es un conjunto de equipos para la iluminación de varios tipos, basado en la radiación producida por la corriente eléctrica en dispositivos semiconductores especiales. Además, esta solución técnica en ahorros significativos. La eficiencia de la iluminación LED es mucho mayor que la de las lámparas incandescentes.
LEDs e iluminación
Resultó ser difícil de creer hace medio siglo, pero hoy en día la iluminación LED se considera la más económica de todas. Una ventaja adicional en una amplia gama de tonos, caracterizada por un parámetro especial: la temperatura, se encuentra en el paquete. El ahorro en comparación con las bombillas incandescentes es 10 veces, la iluminación LED se caracteriza sin duda por una mejor reproducción del color que las fuentes de bits halógenas. Los desarrolladores de
prometen una increíble durabilidad de sus propios productos. La vida útil promedio de la iluminación LED es de 30,000 horas y llega a 50,000. Estas son muchas décadas de operación sin problemas. Gracias al controlador incorporado, la bombilla LED no produce picos de tensión, lo que reduce drásticamente la vida útil. También hay dificultades en el uso de interruptores con indicación de luz.
Light from LEDs
A la venta habrá productos de marca con un precio de hasta 2,000 rublos cada uno, los bienes de consumo chinos son diez veces más baratos. Y es imposible decir nada malo de este último. Elegir la iluminación LED depende de la potencia y la ausencia de parpadeo. Revelar un efecto negativo no es difícil con una cámara de baja calidad. Un viejo teléfono o iPad hará.No es una cámara profesional. Concéntrese en un frasco de vidrio y observe con cuidado si hay un parpadeo.
De la historia del desarrollo de la tecnología de semiconductores
Un requisito previo para la creación del primer LED a partir de carburo de silicio fue el artículo de 1907 en la revista Electric World, publicado en Nueva York por McGraw y Hill. El texto decía que Henry Joseph Round estaba experimentando con el cristal de carborundum y descubrió un fenómeno sorprendente que no se había visto anteriormente. A la conexión de los electrodos de la corriente continua se observó la luminiscencia. Solo las muestras seleccionadas mostraron un efecto a un voltaje de 10 V, pero cualquier cristal comenzó a luminiscerse a medida que el valor aumentaba a 110 V.
En la mayoría de los casos, la luminiscencia era amarilla y estaba localizada cerca del polo negativo, las chispas de color azul verdoso intermitentes positivas. Además de esto, las muestras de los cristales mostraron colores verde claro, azul y naranja. La ronda intentó colocar el electrodo negativo en el centro del cristal, luego el único polo( positivo) se convirtió en emitir luz. Por lo tanto, el científico lleva a los lectores al concepto de una transición metal-semiconductor, entonces desconocido en la ciencia( el contacto de rectificación de Schottky).
Alisado Schottky Contacto
El origen del carborundum está enredado en un profundo misterio. Aparentemente, este es el único mineral originalmente obtenido en el laboratorio por Edward Godrich Acheson( 1890).Tres años más tarde, Henri Moissan descubrió algo similar en los fragmentos de un meteorito que alcanzó el Valle del Diablo de Arizona, y decidió que había un diamante delante de él. Se pasaron 11 años largos para comprender la verdadera composición química del hallazgo, mientras que la industria continuó utilizando el carborundum como los abrasivos más fuertes.
Al ser un carburo de silicio por fórmula química, el mineral moissanita muestra una escala de Mohs de 9.5 puntos y es verdaderamente comparable al diamante natural: solo un mineral precioso( y nitruro de boro, pero el compuesto se obtuvo por primera vez exclusivamente en 1957) y es inferior a un extraterrestre. Por razones obvias, se sugirió que el "diamante" golpeara un meteorito durante el desarrollo de las excavadoras, al haberse separado de la herramienta de minería.
