ЛЕД диоде брзо замењују сијалице са жарном нити из готово свих области где су њихови положаји изгледали непоколебљиви. Конкурентске предности полупроводничких елемената показале су се убедљивим: ниска цена, дуг радни век и, што је најважније, већа ефикасност. Ако за лампе није прелазио 5%, онда неки произвођачи ЛЕД диода декларишу трансформацију у светлост најмање 60% потрошене електричне енергије. Истинитост ових изјава остаје на савести маркетиншких стручњака, али брзи развој потрошачких својстава полупроводничких елемената је ван сумње.
Садржај
Шта је ЛЕД и како функционише
Светлећа диода (ЛЕД, ЛЕД) је конвенционална полупроводничка диода, направљен на бази кристала:
- галијум арсенид, индијум фосфид или цинк селенид - за емитере оптичког опсега;
- галијум нитрид - за уређаје ултраљубичасте секције;
- олово сулфид - за елементе који емитују у инфрацрвеном опсегу.
Избор ових материјала је због чињенице да п-н спој диода направљених од њих емитује светлост када се примени предњи напон. За обичне силицијумске или германијумске диоде, ово својство је веома слабо изражено - практично нема сјаја.
Емисија ЛЕД-а није повезана са степеном загревања полупроводничког елемента, већ је узрокована преласком електрона са једног енергетског нивоа на други током рекомбинације носилаца наелектрисања (електрона и рупа). Светлост која се емитује као резултат је монохроматска.
Карактеристика таквог зрачења је веома узак спектар, а светлосним филтерима је тешко одабрати жељену боју. А неке боје сјаја (бела, плава) са овим принципом производње су недостижне. Због тога је тренутно широко распрострањена технологија у којој је спољна површина ЛЕД диоде прекривена фосфором, а њен сјај се покреће зрачењем п-н споја (које може бити видљиво или лежати у УВ опсегу).
ЛЕД уређај
ЛЕД диода је првобитно била уређена на исти начин као и конвенционална диода - п-н спој и два излаза. Само кућиште од провидне масе или од метала са провидним прозорчићем за посматрање сјаја. Али научили су да уграде додатне елементе у шкољку уређаја. На пример, отпорници - за укључивање ЛЕД-а у коло потребног напона (12 В, 220 В) без спољног цевовода. Или генератор са разделником за стварање трепћућих елемената који емитују светлост. Такође, кућиште је почело да се прекрива фосфором, који светли када се п-н спој запали - тако је било могуће проширити могућности ЛЕД-а.
Тренд преласка на радио елементе без електрода није заобишао ЛЕД диоде. СМД уређаји брзо освајају тржиште расвете, са предностима у технологији производње. Такви елементи немају закључке. П-н спој је постављен на керамичку подлогу, испуњен једињењем и обложен фосфором. Напон се примењује преко контактних плочица.
Тренутно су расветни уређаји почели да се опремају ЛЕД диодама произведеним по ЦОБ технологији. Његова суштина је да се на једној плочи монтира неколико (од 2-3 до стотине) п-н спојева, повезаних у матрицу. Одозго се све ставља у једно кућиште (или се формира СМД модул) и прекрива фосфором. Ова технологија има велике изгледе, али је мало вероватно да ће у потпуности заменити друге верзије СД-а.
Које врсте ЛЕД диода постоје и где се користе
ЛЕД диоде оптичког опсега се користе као елементи за приказ и као светлосни уређаји. Свака специјализација има своје захтеве.
Индикаторске ЛЕД диоде
Задатак ЛЕД индикатора је да прикаже статус уређаја (напајање, аларм, рад сензора итд.). У овој области се широко користе ЛЕД диоде са сјајем п-н споја. Није забрањено користити уређаје са фосфором, али нема много смисла.Овде осветљеност сјаја није на првом месту. Приоритет је контраст и широк угао гледања. Излазне ЛЕД диоде (труе холе) се користе на инструмент табли, излазне ЛЕД диоде и СМД се користе на плочама.
Осветљење ЛЕД диода
За осветљење, напротив, углавном се користе елементи са фосфором. Ово вам омогућава да добијете довољан излаз светлости и боје које су блиске природним. Излазне ЛЕД диоде из ове области су практично истиснуте СМД елементима. ЦОБ ЛЕД диоде се широко користе.
У посебну категорију можемо издвојити уређаје дизајниране за пренос сигнала у оптичком или инфрацрвеном опсегу. На пример, за даљинске управљаче за кућне апарате или за сигурносне уређаје. А елементи УВ опсега могу се користити за компактне ултраљубичасте изворе (детектори за валуте, биолошке материјале итд.).
Главне карактеристике ЛЕД диода
Као и свака диода, ЛЕД има опште, "диодне" карактеристике. Гранични параметри, чији вишак доводи до квара уређаја:
- максимална дозвољена струја напред;
- максимални дозвољени напон напред;
- максимално дозвољени обрнути напон.
Преостале карактеристике су специфичног "ЛЕД" карактера.
Боја сјаја
Боја сјаја - овај параметар карактерише ЛЕД диоде оптичког опсега. У расветним тијелима, у већини случајева, бела са различитим светлосна температура. Индикатори могу имати било коју од видљивих боја.
Таласна дужина
Овај параметар у одређеној мери дуплира претходни, али уз два упозорења:
- уређаји у ИР и УВ опсегу немају видљиву боју, па је за њих ова карактеристика једина која карактерише спектар зрачења;
- овај параметар је применљивији за ЛЕД диоде са директном емисијом - елементи са фосфором емитују у широком опсегу, па се њихова таласна дужина не може једнозначно окарактерисати (коју таласну дужину може имати бела боја?).
Стога је таласна дужина емитованог таласа прилично информативна цифра.
Потрошња струје
Потрошена струја је радна струја при којој је осветљеност зрачења оптимална. Ако је мало прекорачен, уређај неће брзо пропасти - и то је његова разлика од максимално дозвољеног. Смањење је такође непожељно - интензитет зрачења ће пасти.
Снага
Потрошња енергије - овде је све једноставно. Код једносмерне струје, то је једноставно производ потрошене струје и примењеног напона. Произвођачи технологије осветљења уносе забуну у овај концепт тако што на амбалажи у великим бројевима указују на еквивалентну снагу – снагу сијалице са жарном нити, чији је светлосни ток једнак флуксу дате лампе.
Видљиви чврсти угао
Привидни чврсти угао најлакше је представити као конус који излази из центра извора светлости. Овај параметар је једнак углу отварања овог конуса. За ЛЕД индикаторе, он одређује како ће се аларм видети споља. За елементе осветљења, светлосни ток зависи од тога.
Максимални интензитет светлости
Максимални интензитет светлости у техничким карактеристикама уређаја је назначен у канделама. Али у пракси се показало да је згодније радити са концептом светлосног тока. Светлосни ток (у луменима) једнак је производу интензитета светлости (у канделама) и привидног чврстог угла.Две ЛЕД диоде са истим интензитетом светлости дају различито осветљење под различитим угловима. Што је већи угао, то је већи светлосни ток. Дакле, погодније је за прорачун система осветљења.
Пад напона
Пад напона напред је напон који пада на ЛЕД диоди када је укључен. Знајући то, може се израчунати напон потребан, на пример, да се отвори серијски ланац елемената који емитују светлост.
Како сазнати за који напон је ЛЕД диода оцењен
Најлакши начин да сазнате номинални напон ЛЕД-а је да консултујете референтну литературу. Али ако наиђете на уређај непознатог порекла без обележавања, онда га можете повезати са подесивим извором напајања и глатко подићи напон од нуле. При одређеном напону ЛЕД ће јако трептати. Ово је радни напон елемента. Постоји неколико ствари које треба имати на уму када обављате ову проверу:
- уређај који се тестира може бити са уграђеним отпорником и дизајниран је за довољно висок напон (до 220 В) - нема сваки извор напајања такав опсег подешавања;
- ЛЕД зрачење може лежати изван видљивог дела спектра (УВ или ИР) - тада се тренутак паљења не може визуелно одредити (иако се сјај ИЦ уређаја у неким случајевима може видети кроз камеру паметног телефона);
- потребно је повезати елемент са извором константног напона уз строго поштовање поларитета, иначе је лако онемогућити ЛЕД са обрнутим напоном који превазилази могућности уређаја.
Ако нема поверења у познавање пиноута елемента, боље је подићи напон на 3 ... 3,5 В, ако ЛЕД не засветли, уклоните напон, промените везу изворних полова и поновите процедура.
Како одредити поларитет ЛЕД-а
Постоји неколико метода за одређивање поларитета проводника.
- За елементе без олова (укључујући ЦОБ), поларитет напона напајања је назначен директно на кућишту - симболима или плимама на шкољки.
- Пошто ЛЕД има редован п-н спој, може се позвати мултиметром у режиму тестирања диоде. Неки тестери имају мерни напон довољан да упали ЛЕД. Тада се исправност везе може визуелно контролисати сјајем елемента.
- Неки уређаји које производи ЦЦЦП у металном кућишту имали су кључ (избочење) у подручју катоде.
- За излазне елементе излаз катоде је дужи. На основу тога могуће је одредити пиноут само за нелемљене елементе. Коришћени ЛЕД проводници су скраћени и савијени за монтажу на било који начин.
- Коначно, сазнајте локацију анода и катода можда исти метод као и за одређивање напона ЛЕД-а. Сјај ће бити могућ само када је елемент правилно укључен - катода на минус извора, анода на плус.
Развој технологије не стоји мирно. До пре неколико деценија, ЛЕД је била скупа играчка за лабораторијске експерименте. Сада је тешко замислити живот без њега. Шта ће бити следеће - време ће показати.
Слични чланци:
