LED menggantikan mentol pijar dengan pantas dari hampir semua kawasan di mana kedudukan mereka kelihatan tidak tergoyahkan. Kelebihan daya saing unsur semikonduktor terbukti meyakinkan: kos rendah, hayat perkhidmatan yang panjang, dan, yang paling penting, kecekapan yang lebih tinggi. Jika untuk lampu ia tidak melebihi 5%, maka sesetengah pengeluar LED mengisytiharkan transformasi menjadi cahaya sekurang-kurangnya 60% daripada tenaga elektrik yang digunakan. Kesahihan kenyataan ini kekal pada hati nurani pemasar, tetapi perkembangan pesat sifat pengguna unsur semikonduktor tidak diragukan lagi.
Kandungan
Apakah LED dan cara ia berfungsi
Diod pemancar cahaya (LED, LED) adalah konvensional diod semikonduktor, dibuat berdasarkan kristal:
- gallium arsenide, indium phosphide atau zinc selenide - untuk pemancar julat optik;
- gallium nitride - untuk peranti bahagian ultraviolet;
- plumbum sulfida - untuk unsur yang dipancarkan dalam julat inframerah.
Pemilihan bahan-bahan ini adalah disebabkan oleh fakta bahawa persimpangan p-n diod yang dibuat daripadanya memancarkan cahaya apabila voltan ke hadapan digunakan. Untuk diod silikon atau germanium biasa, sifat ini sangat lemah dinyatakan - hampir tidak ada cahaya.
Pelepasan LED tidak berkaitan dengan tahap pemanasan unsur semikonduktor, ia disebabkan oleh peralihan elektron dari satu tahap tenaga ke tahap lain semasa penggabungan semula pembawa caj (elektron dan lubang). Cahaya yang dipancarkan akibatnya adalah monokromatik.
Ciri sinaran sedemikian adalah spektrum yang sangat sempit, dan sukar untuk memilih warna yang dikehendaki dengan penapis cahaya. Dan beberapa warna cahaya (putih, biru) dengan prinsip pembuatan ini tidak dapat dicapai. Oleh itu, pada masa ini, teknologi meluas di mana permukaan luar LED ditutup dengan fosfor, dan cahayanya dimulakan oleh sinaran simpang p-n (yang boleh dilihat atau terletak dalam julat UV).
Peranti LED
LED pada asalnya disusun dengan cara yang sama seperti diod konvensional - persimpangan p-n dan dua output. Hanya bekas yang diperbuat daripada sebatian lutsinar atau diperbuat daripada logam dengan tingkap lutsinar untuk memerhatikan cahaya. Tetapi mereka belajar untuk membenamkan elemen tambahan ke dalam cangkerang peranti. Sebagai contoh, perintang - untuk menghidupkan LED ke dalam litar voltan yang diperlukan (12 V, 220 V) tanpa paip luaran. Atau penjana dengan pembahagi untuk mencipta elemen pemancar cahaya berkelip. Juga, kes itu mula ditutup dengan fosfor, yang bersinar apabila persimpangan p-n dinyalakan - ini adalah bagaimana ia mungkin untuk mengembangkan keupayaan LED.
Aliran ke arah peralihan kepada unsur radio tanpa plumbum tidak melangkaui LED. Peranti SMD dengan pantas menangkap pasaran pencahayaan, dengan kelebihan dalam teknologi pengeluaran. Elemen sedemikian tidak mempunyai kesimpulan. Persimpangan P-n dipasang pada asas seramik, diisi dengan sebatian dan disalut dengan fosfor. Voltan digunakan melalui pad sesentuh.
Pada masa ini, peranti pencahayaan mula dilengkapi dengan LED yang dihasilkan menggunakan teknologi COB. Intipatinya ialah beberapa (dari 2-3 hingga ratusan) persimpangan p-n dipasang pada satu plat, disambungkan ke dalam matriks. Dari atas, semuanya diletakkan dalam satu kes (atau modul SMD dibentuk) dan ditutup dengan fosfor. Teknologi ini mempunyai prospek yang hebat, tetapi tidak mungkin ia akan menggantikan sepenuhnya versi SD lain.