Mineral, que se convirtió en un requisito previo para la creación de iluminación LED, recibió el nombre del descubridor en 1904, varios años antes de la muerte de este último. En la naturaleza, la moissanita es extremadamente rara. Entre los lugares probables de residencia, además de los meteoritos, se llaman depósitos de corindón y depósitos de diamantes. Y hasta 1959, incluso estos focos no fueron llamados: Henri Moissan se encontró con algo extremadamente raro. A finales de los años 50 del siglo XX, se encontró al mismo tiempo moissanita natural en dos puntos del mundo: minas de diamante Yakut
- .Formación
- del Green River Wyoming.
sugieren que el carborundo se considera un visitante frecuente de las rocas que se ciernen alrededor de las estrellas ricas en carbono de la galaxia. Es sorprendente, pero el descubrimiento de los LEDs fue olvidado durante mucho tiempo. La información surgió ya durante la Guerra Fría, cuando los primeros láseres semiconductores se demostraron simultáneamente en varios lugares. Acerca de la iluminación LED entonces no pensé.LED
basados en carburo de silicio Electroluminiscencia
descubierta recientemente, a principios del siglo XX.La gran ventaja del nuevo fenómeno es el hecho de que el resplandor es notable a temperaturas ambiente. Como saben, una bombilla incandescente común fue recibida con un aplauso de los visitantes del teatro por su seguridad comparativa con respecto a las bocinas de gas. La iluminación LED de todos los carteles superó a los predecesores en un orden de magnitud: incluso después de horas de trabajo, la bombilla de vidrio permanece ligeramente caliente.
La producción industrial de carburo de silicio comenzó en 1891.Desarrollado por Acheson, procedió a altas temperaturas en un crisol de carbón, donde se crearon las condiciones para la transformación del vidrio ordinario en un mineral superduro utilizando una corriente eléctrica. La reacción va en dos etapas. El carbono reduce la sílice tetravalente a dos valentes, luego ocurre una reacción similar. El monóxido de carbono liberado requirió una oxidación intensiva para desactivarlo.
El carborundum muestra una dureza extrema en primer lugar, debido a la similitud de la red cristalina con el diamante. El bajo costo de la síntesis condujo a una gran popularidad como abrasivo de un nuevo compuesto químico. Henry Joseph Round experimentó con detectores para los primeros receptores de ondas electromagnéticas y descubrió un nuevo fenómeno. Los rectificadores semiconductores fueron llamados para reemplazar un costoso diodo de vacío, ya que la iluminación LED desplaza gradualmente las bombillas incandescentes.
Condiciones de dos etapas para la transformación de
El fenómeno detectado por la Ronda se habría observado en algunos diodos Schottky, si aplicáramos un voltaje mucho más alto que el operativo. En este caso, se produce la multiplicación por avalancha de portadores de carga minoritarios( orificios) en el metal. Se inyectan en un semiconductor, donde se recombinan con electrones, y la diferencia en los niveles de energía solo cae dentro del rango visible de radiación. El fenómeno también se puede observar con un fuerte desplazamiento inverso de la transición. Incluso hay estudios especiales en este sentido.
El Losev ruso generalmente no aparece en la literatura científica, pero el mérito del autor para crear iluminación LED es indiscutible. El experimentador descubrió que algunos diodos se iluminan cuando se encienden hacia adelante, otros, en todos los casos. Derivó una fórmula para la dependencia de la frecuencia de radiación en la magnitud de la caída de voltaje en la unión, patentó el primer relé óptico del mundo. El trabajo continuó desde 1924 hasta el comienzo de la Segunda Guerra Mundial.
En 1939, Zoltan Bay y Georgy Zhigeti patentaron un LED basado en carburo de silicio con la opción de reemplazar el carburo de boro que emitía los colores: blanco, amarillo pálido y verde pálido, dependiendo de las impurezas introducidas en los materiales. En el camino, notamos los desarrollos de Kurt Lekhovits, carburo de silicio dopado con arsénico para obtener n-conductividad y boro - para p-conductividad. Según el texto de la patente, se dice acerca de la posibilidad de introducir en el material de los LED una serie de otras impurezas: plomo, estaño, cobre, zinc, europio, samario, bismuto, talio, manganeso, plata y cerio. El trabajo de
Losev estaba activamente interesado en Lebner, un empleado de la embajada de los EE. UU., Quien patentó el LED verde en 1958.Una década más tarde, aprendieron a hacer estructuras de carburo de silicio de película delgada, lo que hizo posible crear iluminación LED, donde se utiliza la forma correcta como elemento de trabajo.
