Super Bright LED

Superbright LED on reklaamilöögiks, mille müüjad meelitavad kliente, keda ootab. Tegelikult juhib ta tähelepanu ainult tõhususele.

Heleduse mõiste

Vähesed uuringud LED-i omadustest selles küsimuses, inimese füsioloogia piirangud. Silma tundlikkus roheliste lainete suhtes on suurusjärku suurem kui punane analoogne parameeter. Võimsusvoo tiheduse arvutamiseks ei piisa, ei piisa sellest, et soojusrežiim ei ületaks lubatud tõhusust tänu heale efektiivsusele. Sellest tulenev tulemus on kohustatud inimese nägemuse tunnustele.

Nüüd selgub, et tootjate avaldused super-eredate LEDide kohta on ainult reklaamimäng. See peaks hindama toodet kompleksis, kuid isegi siis mäletama - kallis lugeja -, et ühtne valgus on silmale ohtlik. Te ei tohiks tooteid oma visioonist kontrollida.

On juba valus vaadata tavalist 10-vat LED-valgust, kui kiirgav maatriks särab läbi mattklaasi. Autorid on kindlad, et on lubatud helistada mis tahes esitletud super-eredale LED-ile.

arengu ajalugu Enamik dioode töötavad 20. sajandi alguses avastatud luminestsentsefekti tõttu. Arvatakse, et Henry Joseph Round tegi esimesed LEDid tahtmatult ränikarbiidi rektifitseerivate omaduste hindamisel. Tähelepanuväärne on see, et planeedil Maa mineraal-karborund on peaaegu kunagi leitud, kuigi see on väga tavaline tähekeskkondades.

valgustatud valgustus Sealt saabus meteoriit, mis oli Eugene Achisonile 1891. aastal liiga karm. Ekskavaatori idee on üsna mõistetav - ta otsustas, et ta oli avastanud surnud asteroidist teemante ja tahtnud seda vaikselt müüa. Kuid juveliir märkis, et planeedi kõige kallimale kivile pole iseloomulikke märke. Ja see juhtus aastaid hiljem.

Henry Joseph Round Carborund oli kunstlik.20. sajandi alguses oli mineraal juba juba sünteesitud. Kõvaduses on kivi väiksem kui teemant. Henry avastas raadio, uurides raadioandurit( julgustades teiste juba patenteeritud teadlaste kogemusi).Ta kirjutas kohe ajakirja Electric World toimetuskolleegiumile ja teatas sellest:

1. 10 V AC pinge juures süttivad karborundi proovid kollasest.
2. Kuna potentsiaalne erinevus suureneb kuni 110-voldise vooluvõrguni, näitavad kõik eksperimentaalsed kristallid luminestsentsi.
3. Kuna spektri pinge suureneb, märgitakse lisaks kollasele, rohelisele, oranžile ja sinisele värvile.
4. Individuaalsed materjalid hõõguvad ainult servast, teised näitavad mahulist efekti.
5. Seda nähtust ei seletata termoelektrilisusega.

Glow esineb siis, kui pn-ühendus on kallutatud. Suure rakendatava pinge korral tungivad kristallidesse märkimisväärne arv vähemuslaengu kandjaid. Protsessi selgitab tunneli efekt. Kui "külaliste ekskursioon" hakkab rekombineeruma peamiste laengukandjatega, muutub liigne energia valguseks. See selgitab asjaolu, et madalatel pingetel Henry Joseph ei jälginud vooru.

Kuid mitte kõik pole nii lihtne. Schottky dioodid, mida esindavad karborund ja metallkontaktid, võivad ka hõõguda negatiivse rakendatava pinge abil. Skeem on täpselt sama, kuid märkimisväärse potentsiaalse erinevusega esineb laviini lagunemine. Pooljuhtide aatomid ioniseeritakse kiirendatud laengukandjatega, vastupidine rekombinatsioon viiakse läbi valguse fotoni emissiooniga.

Hoiatus! Kaasaegsed LEDid eralduvad ainult pn-ristmiku otsesel nihkel, kui anoodile rakendatakse positiivset potentsiaali.