Apakah jenis LED yang wujud dan di mana ia digunakan
LED julat optik digunakan sebagai elemen paparan dan sebagai peranti pencahayaan. Setiap pengkhususan mempunyai keperluan sendiri.
LED penunjuk
Tugas LED penunjuk adalah untuk menunjukkan status peranti (bekalan kuasa, penggera, operasi sensor, dll.). Di kawasan ini, LED dengan cahaya simpang p-n digunakan secara meluas. Ia tidak dilarang untuk menggunakan peranti dengan fosfor, tetapi tidak banyak gunanya.Di sini, kecerahan cahaya tidak berada di tempat pertama. Keutamaan adalah kontras dan sudut tontonan yang luas. LED Output (lubang sebenar) digunakan pada panel instrumen, LED output dan SMD digunakan pada papan.
LED pencahayaan
Untuk pencahayaan, sebaliknya, unsur-unsur dengan fosfor digunakan terutamanya. Ini membolehkan anda mendapatkan output cahaya yang mencukupi dan warna yang hampir dengan semula jadi. LED plumbum keluar dari kawasan ini boleh diperah oleh elemen SMD. LED COB digunakan secara meluas.
Dalam kategori yang berasingan, kita boleh membezakan peranti yang direka untuk menghantar isyarat dalam julat optik atau inframerah. Contohnya, untuk alat kawalan jauh untuk perkakas rumah atau untuk peranti keselamatan. Dan unsur-unsur julat UV boleh digunakan untuk sumber ultraviolet padat (pengesan untuk mata wang, bahan biologi, dll.).
Ciri-ciri utama LED
Seperti mana-mana diod, LED mempunyai ciri umum, "diod". Hadkan parameter, lebihan yang membawa kepada kegagalan peranti:
- arus hadapan maksimum yang dibenarkan;
- voltan hadapan maksimum yang dibenarkan;
- voltan terbalik maksimum yang dibenarkan.
Ciri-ciri selebihnya ialah watak "LED" tertentu.
Warna bercahaya
Warna cahaya - parameter ini mencirikan LED julat optik. Dalam lekapan lampu, dalam kebanyakan kes, putih dengan berbeza suhu ringan. Penunjuk boleh mempunyai mana-mana warna yang boleh dilihat.
Panjang gelombang
Parameter ini pada tahap tertentu menduplikasi yang sebelumnya, tetapi dengan dua kaveat:
- peranti dalam julat IR dan UV tidak mempunyai warna yang kelihatan, oleh itu bagi mereka ciri ini adalah satu-satunya yang mencirikan spektrum sinaran;
- parameter ini lebih sesuai untuk LED dengan pelepasan langsung - unsur dengan fosfor yang dipancarkan dalam jalur lebar, jadi panjang gelombangnya tidak boleh dicirikan dengan jelas (berapa panjang gelombang yang boleh dimiliki oleh warna putih?).
Oleh itu, panjang gelombang gelombang yang dipancarkan adalah angka yang cukup bermaklumat.
Penggunaan terkini
Arus yang digunakan ialah arus operasi di mana kecerahan sinaran adalah optimum. Jika ia melebihi sedikit, peranti tidak akan cepat gagal - dan ini adalah perbezaannya daripada maksimum yang dibenarkan. Mengurangkannya juga tidak diingini - keamatan sinaran akan menurun.
Kuasa
Penggunaan kuasa - semuanya mudah di sini. Pada arus terus, ia hanyalah hasil daripada arus yang digunakan dan voltan yang digunakan. Pengilang teknologi pencahayaan memperkenalkan kekeliruan ke dalam konsep ini dengan menunjukkan kuasa setara pada pembungkusan dalam jumlah besar - kuasa lampu pijar, fluks bercahaya yang sama dengan fluks lampu tertentu.
Sudut pepejal yang boleh dilihat
Sudut pepejal ketara paling mudah diwakili sebagai kon yang terpancar dari pusat sumber cahaya. Parameter ini sama dengan sudut pembukaan kon ini. Untuk LED penunjuk, ia menentukan cara penggera akan dilihat dari luar. Untuk elemen pencahayaan, fluks bercahaya bergantung padanya.
