Σε σύγκριση με τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως, ο σχεδιασμός μιας λάμπας LED είναι τεχνικά πιο περίπλοκος. Εάν για την πρώτη χρησιμοποιείται μια διαφανής γυάλινη θήκη, τότε στην περίπτωση της δεύτερης δεν θα είναι δυνατό να διακρίνεται τίποτα μέσα. Για να μάθετε από τι αποτελείται μια τέτοια πηγή φωτός, είναι απαραίτητο να την αποσυναρμολογήσετε σε μέρη.
Ο γενικός σχεδιασμός των λαμπτήρων LED, ανεξάρτητα από τον κατασκευαστή, είναι σχεδόν πανομοιότυπος (με μικρές διαφορές). Η γκάμα των τυποποιημένων προϊόντων με υποδοχή E14 ή E27 χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες - επώνυμα, χαμηλής ποιότητας κινέζικα και fiament.
Κινεζικοί λαμπτήρες χαμηλής ποιότητας
Όταν αποσυναρμολογείτε μια επώνυμη λάμπα, μπορείτε να βρείτε όλα τα δομικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Αλλά αν κοιτάξετε κάτω από το σώμα ενός φθηνού κινεζικού προϊόντος, το πρώτο πράγμα που δεν θα βρείτε είναι η ψύκτρα και ο οδηγός.
Ο οδηγός συνήθως αντικαθίσταται από τροφοδοτικό με μη πολικό πυκνωτή που δεν μπορεί να σταθεροποιήσει το ρεύμα εξόδου. Τοποθετήστε ένα τέτοιο μπλοκ στο κέντρο της πλακέτας με διόδους. Αν το κοιτάξετε από ψηλά, μπορείτε να δείτε μια γέφυρα διόδου με αντιστάσεις και δύο πυκνωτές από κάτω. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε σημαντικά το κόστος και την ποιότητα του προϊόντος.
Για την ψύξη της συσκευής, γίνονται μικρές τρύπες στο περίβλημα. Η απόδοση είναι χαμηλή, οι κρύσταλλοι καίγονται πολύ γρήγορα. Η πλακέτα τοποθετείται σε πλαστική θήκη και ασφαλίζεται με μάνδαλα. Για τη σύνδεση στη βάση, χρησιμοποιούνται δύο συγκολλημένα καλώδια.
Λαμπτήρες πυράκτωσης
Η πηγή φωτός του νήματος εξωτερικά μοιάζει με λαμπτήρα πυρακτώσεως, αλλά δομικά παραμένει προϊόν LED. Σε αυτή την περίπτωση, δεν υπάρχει ανάγκη αφαίρεσης θερμότητας, αλλά η χρήση συσκευών στην οικιακή σφαίρα συνδέεται αποκλειστικά με αισθητικούς λόγους.
Το κύριο στοιχείο μιας συσκευής νήματος είναι ένα νήμα LED.Ανάλογα με τον αριθμό τέτοιων νημάτων παράγονται προϊόντα διαφορετικής χωρητικότητας. Ένα νήμα είναι μια λεπτή γυάλινη ράβδος με διόδους SMD στην επιφάνειά του. Το πάνω μέρος είναι επικαλυμμένο με φώσφορο που δίνει μια κίτρινη απόχρωση. Για την απομάκρυνση της θερμότητας, χρησιμοποιείται μια γυάλινη φιάλη, το εσωτερικό της οποίας είναι γεμάτο με αέριο.
Λόγω της έλλειψης χώρου για τον οδηγό στο εσωτερικό, οι κατασκευαστές τοποθετούν μια μονάδα ισχύος χαμηλής ποιότητας. Αυτό αυξάνει τους παλμούς, ο οποίος επηρεάζει αρνητικά τα οπτικά όργανα. Για να απαλλαγείτε από το τρεμόπαιγμα, προστίθεται ένας πλαστικός δακτύλιος με οδηγό υψηλής ποιότητας μεταξύ της βάσης και του λαμπτήρα.
Αρχή λειτουργίας λαμπτήρων LED
Η αρχή λειτουργίας αυτών των συσκευών βασίζεται σε πολύπλοκες φυσικές διαδικασίες. Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα, δύο ουσίες κατασκευασμένες από διαφορετικούς τύπους υλικών έρχονται σε επαφή. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό μιας φωτεινής ροής.
Το παράδοξο του συστήματος οφείλεται στο γεγονός ότι κανένα από τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των δύο ουσιών δεν είναι αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος. Πρόκειται για ημιαγωγούς που μπορούν να περάσουν ρεύμα μόνο προς μία κατεύθυνση. Επομένως, κατά τη σύνδεση των LED, είναι σημαντικό να τηρείτε την πολικότητα. Το ένα υλικό είναι προικισμένο με αρνητικά ηλεκτρόνια και το άλλο με θετικά ιόντα.
Άλλες διεργασίες ενεργοποιούνται επίσης στους ημιαγωγούς. Τη στιγμή της αλλαγής κατάστασης, απελευθερώνεται θερμική ενέργεια. Χρησιμοποιώντας μια πειραματική μέθοδο, οι εφευρέτες βρήκαν τον επιθυμητό συνδυασμό ουσιών, στον οποίο εκτός από ενέργεια εμφανίζεται και η φωτεινή ακτινοβολία.
Όλες οι συσκευές που περνούν ρεύμα προς μία κατεύθυνση ονομάζονται δίοδοι. Τα LED είναι δίοδοι ικανές να εκπέμπουν φως.
Οι πρώτες δίοδοι LED εξέπεμψαν φως σε στενό φάσμα - κόκκινο, κίτρινο ή πράσινο. Ταυτόχρονα, η ένταση λάμψης ήταν ελάχιστη. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, τα LED χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά ως δείκτες. Σήμερα, το εύρος ακτινοβολίας έχει επεκταθεί σημαντικά και καλύπτει σχεδόν ολόκληρο το φάσμα.Από την άλλη πλευρά, ορισμένα μήκη κύματος είναι πάντα μεγαλύτερα, επομένως αυτές οι συσκευές χωρίζονται σε πηγές ψυχρού και θερμού φωτός (ανάλογα με τη θερμική θερμοκρασία).
Μέθοδοι συναρμολόγησης
Με βάση τη μέθοδο συναρμολόγησης, τα προϊόντα χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες.
ΒΟΥΤΙΑ
Το DIP σημαίνει Dual In-line Package. Ο σχεδιασμός των οργάνων είναι ενδιαφέρον, αλλά σημαντικά ξεπερασμένος. Διατίθενται τα ακόλουθα μεγέθη LED:
- 1,0 cm.
Τα προϊόντα ημιαγωγών διαφέρουν επίσης ως προς το χρώμα, το υλικό κατασκευής και το σχήμα του τσιπ. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων της διάταξης DIP, επισημαίνουμε τη χαμηλή θέρμανση και την υψηλή φωτεινότητα. Υπάρχουν μονόχρωμες και πολύχρωμες (τεχνολογία RGB). Αναγνωρίζεται από το χαρακτηριστικό κυλινδρικό σχήμα και τον ενσωματωμένο κυρτό φακό.
"Piranha"
Αυτή η ομάδα συσκευών φωτισμού χαρακτηρίζεται από υψηλή φωτεινή ροή. Είναι κατασκευασμένα σε ορθογώνιο σχήμα, έχουν τέσσερις καρφίτσες PIN και διατίθενται σε κόκκινο, μπλε, λευκό ή πράσινο.
Σε σύγκριση με την τεχνολογία DIP, τα προϊόντα «κάθονται» πιο άκαμπτα και σταθερά στον πίνακα. Το υπόστρωμα μολύβδου αυξάνει τη θερμική αγωγιμότητα, αλλά ταυτόχρονα μειώνει τη συνολική ασφάλεια κατά τη λειτουργία. Η ευρεία χρήση οφείλεται στο ευρύ φάσμα των θερμοκρασιών λειτουργίας.
Τεχνολογία SMD
Το SMD σημαίνει Surface Mounting Device (που μεταφράζεται από τα αγγλικά ως "μια συσκευή στερεωμένη σε μια επιφάνεια"). Αυτά τα LED χαρακτηρίζονται από ισχύ στην περιοχή 0,01–0,2 W. Το κύριο χαρακτηριστικό σχετίζεται με την παρουσία αρκετών κρυστάλλων (1–3) τοποθετημένων σε κεραμικό υπόστρωμα.
Το σώμα είναι επικαλυμμένο με φώσφορο. Η τυπική συγκόλληση χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της κύριας πλακέτας και των μαξιλαριών.
Μεταξύ των μειονεκτημάτων, επισημαίνουμε τη χαμηλή συντηρησιμότητα: εάν τουλάχιστον μία δίοδος αποτύχει, θα πρέπει να αντικαταστήσετε ολόκληρη την πλακέτα.
Τεχνολογία COB
Η τελευταία και πιο αξιόπιστη τεχνολογία LED ονομάζεται Chip On Board (COB). Οι ημιαγωγοί τοποθετούνται σε μια σανίδα χωρίς περίβλημα ή οποιοδήποτε υπόστρωμα, μετά την οποία επικαλύπτονται με φώσφορο.
Το κύριο πλεονέκτημα συνδέεται με μια μικρή φωτεινή περιοχή σε υψηλή ισχύ. Η ομοιόμορφη λάμψη του προϊόντος είναι εγγυημένη από την υψηλή πυκνότητα των LED και την παρουσία ενός φωσφόρου. Τέτοια LED χρησιμοποιούνται πιο συχνά αυτές τις μέρες.
Συσκευή πηγών φωτός LED
Η πηγή LED αποτελείται από τα ακόλουθα δομικά στοιχεία:
- LED δίοδοι;
- οδηγοί?
- πλαίσιο;
- σώμα καλοριφέρ;
- βάση
LED
Πριν από αρκετά χρόνια, ο σχεδιασμός της λάμπας LED ήταν ελαφρώς διαφορετικός λόγω της έλλειψης μιας ευρείας σειράς διόδων LED. Τα πιο συνηθισμένα ήταν τα τσιπ 3–5 mm. Αργότερα εμφανίστηκαν προϊόντα 10 mm.
Σήμερα υπάρχουν πολλά περισσότερα LED. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι τα SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W και 5W.
Ο αριθμός των LED ποικίλλει και καθορίζεται από τον κατασκευαστή.Κατά την εγκατάσταση πολλών διόδων, γίνονται ειδικοί υπολογισμοί για τον προσδιορισμό της βέλτιστης κατανάλωσης ρεύματος. Η συγκόλληση εφαρμόζεται σε πλάκες από τεστολίτη ή αλουμίνιο. Τα LED συναρμολογούνται σε ομάδες συνδεδεμένες σε σειρά. Και πάλι, ο αριθμός των ομάδων είναι απεριόριστος.
Η σύνδεση σειράς παρέχει σταθερό ρεύμα, αλλά υπάρχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - εάν τουλάχιστον μία δίοδος LED αποτύχει, ολόκληρο το προϊόν σταματά να λειτουργεί. Από την άλλη πλευρά, η δίοδος μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί με μια νέα.
Οι σανίδες στις οποίες συγκολλούνται οι πηγές φωτός ταξινομούνται ανά σχήμα και μπορεί να είναι στρογγυλές, ορθογώνιες, οβάλ, πολυγωνικές κ.λπ.
Οδηγοί
Τα προγράμματα οδήγησης έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την εισερχόμενη τάση σε τιμή κατάλληλη για την τροφοδοσία της συσκευής. Επιπλέον, η παροχή ρεύματος για κάθε ομάδα LED μπορεί να είναι διαφορετική. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα κυκλώματα μετασχηματιστών με προγράμματα οδήγησης.
Τα δομικά στοιχεία μπορούν να είναι δύο τύπων - ανοιχτά και κλειστά (σε περίβλημα). Τοποθετούνται στο περίβλημα των λαμπτήρων και των φωτιστικών.
Οι φτηνοί οδηγοί χρησιμοποιούνται σε συνηθισμένους φακούς, στους οποίους τα LED τροφοδοτούνται από μπαταρίες. Σε αυτή την περίπτωση, δεν υπάρχει ανάγκη για περιοριστική αντίσταση ρεύματος. Εξαιτίας αυτού, οι δίοδοι μπορούν να λάβουν αυξημένο ρεύμα, γεγονός που οδηγεί σε γρήγορη αστοχία τους.
Οι Κινέζοι κατασκευαστές συχνά προσπαθούν να εξοικονομήσουν χρήματα σε συσκευές εγκαθιστώντας συμβατικούς περιοριστές ρεύματος με κύκλωμα που βασίζεται σε πυκνωτή αντί για προγράμματα οδήγησης. Αποφύγετε την αγορά τέτοιων προϊόντων, καθώς εκτός του ότι είναι εξαιρετικά αντιοικονομικά, έχουν αρνητικό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία (υψηλού παλμούς).
Βάση
Δεδομένου ότι τα προϊόντα LED τοποθετούνται ως τα καλύτερα ανάλογα των λαμπτήρων πυρακτώσεως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι κατασκευάζονται με τυπικές υποδοχές - E27 και E14. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται συχνά σε φωτιστικά νύχτας και τοίχου.
Τα πρότυπα είναι διαφορετικά στο εξωτερικό, επομένως μπορείτε συχνά να βρείτε λαμπτήρες LED E26 εκεί.