Vene Losev kordas vooru tööd 1928. aastal. Kristalldetektori teadlane suutis särada ja leidis, et esimesed proovid hõõguvad ainult unipolaarse ühendusega ja teiste jaoks ei ole alalisvoolu suund oluline. Püüded seda asjaolu mõista ei toonud tulemust. Kuid vooru järeldus kinnitati, et mõju ei ole seotud termoelektrilise soojendusega.

LED-ajastu algust peetakse 60ndate alguseks, kui ilmusid esimesed karborundi filmid. Esimese proovi efektiivsus osutus hämmastavalt väikeseks ja ulatus 0,005% -ni. Põhjus on lihtne - ränikarbiid ei ole kaugeltki parim materjal supervalgete dioodide valmistamiseks. Viimane ei ole tehnoloogia praeguses etapis teostatav.

Mis on parem?

90ndate alguses kadus karborundi riiulitest. Viimased sinised valgusdioodid eralduvad vahemikus 470 nm ja efektiivsusega 0,03%.

Juba 50ndatel aastatel olid AIIBVI rühma pooljuhid hästi uuritud. Loodud pidevalt uusi tehnilisi lahendusi. Esinesid III-V-klassi pooljuhtide valgust kiirgavad dioodid, kasutades näiteid, millest füüsikaõpetajad selgitavad lisandite juhtivust. Sellist tüüpi kunstlikku päritolu materjale looduses ei leidu. Galliumi dopinguga arseeni abil said teadlased uue uurimistöö.Lisandeid süstiti substraadile vedela faasi või gaasifaasi epitaksiga.

1962. aastaks ilmusid laserid juba kirjeldatud materjali põhjal. Nad ennustasid kosmosetööstuses suurt suhtlemist ja mõõtmisteks sobivat tulevikku. Gallium-arseniidil põhinevate LEDide seeriatootmist viis läbi Texas Instruments. Teose hind oli 130 dollarit. Tänapäeval on LED-ide maksumus oluliselt vähenenud ja gallium-arseeni kasutatakse massiivselt juhtpaneelide, sideseadmete ja muude asjade loomiseks.

Fosforüülitud gallium-arseniid

Teadaolevate materjalide efektiivsus osutus super-eredate LEDide loomiseks liiga väikeseks. Nii tulid Holonyak ja Bevac 1962. aastal vajadusele parandada gallium-arseeni fosforüülimist, et parandada selle tulemuslikkust. Uute seadmete tunnuseks oli kiirguse suur sidusus. See tähendas, et kommunikatsiooniseadmed ootasid edasisi parandusi, kiire roll homogeensus mängib suurt rolli.

Enne IBMi inseneride arendamist, välja arvatud salajased NASA projektid.1962. aastal ühines võitlusega kuulus kindral Electric. Kasvavad kristallid gaasifaasi epitaksiga, ettevõtte insenerid on saavutanud märkimisväärse edu. Seadmete tõhusust suurendati kiiresti, kuid kiirguse sidusus vähenes oluliselt. General Electrici hind oli kaks korda kõrgem kui Texas Instruments, partii tuli vähe.

1968. aastal ostis Monsanto õigused ja alustas fosforüülitud galliumseniidil põhinevate LEDide tootmist. Müük kasvas igal aastal vähemalt neli korda, kuid jäi absoluutarvudes absoluutselt mikroskoopiliseks. Lõpuks ilmuvad esimesed LED-digitaalsed näidikud.

Galliumfosfiid

Paralleelselt arendati galliumfosfiidi tootmise tehnoloogiat. Iga tööstusharu võitles oma ainulaadse materjaliga. Galliumfosfiidi võttis Bell Laboratories. See ei olnud ilmselt tahtlik strateegia, ettevõtted kartsid vastastikust imendumist. Kuigi ühtsuse fakt on murettekitav.

Galliumfosfiidi LEDid võimaldasid saada kollase ja punase sära. Bell Labs alustas koostööd teistega 60ndate alguses. Mis paneb mõtlema kavandatud tegevusele. Esimesed väljaanded olid sõltumatud ja ainult kaks teadlast( 1964):

• Grimmeys;
• Scholz.