Keamatan cahaya maksimum
Keamatan cahaya maksimum dalam ciri teknikal peranti ditunjukkan dalam candela. Tetapi dalam praktiknya ternyata lebih mudah untuk beroperasi dengan konsep fluks bercahaya. Fluks bercahaya (dalam lumen) adalah sama dengan hasil keamatan bercahaya (dalam candela) dan sudut pepejal ketara.Dua LED dengan keamatan cahaya yang sama memberikan pencahayaan yang berbeza pada sudut yang berbeza. Semakin besar sudut, semakin besar fluks bercahaya. Jadi lebih mudah untuk pengiraan sistem pencahayaan.
Kejatuhan voltan
Penurunan voltan hadapan ialah voltan yang jatuh merentasi LED apabila ia dihidupkan. Mengetahuinya, seseorang boleh mengira voltan yang diperlukan, sebagai contoh, untuk membuka rantaian siri unsur pemancar cahaya.
Bagaimana untuk mengetahui voltan yang dinilai untuk LED
Cara paling mudah untuk mengetahui voltan nominal LED adalah dengan merujuk kesusasteraan rujukan. Tetapi jika anda menjumpai peranti yang tidak diketahui asalnya tanpa menandakan, maka anda boleh menyambungkannya ke sumber kuasa boleh laras dan lancar menaikkan voltan daripada sifar. Pada voltan tertentu, LED akan berkelip dengan terang. Ini ialah voltan operasi elemen. Terdapat beberapa perkara yang perlu diingat semasa melakukan pemeriksaan ini:
- peranti yang sedang diuji boleh dengan perintang terbina dalam dan direka untuk voltan yang cukup tinggi (sehingga 220 V) - tidak setiap sumber kuasa mempunyai julat pelarasan sedemikian;
- Sinaran LED mungkin terletak di luar bahagian spektrum yang boleh dilihat (UV atau IR) - maka momen penyalaan tidak dapat ditentukan secara visual (walaupun cahaya peranti IR boleh dilihat dalam beberapa kes melalui kamera telefon pintar);
- adalah perlu untuk menyambungkan elemen ke sumber voltan malar dengan pematuhan ketat polariti, jika tidak, mudah untuk melumpuhkan LED dengan voltan terbalik yang melebihi keupayaan peranti.
Sekiranya tidak ada keyakinan untuk mengetahui pinout elemen, lebih baik menaikkan voltan kepada 3 ... 3.5 V, jika LED tidak menyala, keluarkan voltan, tukar sambungan tiang sumber dan ulangi prosedur.
Bagaimana untuk menentukan kekutuban LED
Terdapat beberapa kaedah untuk menentukan kekutuban petunjuk.
- Untuk elemen tanpa plumbum (termasuk COB), kekutuban voltan bekalan ditunjukkan terus pada kes - dengan simbol atau pasang surut pada cangkerang.
- Oleh kerana LED mempunyai simpang p-n biasa, ia boleh dipanggil dengan multimeter dalam mod ujian diod. Sesetengah penguji mempunyai voltan pengukur yang mencukupi untuk menyalakan LED. Kemudian ketepatan sambungan boleh dikawal secara visual oleh cahaya elemen.
- Sesetengah peranti yang dikeluarkan oleh CCCP dalam bekas logam mempunyai kunci (protrusi) di kawasan katod.
- Untuk elemen keluaran, keluaran katod lebih panjang. Atas dasar ini, adalah mungkin untuk menentukan pinout hanya untuk elemen yang tidak dipateri. Plumbum LED terpakai dipendekkan dan dibengkokkan untuk dipasang dalam apa jua cara.
- Akhirnya, ketahui lokasi anod dan katod mungkin kaedah yang sama seperti untuk menentukan voltan LED. Cahaya akan mungkin hanya apabila elemen dihidupkan dengan betul - katod ke tolak sumber, anod ke tambah.
Perkembangan teknologi tidak berhenti. Sehingga beberapa dekad yang lalu, LED adalah mainan mahal untuk eksperimen makmal. Sekarang sukar untuk membayangkan hidup tanpa dia. Apa yang akan berlaku seterusnya - masa akan memberitahu.
Artikel yang serupa:
