Принцип рада ЛЕД и његовог уређаја - преглед свих врста ЛЕД диода

У овом билтену покушаћемо да у потпуности опишемо принцип рада ЛЕД-а свих врста које су до сада доступне у природи. Размотрите општи ЛЕД уређај и схватите како светлеће диоде различитих боја излазе.

Принцип рада

Вјероватно свака особа зна да је принцип ЛЕД диода његов "сјај" када је повезан са извором напајања. Међутим, зашто је то постигнуто? Погледајмо ближе овом питању.

Да би се створио видљиви светлосни ток, дизајн ЛЕД-а подразумева присуство два полупроводника, од којих један у свом саставу треба да садржи слободне електроне, а други - "рупе".

Дакле, између полупроводника долази до "П-Н" прелаза, у којем електрони из донора пролазе у други полупроводник (примаоца) и заузимају слободне рупе ослобађањем фотона. Ова реакција се одвија само у присуству извора једносмерне струје.

Принцип деловања је растављен, али зашто се тај процес одвија? Да бисте то урадили, размотрите конструктивну особину ЛЕД-а.

Како је ЛЕД постављен

Без обзира на модел ЛЕД (СОВ, ОЛЕД, СМД, итд.) Они се састоје од следећих елемената:

  1. Анода (снабдевање позитивним полувалом кристалу);
  2. Катода (напајање негативних полувалова истосмјерне струје кристалу полуводича);
  3. рефлектор (рефлексија светлосног флукса на дифузору);
  4. Чип или кристални полупроводник (зрачењесветлосни ток услед транзиције "П-Н");
  5. Дисперзер (повећање угла сијалице ЛЕД).

Сада се упознајмо са начинима добијања различитих боја.

Добијање ЛЕД-а одређене боје

Раније смо раставили принцип рада ЛЕД и установили да се светлосни флукс формира када се "П-Н" прелази у полупроводнику са емисијом фотона видљивих људском оку. Међутим, како можете добити другачији ЛЕД диоде? Постоји неколико опција за ово. Размотрите сваку од њих.

премаз са луминофором

Ова технологија вам омогућава да добијете готово било коју боју, али се најчешће користи за производњу бијелих ЛЕД диода. За њу се користи посебан реагенс - луминофор, прекривен црвеном или плавом ЛЕД лампицом. Након обраде, плава светлосна диода почиње да сија бело.

РГБ - технологија

Сличан тип уређаја може да емитује било коју нијансу светлосног спектра због употребе 3 ЛЕД диоде у једном кристалу: црвене, зелене и плаве. У зависности од интензитета светлости сваког од њих, светлост се мења.

Примена разних нечистоћа и различитих полупроводника

Захваљујући овој технологији, вална дужина зраченог флукса у зони транзиције "П-Н" се мења. И као што знате, у зависности од таласне дужине, његова боја се мења. Јасно је да се то може видјети на сљедећој фотографији:

Сада идемоРазмотримо следеће питање: које електричне карактеристике имају ове уређаје и шта је потребно за њихов поуздан рад.

електричне карактеристике

ЛЕД-ови су уређаји који емитују свјетлосни ток када пролазе кроз стабилизирани константни напон ниског апоена (3-5В). Стварањем разлике потенцијала на аноди и катоди у кристалу постоји електрична струја која ствара свјетлосни ток.

За пуне перформансе ЛЕД-а, тренутна вредност треба да буде на нивоу од 20-25 мА. Међутим, за ЛЕД диоде велике снаге, потрошња струје може достићи 1.400 мА.

Са повећањем напона напајања, јачина струје се повећава експонентом. То значи да уз благи скок напона напајања, струја струје стално расте, што може довести до пораста температуре и квара свјетлеће диоде (прочитајте како провјерити ЛЕД). Из тог разлога се извор константног напона мора стабилизовати помоћу специјалних микроконтролера.

Сада размотрите главне врсте ЛЕД диода, њихове предности и недостатке.

Индикаторски ЛЕД (ДИП) уређај

Овај тип ЛЕД је "пионир" у области ЛЕД технологије. Намењени су индустрији као индикатори.

Они се састоје од 3. или 5. милиметарског тела, аноде, катоде, кристала, златног (у буџетским варијантама бакра) проводника, који повезује аноду са кристалом и дифузором.

У пракси се користе врло ријетко, јер имају бројнедостаци:

  • велика величина;
  • мали угао осветљења (до 1200);
  • низак квалитет кристала (при дугом раду, јачина зрачења пада на 70%);
  • слаби светлосни флукс због ниског протока кристала (до 20 мА).

Како је изграђена снажна ЛЕД диода

Снажне светлеће диоде (на пример, чврста подлога) пројектоване су тако да стварају интензиван светлосни ток кроз пролаз кроз велики кристал струје (до 1400 мА).

На кристалу се ствара велика количина топлоте, која је, уз помоћ алуминијумског радијатора, одвојена од кристала полупроводника. Такође, овај радијатор служи као рефлектор за повећање светлосног флукса.