Galliumfosfiidist pärinevad tina legeeritud LED-i üleminekud on nende nime all. Saadud andmed, et optilised omadused on oluliselt suurenenud lämmastiku lisandite sisseviimisega. Pooljuhtide struktuuri lõõmutamine pärast kasvu lõppu suutis efektiivsust tõsta 2% -ni. Samal ajal otsiti uusi värvilisi omadusi. Nii tekkinud galliumfosfiidil põhinevad dioodid, mis annavad rohelise tooni, oli efektiivsus 0,6%.

!Roheliste valgusdioodide efektiivsus on madalam, kuid silma suurenenud tundlikkuse tõttu rohelisele piirkonnale tundus nad heledamaks kui punane.

LED

efektiivsus Et LED saaks erakordselt heledaks, iseloomustab seda kõrge efektiivsus. Loogika on elementaarne. Mida suurem on vool, seda suurem on kontaktide ohmilise takistuse kadu. Sellest tulenevalt on kõrge efektiivsusega madala efektiivsusega vool praegusel ajal väga suur. Pooljuht ei seisa ja sulab. Esimene laser ei töötanud jahutamisel 77 K.-ni. Lisaks füüsilistele omadustele tagati see korralik jahutamine.

Ideaalne valgusdiood, mille efektiivsus on 100% iga kiirgava elektroni suhtes. Seda nimetatakse kvantsaagiks, mis on ideaalselt võrdne ühega. Tegelikus valgusdioodis hinnatakse efektiivsust optilise kiirguse võimsuse ja süstevoolu suhtega.

Väljastatud fotoonid peaksid minema kosmosesse. Selleks avaneb võimaluse korral pn-ristmiku ala. Tegelikkuses jääb suur osa fotonitest sees. Seetõttu iseloomustab iga konstruktsioon muu hulgas optilist väljundit. Tavaliselt muutub parameeter peamiseks piiravaks teguriks, mis on vaevalt 50%.

LED-i efektiivsust mõistetakse tavaliselt kui eraldatud fotonite arvu ja summeeritud võimsuse suhet. Tavaliselt langeb pn ristmik pinge poole ja poole volti ning seejärel tõuseb vool lineaarselt. Järelikult kaotatakse barjäärikihi, kiirguse ja ohmilise takistuse kuumutamisel võimsus. XXI sajandi alguses peeti 4% LED-i efektiivsust normaalseks( võttes arvesse optilist väljundit).

Selleks, et suurendada väljundit ja lõpuks saada super-särav LED, hakkasid insenerid otsima uusi konstruktiivseid lahendusi.

LEDide tõhususe parandamineSaavutamine on topelt pn-ristmiku loomine. Sellisel juhul ümbritseb kiirguskiht mõlemast küljest erineva juhtivusega pooljuhtide poolt, suurendades vähemuste kandjate valamise ala. Disain näeb välja nagu 5-kihiline võileib:

1. Aktiivne kiirguskiht on keskel.
2. Mõlemal pool on see kaetud pooljuhtidega, mis põhjustab kahe lukustuskihi olemasolu.
3. Kontaktid katavad kogu ala välimise pooljuhtide voolu parandamiseks.

Kvantsaagis sõltub südamiku paksusest. Graafik on mittelineaarne ja näitab silmatorkavat tasast või kaldu. Seega on paksuse väärtus vajalik selleks, et valida selle piiridest, mis on kümned mikronid. Katsed näitavad, et aktiivse piirkonna nõrga dopinguga saavutatakse kvantisaagise suurenemine. Lisandite aatomite arv ei ületa kümmet kuni seitsmeteistkümnenda võimsuse ühikute kuupmeetri kohta.Üldiselt on protsess suhteliselt halvasti mõistetav.

Suurenenud süstimine saavutatakse äärmuslike kihtide dopinguga. Lisandite kontsentratsioon on siin vähemalt suurusjärgus väiksem kui eelmisel juhul või sarnane arv kordi suurem. Kuigi barjäär ja aktiivsed kihid on oma olemuselt erinevad materjalid, on oluline, et nende kristallvõred oleksid struktuuris identsed. Suureneva ebakõla tõttu langeb kvantisaagis järsult.