LED-valgustid

LED-valgustid on mitmesuguste valgustusseadmete komplekt, mis põhineb elektrivoolu tekitatud kiirgusel spetsiaalsetes pooljuhtseadmetes. Lisaks sellele on see tehniline lahendus märkimisväärne kokkuhoid. LED-valgustuse efektiivsus on palju suurem kui hõõglampid.

valgusdioodid ja valgustid

Oli raske uskuda pool sajandit tagasi, kuid tänapäeval peetakse LED-valgustust kõige ökonoomsemaks. Pakendis on täiendav pluss mitmesugustes toonides, mida iseloomustab eriline parameeter - temperatuur. Säästud võrreldes hõõglampidega on 10 korda, LED-valgustus on kahtlemata iseloomulik paremale värvilisele reprodutseerimisele kui halogeenibittiallikad.

arendajad lubavad oma toodete uskumatut vastupidavust. LED-valgustuse keskmine eluiga on 30 000 tundi ja jõuab 50 000-ni, mis on palju aastakümneid kestnud probleemivaba töö.Tänu sisseehitatud draiverile ei ole LED-lambipirmus kohutav pinge suurenemine, mis vähendab oluliselt tööiga. Samuti on raskusi valgusindikaatoritega lülitite kasutamisel.

Müügil on kaubamärgiga tooteid, mille hind on kuni 2000 rubla, Hiina tarbekaubad on kümme korda odavamad. Ja viimase kohta pole midagi halba öelda. Valige LED-valgustus sõltub võimsusest ja välklambi puudumisest. Negatiivse efekti avaldamine ei ole halva kvaliteediga kaameraga raske. Teeb vana telefon või iPad. Mitte professionaalne kaamera. Keskenduge klaasikolbi ja vaadake hoolikalt, kas on värelus.

Pooljuhttehnoloogia arengu ajaloost

Esimese ränikarbiidi LED-i loomise eeltingimus oli 1907 artikkel ajakirjas Electric World, mis ilmus New Yorgis McGraw ja Hill. Tekstis öeldi, et Henry Joseph Round eksperimenteeris karborundi kristalliga ja avastas hämmastava, varem nähtamatu nähtuse. Otsevoolu elektroodide ühendamisel täheldati luminestsentsi. Ainult valitud proovid näitasid mõju 10 V pinge juures, kuid mis tahes kristall hakkas luminestseeruma, kui väärtus tõusis 110 V-ni. Lisaks näitasid kristallide proovid helerohelist, sinist ja oranži värvi. Ring proovis asetada negatiivse elektroodi kristallide keskele, siis sai ainus post( positiivne) valgust kiirgama. Seega toob teadlane lugejad metal-pooljuhtide ülemineku kontseptsiooni, mis siis teaduses ei ole teada( Schottky rektifikatsioonikontakt).

Karborundi päritolu on sügavasse müsteeriumi. See on ilmselt ainus mineraal, mille algselt sai laboris Edward Godrich Acheson( 1890).Kolm aastat hiljem avastas Henri Moissan midagi meteoriidi fragmentidest, mis ületasid kuradi Arizona oru ja otsustasid, et tema ees oli teemant. Pika 11 aastat kulutati leidmise tegeliku keemilise koostise mõistmiseks, samas kui tööstus kasutas karborundi jätkuvalt kõige tugevamate abrasiividena.

Olles keemilise valemiga ränikarbiid, näitab mineraal-moissaniit Mohsi skaalat 9,5 punkti ja on tõesti võrreldav loodusliku teemandiga: ainult väärtuslik mineraal( ja boornitriid, kuid ühend saadi kõigepealt eranditult 1957. aastal) ja see on kosmosest võõrastest madalam. Ilmsetel põhjustel tehti ettepanek, et "teemant" tabas ekskavaatorite arendamisel meteoriiti, mis on kaevandamisvahendist eemal.

Mineral, mis sai LED-valgustuse loomise eeltingimuseks, sai nime avastaja nime järgi 1904. aastal, mitu aastat enne viimaste surma. Looduses on moissanite väga haruldane. Kõige tõenäolisemate elukohtade hulgas nimetatakse lisaks meteoriididele korundikihi ja teemantide hoiuseid. Kuni 1959. aastani ei kutsutud isegi neid fookuseid: Henri Moissan sattus midagi väga haruldast.20. sajandi lõpus leiti looduslik moissaniit korraga kahes maailma punktis:

1. Yakut teemantikaevandused.
2. Rohelise jõe Wyomingi moodustamine.

Spektraalanalüüsi andmed näitavad, et karborundi peetakse sagedaseks külastajateks kivimitele, mis liiguvad galaktika süsinikurikkate tähtede ümber. See on üllatav, kuid LEDide avastamine jäi pikka aega unustama. Teave ilmnes juba külma sõja ajal, kui esimesed pooljuhtlaserid näidati samaaegselt mitmes kohas. LED-valgustuse kohta ei mõelnud.

LEDid, mis põhinevad ränikarbiidil

Elektroluminestsents avastati hiljuti XX sajandi alguses. Uue nähtuse suureks eeliseks on asjaolu, et hõõgus on toatemperatuuril märgatav. Tavalised hõõglambid, nagu te teate, tervitasid meelelahutust teatrikülastajatelt gaasisarvide võrdleva ohutuse eest. LED-valgustid kõikidel märkidel ületasid eelkäijaid suurusjärgus: isegi pärast töötundi jääb klaasipirn veidi soojaks.

Ränikarbiidi tööstuslik tootmine algas 1891.Achesoni poolt välja töötatud söe tiiglis töötasid kõrged temperatuurid, kus tingimused tavalise klaasi ümberkujundamiseks ülitundlikuks mineraaliks loodi elektrivoolu abil. Reaktsioon toimub kahes etapis. Süsinik vähendab tetravalentset ränidioksiidi kaheks valentiks, seejärel toimub sarnane reaktsioon. Vabanenud süsinikmonooksiid vajaks deaktiveerimiseks intensiivset oksüdatsiooni.

Carborundum näitab esmakordselt äärmist kõvadust, kuna kristallvõre on sarnane teemantiga. Sünteesi madal hind tõi kaasa uue keemilise ühendi abrasiivse suure populaarsuse. Henry Joseph Round eksperimenteeris esimeste elektromagnetlainete vastuvõtjate detektoritega ja avastas uue nähtuse. Pooljuhtide alaldid kutsuti välja asendama kallis vaakumdiood, kuna LED-valgustid liiguvad järk-järgult hõõglambid välja.

teisendamise kaheastmelised tingimused Ümbrise poolt avastatud nähtus oleks mõnes Schottky dioodis täheldatud, kui rakendame pinge, mis on palju kõrgem kui operatsioonisüsteem. Sellisel juhul tekib metallist vähemuslaengu kandjate( aukude) laviini paljunemine. Neid süstitakse pooljuhtidesse, kus need ühendatakse elektronidega ja energia taseme erinevus langeb lihtsalt nähtava kiirgusvahemiku piiresse. Seda nähtust võib täheldada ka ülemineku tugeva vastupidise ümberpaigutamisega. Selles punktis on isegi eriuuringuid.

Vene Losev tavaliselt ei ilmne teaduskirjanduses, kuid autori kasulikkus LED-valgustuse loomisel on vaieldamatu. Eksperimenteerija leidis, et mõned dioodid põlema, kui need on ettepoole suunatud, teised - kõikidel juhtudel. Ta sai valemi kiirguse sageduse sõltuvuse kohta pinge languse suurusest ristmikul, patenteeris maailma esimese optilise relee. Töö jätkus alates 1924. aastast kuni Teise maailmasõja alguseni.

1939. aastal patenteerisid Zoltan Bay ja Georgy Zhigeti ränikarbiidil põhinevat LED-i, mis asendas värvitud boorkarbiidi: valge, kahvatukollane ja heleroheline, sõltuvalt materjalidesse viidud lisanditest. Mööda teed, täheldame Kurt Lekhovits, dopeeritud ränikarbiidi arseeni arengut, et saada n-juhtivus ja boor - p-juhtivuse jaoks. Patendi teksti kohaselt räägitakse võimalusest viia LED-i materjalidesse mitmeid muid lisandeid: plii, tina, vask, tsink, europium, samarium, vismut, tallium, mangaan, hõbe ja tserium.