За поуздан рад моћних ЛЕД диода потребно је у шеми имати посебан погон за провођење великог протока електрона, који би, поред стабилизације напона, требао ограничити струју која одговара номиналном раду уређаја.

Уређај за светлећу диоду са филаментом

ЛЕД диоде типа влакна су изумљене почетком 2008. године. Међутим, врхунац њихове популарности пада на 2014-2016. Постали су популарни код дизајнера, јер су личили на обичне жаруље са жарном нити и трошили минималну количину електричне енергије. Препоручујемо да прочитате занимљив чланак о жаруљама с филаментима.

конструкција

ЛЕД диоде од филамента су уређаји који се састоје од сафирног или обичног стакла пречника не више од 1,5 мм и посебно произведених полупроводничких кристала (28 комада)конзистентно на изолованој подлози.

Ове ЛЕД диоде се стављају у посебну посуду премазану фосфором, која вам омогућава да добијете било коју боју. Главна предност ЛЕД уређаја који се развијају овом технологијом је угао сијања који досеже 3600.

Диоде које емитују свјетлост укључују неке изворе у класи ЦОБ (види одјељак испод), будући да се кристали узгајају на стаклу или сафиру сличном технологијом.

Уређај и принцип рада ЦОБ ЛЕД

СОП технологија или Цхип-Он-Боард је један од савремених достигнућа у области електронике, који се састоји од постављања великог броја полупроводничких кристала помоћу диелектричног лепка на алуминијумској подлози. Такође, израда ЛЕД диода овог типа је могућа на стакленој матрици (ЦОГ), али је принцип њиховог рада исти.

Настала матрица је прекривена фосфором. Као резултат тога, могуће је постићи равномеран сјај ЦОБ светлосних диода било које боје у целом подручју. Ови уређаји се широко користе у развоју телевизора, лаптопа и таблета.

Принцип рада

Упркос чињеници да ЛЕД диоде Цов имају специфично име, принцип његовог функционисања је потпуно аналоган уобичајеној индикаторској светлосној диоди развијеној 1962. године. Када струја пролази кроз кристале полупроводника, долази до "П-Н" прелаза и као резултат - светлосног флукса.

Посебност ове врсте уређаја је присуство великог броја кристала, што вам омогућава да добијете вишеинтензиван светлосни флукс.

Принцип рада уређаја ОЛЕД органске светлеће диоде

Најновије достигнуће у области производње је ОЛЕД технологија. Омогућава вам производњу хигх-тецх ТВ-а са танким екраном, минијатурним паметним телефонима, таблетима и многим другим уређајима без којих се не може радити без модерног друштва.

ОЛЕД уређај

ЛЕД ОЛЕД диоде се састоје од:

  • анода направљена од мешавине индијум тин оксида;
  • облоге од фолије, стакла или пластике;
  • катоду од алуминијума или калцијума;
  • емитује слој на бази полимера;
  • проводни слој органских супстанци.

Како ова технологија функционише?

Принцип рада ОЛЕД-а је сличан ЛЕД-овима СОВ, СМД и ДИП и састоји се у формирању "П-Н" транзиције у полуводичима. Међутим, препознатљива карактеристика ОЛЕД технологије је употреба специјалних полимера који се састоје од слоја који емитује светлост, чиме се повећава животни вијек ЛЕД-а, свјетлосни ток видљивог спектра и кут освјетљења.

бенефиције

  • минимална величина;
  • ниска потрошња енергије;
  • равномерно осветљење по целом подручју;
  • дуг радни век;
  • повећање очекиваног трајања живота;
  • широки угао осветљења (до 2700);
  • ниска цена.

Прегледали смо главне типове ЛЕД диода које се користе у модерном свијету, али заједно с њима, корејски знанственици су отишли ​​даље и развили влакна на бази ЛЕД-а, која би, према њиховим обећањима, замијенила све застарјеле врсте уређаја.Размотримо шта они представљају.

ЛЕД уређај и принцип на бази влакана

За производњу светлећих диода ове нише, нити терефталата од полиетилена се третирају са раствором ПЕДОТ: ПСС полистирен сулфонат. Након обраде, нит будућег ЛЕД-а се суши на температури од 1300Ц.

После тога, обрадак се третира специјалним полимерима поли (п-фениленвинилен) полимера користећи ОЛЕД технологију, а добијена влакна су пресвучена танким слојем суспензије литијум алуминијум флуорида.

Закључци

Прегледали смо главне типове ЛЕД диода, које можете видјети као огроман број. Међутим, према принципу рада, они су сви исти.

Такође се може рећи да је захваљујући употреби савремених материјала и производних технологија могуће постићи високе техничке показатеље и поузданији и дуготрајнији рад ЛЕД диода.

Ради јасноће, препоручујемо да гледате видео у којем ћете се упознати са дизајном ЛЕД-а: