светодиоды не требуют балластов. Вместо этого большинство используют драйверы для управления электричеством (хотя есть светодиоды без драйверов, которые начинают прорываться на рынок).
Драйверы делают две вещи. Во-первых, они преобразуют электричество в постоянный ток или DC. Во-вторых, они управляют этим электричеством – сигнализируя о регулировке яркости, реагируя на изменения напряжения и т. Д.
- Диод, который является наиболее простым типом полупроводников, светится, когда через него проходит электричество. Так мы получаем свет от светодиода. Часто несколько диодов объединяются в единую светодиодную матрицу , , что позволяет лампе производить больше света.
Когда электричество попадает на диод, он излучает свет, проходящий через люминофорное покрытие.Роль этого покрытия заключается в улучшении качества света, исходящего от диода, и определении цветовой температуры света.
- Представьте себе это теплое, манящее, равномерное сияние традиционной настольной лампы. Светодиоды не такие естественные – они излучают свет в одном направлении. Сегодняшние инженеры по свету добились больших успехов, используя сложные рассеиватели или оптика , которые изгибают, смягчают или отражают свет, исходящий от диодов, чтобы имитировать светоотдачу этой традиционной настольной лампы, прожектора или чего-либо еще. между.
- Есть еще один последний компонент светодиодных ламп, который имеет решающее значение для их долговечности – это радиатор . Почему это так важно? Радиатор отводит тепло от диодов, предохраняя их от преждевременного выхода из строя, что обеспечивает более длительный срок службы. Этот компонент часто бывает в виде тепловых ребер .
И хотя многие новые светодиодные лампы скрывают тепловые ребра внутри лампы или используют другую конструкцию рассеивания тепла, важно знать роль радиатора.
Подведем итоги.
Что такое светодиод?
Светоизлучающий диод (LED) – это технология освещения, в которой для получения светящегося света используется полупроводниковое устройство. Это универсальная электронная осветительная техника
Светодиодные лампы лучше ламп накаливания и люминесцентных?
Светодиодная технология, безусловно, выгодно отличается от ламп накаливания и люминесцентных ламп в нескольких ключевых областях.Вероятно, они наиболее широко известны как более энергоэффективные, чем традиционные технологии.
Но не завышена ли ценность энергоэффективности? Что, если в вашей компании нет особой ценности для экологически чистых методов ведения бизнеса? Стоит ли вам по-прежнему заботиться об этом?
Что ж, скорее всего, в вашей компании есть много выгодных предложений для экономии денег.
Понимание общей стоимости освещения – это первое, на что вам следует обратить внимание, если вы пытаетесь определить, подходит ли вам светодиодное освещение.
Вот как разбивается общая стоимость традиционных источников освещения:
- Электроэнергия составляет 77 процентов затрат на освещение
- Еще 11 процентов идет на оплату работы по обслуживанию освещения – замену перегоревших лампочек, старых балластов и т. Д.
- Восемь процентов общей стоимости освещения приходится на HVAC, необходимое для компенсации тепла, выделяемого при освещении
- Три процента стоимости составляют фактические затраты на материалы или лампы
- Итого 1 процент входит в стоимость утилизации сгоревших продуктов
Подробнее: ‘Сколько стоит освещение? Общая стоимость освещения ‘
Многие современные светодиоды в пять-семь раз дороже сравнительно ярких ламп накаливания – в два или три раза дороже компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).Однако технологически они чрезвычайно продвинуты: некоторые из них имеют возможность настройки для точной цветопередачи, а другие способны излучать дополнительный свет на определенных длинах волн, чтобы сделать определенные цвета более яркими в свете светодиода. И пастбища выглядят достаточно зелеными для продолжения инноваций в светодиодах – их коэффициент цветопередачи становится все лучше и лучше, поскольку они одновременно становятся более эффективными.
Вот подробный обзор того, как современные светодиоды сравниваются с традиционными источниками освещения на основе стандартных критериев.
Сравнение настольных ламп мощностью 60 Вт: лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы и светодиоды
| Лампа накаливания | Компактный люминесцентный | Светодиод для подрядчиков | светодиод | |
| Средняя стоимость | $ 0,50 | $ 2,50 | * 3,00 долл. США | * 6,00 долл. США |
| люмен | 580 | 780 | 800 | 800 |
| Мощность | 60 | 13 | 9 | 9 |
| Люмен / Вт | 9.67 | 78 | 89 | 89 |
| Средний срок службы | 2,500 | 10 000 | 11 000 | 25 000 |
* Светодиоды сильно различаются по цене и характеристикам. Вышеуказанные цены относятся к стандартным светодиодным лампам с регулируемой яркостью 60 Вт.
История светодиодов
Теперь, когда вы познакомились с основными функциями светодиодов, было бы полезно понять, откуда они взялись.
Технология светоизлучающих диодов была впервые запатентована учеными Texas Instruments в 1961 году. Впервые они появились на рынке в 1962 году, но были узкоспециализированными и с конца 1960-х годов в основном использовались в качестве маленьких красных индикаторов на электрических устройствах.
Только в 2000-х годах светодиоды стали жизнеспособным источником общего освещения, достигнув 100 люмен на ватт в 2006 году. Сегодня пастбища достаточно зеленые для развития светодиодов. Только в прошлом году мы увидели ряд значительных достижений в области светодиодов, и нет оснований полагать, что такие инновации в ближайшее время замедлятся.
Компания Sylvania опубликовала полезную исчерпывающую хронологию развития светодиодных технологий, которую мы поддержали с помощью графики ниже:
Для чего нужен светодиод и как он работает? | Домашняя страница Руководства
Даниэль Хольцер Обновлено 17 декабря 2018 г.
Энергоэффективность в моде не без оснований. Выбор энергоэффективного освещения снижает счета за коммунальные услуги и снижает нагрузку на невозобновляемые источники энергии, на которые приходится 89 процентов производства энергии в США.С. (см. Список литературы 4). Светодиоды, самые эффективные лампы на рынке, начинают появляться вместе с лампами накаливания и компактными люминесцентными лампами в хозяйственных магазинах и магазинах товаров для дома. Однако они являются загадкой для многих, так как их внутреннее устройство несколько отличается от стандартных ламп.
Определение
LED означает «светоизлучающий диод». Диод – это электрический компонент с двумя выводами, которые проводят электричество только в одном направлении. Под действием электрического тока диод излучает яркий свет вокруг маленькой лампочки.Обычно диоды используются во многих технологиях, таких как радио, телевизоры и компьютеры, в качестве электрического компонента для проводимости. (См. Ссылки 1)
Как они работают
Подключение диода к электрическому току возбуждает электроны внутри диода, заставляя их испускать фотоны, которые мы видим как свет. Цвет света является прямым результатом энергетической щели в полупроводнике диода. Это означает, что светодиоды легко и ярко воспроизводят спектр цветов, потребляя при этом очень мало электроэнергии.(См. Ссылки 1)
Важность
В поисках энергоэффективного освещения светодиоды оказались наиболее эффективными из имеющихся ламп. По данным Министерства энергетики США, светодиоды с рейтингом Energy Star потребляют как минимум на 75 процентов меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания, и служат в 25 раз дольше. Светодиоды даже превосходят лампы CFL (компактные люминесцентные лампы) по эффективности, прежде всего потому, что их срок службы вдвое больше, чем у CFL. Светодиоды более эффективны, чем лампы накаливания и КЛЛ, потому что они излучают свет в определенном направлении – вместо того, чтобы рассеивать его во всех направлениях – и они не требуют и не выделяют большое количество тепла.Лампы накаливания и КЛЛ выделяют большую часть своей энергии в виде тепла – 90% и 80% соответственно. (См. Ссылки 1)
Соображения
Самая большая проблема для потребителей при покупке светодиодов для освещения жилых помещений – это их первоначальная стоимость. В зависимости от размера и марки лампы светодиоды могут стоить от двух до шести раз дороже КЛЛ. При замене лампочек на несколько осветительных приборов идея потратить сотни долларов на лампочки отпугивает многих потенциальных клиентов.Однако производство светодиодов не только улучшается, но и увеличивается, что означает большую доступность для потребителей в ближайшем будущем. (См. Ссылки 3)
Светоизлучающий диод (LED) | Fiberlabs Inc
Дата: 8 марта, 2016 г. 更新 日 時: 2018 12 18 投稿 者: fiberlabsus_admin
1. Что такое светодиод?
LED – это аббревиатура от Light Emission Diode и представляет собой устройство, которое излучает свет, пропуская ток к p-n переходу, как полупроводниковый лазер (LD).Он излучает свет с различной длиной волны в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях, что соответствует его ширине запрещенной зоны. В частности, белые светодиоды обеспечивают длительный срок службы и низкое энергопотребление по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами, и поэтому в настоящее время все чаще используются для освещения. Белые светодиоды также используются для многих приложений в области освещения и отображения, включая ЖК-подсветку, используемую для сотовых телефонов, светофоров, дорожных знаков, наружных дисплеев и фонарей.
2.Принцип излучения светодиода
На рисунке 1 показан принцип излучения светодиода. Активный слой, зажатый между полупроводниками p- и n-типа, сформирован на сапфировой подложке, и напряжение подается через p-n переход от электродов. При приложении прямого напряжения электроны соединяются с дырками на p-n-переходе и исчезают. В это время электрон переходит из состояния с более высокой энергией в состояние с более низкой энергией, и избыточная энергия выделяется в виде света.
Фиг.1 Принцип излучения светодиода.
3. Что вызывает различия в цветах светодиодов?
Рисунок 2 объясняет, почему длины волн излучения разных полупроводниковых материалов различаются. Объединение дырок и электронов в p-n-переходе означает, что электроны попадают из зоны проводимости в валентную зону. Когда разница в энергии между обеими полосами больше, излучается свет с большей энергией, то есть свет с более короткой длиной волны. Поскольку разность энергий (ширина запрещенной зоны) зависит от полупроводникового материала, материалы светодиодов выбираются на основе ширины запрещенной зоны, чтобы соответствовать желаемому цвету света.
Рис.2 Разница в цвете излучения полупроводникового материала.
(И синий, и зеленый свет излучаются InGaN, но соотношение In / Ga отличается.)
4. Механизм излучения белого светодиода
Есть три способа получить белый свет от светодиодов, как показано на рис. 3.
(1) Первый – это способ облучения желтого люминофора синим светодиодом. Поскольку желтый цвет является дополнительным к синему, смесь синего и желтого выглядит белой. Хотя этот метод наиболее популярен из-за простоты изготовления и высокой интенсивности, слабым местом является слегка голубоватый цвет.
(2) Второй – это способ излучения синего, зеленого и красного люминофора путем облучения ультрафиолетового светодиода. Хотя свет выглядит естественным и чистым белым, его интенсивность еще не такая сильная, как у метода (1).
(3) Третий способ – использовать три светодиода: синий, зеленый и красный. Поскольку свет является интенсивным и может быть воспроизведен любой цвет, этот метод применяется к большому дисплею и светодиодному экрану.
Рис.3 Механизм излучения белого светодиода.
5. Отличия светодиода от светодиода
Светодиод – это полупроводниковый светоизлучающий прибор, аналогичный светодиоду.Какая разница между двумя? На рисунке 4 показаны базовые конструкции светодиода и LD. Хотя принцип излучения тот же, электроны и дырки соединяются в p-n-переходе и излучается свет, свойства испускаемого света разные. Поскольку светодиодный свет имеет случайные фазы, он распространяется так же, как лампочки. С другой стороны, свет LD имеет определенную фазу, и поэтому он распространяется прямо, не распространяясь. Эта разница объясняется наличием или отсутствием резонатора.LD может выравнивать фазу света с помощью резонатора, но светодиод без резонатора выводит свет без изменений. Еще одно отличие – это потери связи в оптоволокне. Свет LD может быть направлен в оптическое волокно с низкими потерями связи, поскольку свет выходит из узкого активного слоя. Между тем, свет СИД не только слегка падает на волокно, потому что СИД имеет большую площадь излучения.
Рис.4 Базовые конструкции светодиода и светодиода.
Как работает светодиод »Электроника
Используемые полупроводниковые технологии и материалы являются ключом к пониманию того, как работают светодиоды.
Light Emitting Diode Tutorial:
Light Emitting Diode.
Как работает светодиод
Как делается светодиод
Технические характеристики светодиодов
Срок службы светодиода
Светодиодные пакеты
Светодиоды высокой мощности / яркости
Светодиодное освещение
Органические светодиоды, OLED
Другие диоды: Типы диодов
Светодиодная технология считается само собой разумеющимся, поскольку светодиоды широко используются. Однако используемые технологии и материалы являются ключом к пониманию того, как работает светодиод.
Хотя основной PN переход использовался в течение многих лет, только в 1962 году был разработан светодиод, и его действие стало понятным.
Светодиод, символ цепи светодиодаСветодиодная технология: как работает светодиод
Светодиод – это специализированная форма PN-перехода, в которой используется составной переход. Полупроводниковый материал, используемый для перехода, должен быть составным полупроводником. Обычно используемые полупроводниковые материалы, включая кремний и германий, представляют собой простые элементы, и переходы, сделанные из этих материалов, не излучают свет.Вместо этого составные полупроводники, включая арсенид галлия, фосфид галлия и фосфид индия, являются составными полупроводниками, и переходы, сделанные из этих материалов, действительно излучают свет.
Эти сложные полупроводники классифицируются по валентным зонам, которые занимают их составляющие. Что касается арсенида галлия, галлий имеет валентность три, а мышьяк – пять, и это то, что называется полупроводником группы III-V, и есть ряд других полупроводников, которые подходят к этой категории. Также возможно использование полупроводников, изготовленных из материалов III-V групп.
Как работает светоизлучающий диодСветодиод излучает свет при прямом смещении. Когда к переходу прикладывается напряжение, чтобы сделать его смещенным в прямом направлении, течет ток, как в случае любого PN перехода. Дырки из области p-типа и электроны из области n-типа входят в переход и рекомбинируют, как обычный диод, чтобы позволить току течь. Когда это происходит, высвобождается энергия, часть которой находится в форме световых фотонов.
Обнаружено, что большая часть света излучается из области перехода, более близкой к области P-типа.В результате конструкция диодов сделана так, чтобы эта область сохранялась как можно ближе к поверхности устройства, чтобы гарантировать, что минимальное количество света поглощается структурой.
Чтобы получить видимый свет, соединение должно быть оптимизировано и должны быть выбраны правильные материалы. Чистый арсенид галлия выделяет энергию в инфракрасной части спектра. Чтобы довести световое излучение до видимого красного конца спектра, к полупроводнику добавляют алюминий, чтобы получить арсенид алюминия-галлия (AlGaAs).Также можно добавить фосфор, чтобы получить красный свет. Для других цветов используются другие материалы. Например, фосфид галлия дает зеленый свет, а фосфид алюминия, индия, галлия используется для желтого и оранжевого света. Большинство светодиодов основано на полупроводниках галлия.
Светодиодные материалы и цвета света
| Длина волны Диапазон (нм) | Цвет | В F при 20 мА | Материал |
|---|---|---|---|
| <400 | Ультрафиолет | 3.1 – 4,4 | Нитрид алюминия (AlN) Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) |
| 400–450 | фиолетовый | 2,8 – 4,0 | Нитрид индия-галлия (InGaN) |
| 450–500 | Синий | 2,5 – 3,7 | Нитрид индия-галлия (InGaN) Карбид кремния (SiC) |
| 500–570 | Зеленый | 1.9 – 4,0 | Фосфид галлия (GaP) Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP) Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) |
| 570–590 | Желтый | 2,1 – 2,2 | Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP) Фосфид галлия (GaP) |
| 590–610 | оранжевый / янтарный | 2,0 – 2,1 | Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaUInP) Фосфид галлия (GaP) |
| 610–760 | Красный | 1.6 – 2,0 | Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP) Фосфид галлия (GaP) |
| > 760 | Инфракрасный | <1,9 | Арсенид галлия (GaAs) Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) |
Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .
Определение светодиода | PCMag
( L ight E mitting D iode) Технология отображения и освещения, используемая почти во всех электрических и электронных продуктах на рынке, от крошечных ламп включения / выключения до цифровых индикаторов, фонарей, светофоров и освещения по периметру. Светодиоды также используются в качестве источников света в многомодовых волокнах, оптических мышах и лазерных принтерах. См. Светодиодную лампочку. Светодиоды против ЖК-дисплеев
В начале 1970-х годов красные светодиоды использовались в первых цифровых часах, но через несколько лет их заменили ЖК-дисплеи меньшей мощности.Светодиоды по-прежнему потребляют больше энергии, чем ЖК-дисплеи, но меньше, чем лампы накаливания. Они также служат десятилетиями и практически нерушимы.
Светодиоды и ЖК-дисплеи сосуществуют на бесчисленных устройствах, где светодиоды представляют собой индикаторы состояния, а ЖК-дисплеи отображают данные. Кроме того, белые или красные, зеленые и синие светодиоды используются в качестве источника подсветки на многих ЖК-телевизорах. См. ЖК-телевизор, светодиодный телевизор и телевизор с плоским экраном.
Несколько цветов
Светодиоды – это полупроводниковые диоды, которые обычно излучают свет одной длины волны при зарядке электричеством.Первоначально красный, сегодня можно получить несколько цветов в зависимости от материала, из которого изготовлены наконечники зондов. Фосфид алюминия, индия, галлия (AlInGaP) используется для красного и желтого цветов. Нитрид индия-галлия (InGaN) используется для зеленого и синего света, а также с добавлением люминофора для белого света. См. Цифровой рекламный щит, OLED, IRED, светодиодный принтер, глоссарий по волоконной оптике и трубку Nixie.
Светодиодный блок
Светодиод – это полупроводниковый кристалл, который находится в отражающей чашке, которая также является теплоотводом.На светодиод подается напряжение, и электроны и дырки в двух полупроводниковых слоях притягиваются друг к другу на стыке. Когда они объединяются, создаются фотоны.
Светодиоды и ЖК-дисплеи используются вместе
Маленькие буквенно-цифровые индикаторы могут быть светодиодными или ЖК-дисплеями, но индикаторы на бесчисленных изделиях являются светодиодами.