Losevi tööd huvitas aktiivselt USA saatkonna töötaja Lebner, kes patenteeris rohelise LED-i 1958. aastal. Kümme aastat hiljem õppisid nad, kuidas valmistada õhukese kile ränikarbiidi struktuure, mis võimaldasid luua LED-valgustust, kus tööelemendina kasutatakse õiget kuju.

LED-ide ja valgustuse arendamine

Selgus, et sinist on raske saada. Juba 20. sajandi keskel selgus, et seadmetel on suur tulevik, televisioonis kasutamiseks( mitte valgustamiseks) oli vaja lubada ühte värvilahendust. Näiteks kuulus RGB.Vajalik oli sinine LED.Sellise seadme 60-ndate aastate alguses oli efektiivsus vaid 0,005%.Ränikarbiid ei olnud selliste probleemide jaoks parim lahendus, kõige heledamad proovid töötasid lainepikkusel 470 nm, efektiivsusega 0,03%.LED-valgustuse puhul ei ole see ilmselgelt sobiv.

Teadlaste tähelepanu tõi kaasa prantsuse teadlase Destrio avaldamise, kes soovitas kasutada tsinksulfiidi kui LED-i peamist materjali. Selle tulemusena on AIII BV klassi pooljuhtid, kus tänapäeval leidub GaAs, populaarsust omandanud. Uue ühendi ajastu algas 1954. aastal, kui nad õppisid sulama sulatist õhukesed plaadid ja epitaxy võimaldas pinnal moodustada pn ristmikke, mida kasutatakse tänapäeval LED-valgustuses.

1962. aastal teatati esimese pooljuhtlaseri loomisest infrapunaliideses lainepikkusega 870 kuni 890 nm. Seadmeid kutsuti selgelt rubiini asendamiseks, ilma et see oleks suunatud LED-valgustuse loomisele. Uued seadmed töötavad pidevas režiimis temperatuuril 77 K. Seejärel tõusis temperatuur 300 K-ni( toatemperatuur).Palju tähelepanu pöörati LED-tootmise tehnoloogilisele aspektile, mis sai LED-valgustuse loomise edukuse aluseks.60ndatel aastatel töötati välja horisontaalne meetod gallium arseeni kristallide kasvatamiseks Bridgemani meetodil.

Galliumarseniidist koosnevate LEDide kiirgus räni lisanditega ületas puhta gallium arseeniidi substraadi neeldumist. Selle tulemusena läks kogu voolu jõud sihtkohta ilma nõrgenemiseta. Ja galliumarseeniid käitus nagu selge klaas. Kvantide toodang suurenes 5 korda võrreldes tsink-difusioonimeetoditega saadud materjalidega. IBMi töötajad Rupprecht ja Woodall töötasid maa all vabal ajal. Igaüks osales oma materjalis. Seega, GaAsP ja AlGaAs. Esimest sulami loeti lootusetuks. Raskus ilmnes tehnoloogias. Stabiilse kristallide õige vormi oli raske kasvatada. Alumiinium lisab muuhulgas aktiivselt hapnikku õhust, oksüdatsioonikeskused kustutasid luminestsentsi nähtused.

Woodall, kui ta oli metallurgia erialal lõpetanud üliõpilane ja kuulis midagi metalli faaside üleminekust. Ja ma otsustasin katsetada alumiiniumisisaldust sulas. Teatud tingimuste täitmise tulemusena oli võimalik saada 100 mikroni paksusega kile, mis võimaldas luua tumeda punase tooniga piirkonnas spektriga LEDid. Alumiiniumi kontsentratsiooni edasine suurenemine nihutas aine läbipaistvuse ala, oli võimalik luua sama materjali põhjal töötav pn-ühendus ja selle substraat.

GaAsP-põhise instrumendi ja tavalise aku toiteallikaga töötav ahel koguti kohe IBMi juhtkonnale. Mõned inimesed on leiutist tunnistanud väga paljulubavaks. Esimene rakendus leiti emaplaatide kuvamisalal. Samal ajal on Texas Instruments loonud infrapuna seadmete seeriatootmise, mille hind on hämmastav hinnaga 130 dollarit.