Iluminación LED
Desarrollo de LED e iluminación
Resultó ser más difícil obtener azul. Ya a mediados del siglo XX, quedó claro que los dispositivos tenían un gran futuro: para usarlos( no para la iluminación) en la televisión, era necesario permitir uno de los esquemas de color. Por ejemplo, el famoso RGB.Se requería un LED azul. La eficiencia a principios de los años 60 de un dispositivo de este tipo fue de solo el 0,005%.El carburo de silicio no fue la mejor solución para tales problemas, las muestras más brillantes trabajaron a una onda de 470 nm con una eficiencia del 0.03%.Para la iluminación LED, esto claramente no es adecuado.
La atención de los investigadores atrajo la publicación del científico francés Destrio, quien sugirió el uso de sulfuro de zinc como material principal de los LED.Como resultado, los semiconductores de la clase AIII BV, donde GaAs, que se encuentra en todas partes hoy en día, ha ganado popularidad. La era del nuevo compuesto comenzó en 1954, cuando aprendieron a fundir planchas delgadas del fundido, y la epitaxy permitió formar uniones pn en la superficie, que se usa hoy en día en la iluminación LED.
En 1962, hubo informes de la creación de los primeros láseres semiconductores en el rango infrarrojo, con una onda de 870 a 890 nm. Los dispositivos fueron llamados claramente para reemplazar el rubí, sin apuntar a la creación de iluminación LED.Los nuevos dispositivos funcionaron en modo continuo a temperaturas de 77 K. Luego, la temperatura aumentó a 300 K( temperatura ambiente).Se prestó mucha atención al aspecto tecnológico de la producción de LED, que se convirtió en la base del éxito en la tarea de crear iluminación LED.En los años 60, se desarrolló un método horizontal para el crecimiento de cristales de arseniuro de galio según el método Bridgeman.
La radiación de los LED de arseniuro de galio con impurezas de silicio superó el rango de absorción del sustrato de arseniuro de galio puro. Como resultado, toda la potencia del flujo fue a destino sin debilitarse. Y el arseniuro de galio se comportaba como un cristal transparente. La producción de quanta aumentó 5 veces en comparación con los materiales obtenidos por los métodos de difusión de zinc. Los empleados de IBM Rupprecht y Woodall trabajaron bajo tierra, en su tiempo libre. Todos estaban comprometidos en su propio material. En consecuencia, GaAsP y AlGaAs. La primera aleación fue considerada sin esperanza. La dificultad se manifestó en la tecnología. Era difícil cultivar la forma correcta de cristales estables. El aluminio, entre otras cosas, añadió activamente oxígeno del aire, los centros de oxidación extinguieron los fenómenos de luminiscencia.
Woodall cuando era un estudiante graduado especializado en metalurgia y escuchó algo acerca de las transiciones de fase de los metales. Y decidí experimentar con la concentración de aluminio en la masa fundida. Como resultado del cumplimiento de ciertas condiciones, fue posible obtener una película con un espesor de 100 micrones, lo que hizo posible crear LED con un espectro en la región de un tono rojo oscuro. Un aumento adicional en la concentración de aluminio desplazó el área de transparencia de la sustancia, fue posible crear sobre la base del mismo material una unión pn de trabajo y un sustrato para ella.
Un circuito de trabajo de un instrumento basado en GaAsP con una fuente de alimentación en una batería convencional fue inmediatamente ensamblado y demostrado a la gerencia de IBM.Algunas personas han reconocido el invento como muy prometedor. La primera aplicación se encontró en el área de visualización en las placas base. Al mismo tiempo, Texas Instruments ha establecido una producción en serie de dispositivos de infrarrojos con un precio increíble de $ 130 por pieza.