Πλαίσιο
Σε αντίθεση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, οι λαμπτήρες LED δεν χρειάζεται να σφραγιστούν πλήρως και δεν υπάρχει περιβάλλον αερίου μέσα. Μία από τις ποικιλίες λαμπτήρων LED είναι μια πηγή νήματος, η οποία αντιγράφει το σχέδιο ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως και απαιτεί περιβάλλον αερίου.
Καταναλώνοντας την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, τα προϊόντα λάμπουν πολύ πιο φωτεινά από τα ανάλογα τους. Ένας συμβατικός λαμπτήρας LED έχει κλειστό λαμπτήρα από γυαλί ή πλαστικό. Η ματ επίστρωση μειώνει τη μετάδοση του φωτός, αλλά αυτό είναι ένα μικρό κόστος παραγωγής.
ΘΕΡΜΑΝΤΙΚΑ ΣΩΜΑΤΑ
Αυτά τα ηλεκτρικά προϊόντα είναι ευαίσθητα σε υψηλές θερμοκρασίες και υπερθέρμανση. Για το λόγο αυτό, μια συσκευή απαγωγής θερμότητας είναι απαραίτητη για την αύξηση της διάρκειας ζωής. Οι σανίδες αλουμινίου μειώνουν εν μέρει τον αντίκτυπο της υπερθέρμανσης, αλλά αυτό δεν είναι αρκετό. Οι ακριβοί και υψηλής ποιότητας λαμπτήρες χρησιμοποιούν απαραίτητα καλοριφέρ, το μέγεθος των οποίων εξαρτάται από τον αριθμό των LED στη συσκευή.
Η παρουσία ενός καλοριφέρ αυξάνει το κόστος και τις διαστάσεις του προϊόντος, αλλά αποτελεί προϋπόθεση για τη δημιουργία μιας υψηλής ποιότητας και ανθεκτικής συσκευής.
Διάταξη εξαρτημάτων
Ανάλογα με τον κατασκευαστή, η συσκευή και ο σχεδιασμός της λάμπας διαφέρουν.Από την άλλη πλευρά, η γενική αρχή της διάταξης παραμένει η ίδια. Η συναρμολόγηση ξεκινά με τη βάση, όπου τοποθετούνται διαδοχικά ο οδηγός, το ψυγείο, η πλακέτα με διόδους LED και ο λαμπτήρας.
Για σύγκριση, ας δούμε τη συσκευή ενός προϊόντος από δύο κατασκευαστές.
Λάμπα LED BBK
Η βάση είναι κατασκευασμένη από πλαστικό. Ένα πρόγραμμα οδήγησης υψηλής ποιότητας είναι εγκατεστημένο στο εσωτερικό. Το σώμα είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο, το οποίο λειτουργεί ως καλοριφέρ. Εκεί προσαρμόζεται μια πλακέτα με διόδους και ένας φακός. Η παρουσία αυτού του φακού μειώνει την απόδοση φωτός της συσκευής.
Λάμπα Gauss
Και πάλι η βάση είναι πλαστική, υπάρχει οδηγός και θήκη αλουμινίου με τοποθετημένη πλακέτα διόδου. Ο σχεδιασμός εγγυάται την ανθεκτικότητα του προϊόντος.
Πώς να ελέγξετε μια λάμπα LED κατά την αγορά
Σηκώστε τη λυχνία LED και επιθεωρήστε την εξωτερικά για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ελαττώματα. Αυτό μπορεί να γίνει μόνο εάν χρησιμοποιείται διαφανής φιάλη. Πρώτα, ελέγξτε το ψυγείο (διατίθεται σε χυτό ή στοιβαγμένο τύπο). Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του προϊόντος, τόσο μεγαλύτερο θα πρέπει να είναι το ψυγείο.Μια εξαιρετική επιλογή θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ψύκτες από αλουμίνιο ή κεραμικά.
Στην ιδανική περίπτωση, το ηλεκτρικό στοιχείο θα πρέπει να είναι επικαλυμμένο με θερμοπλαστικό. Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν κενά ή μηχανικά ελαττώματα στη βάση. Επίσης, σε οποιοδήποτε κατάστημα είναι δυνατή η σύνδεση της λάμπας σε ηλεκτρικό δίκτυο για έλεγχο της λειτουργικότητάς της. Μόλις το κάνετε αυτό, ρίξτε μια ματιά στο φως που εκπέμπεται. Χρησιμοποιήστε την κάμερα του smartphone σας για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει τρεμόπαιγμα ή κυματισμός. Μην αγοράζετε ποτέ μια λάμπα που τρεμοπαίζει όταν τη χρησιμοποιείτε.
Οι πληροφορίες που λαμβάνονται σχετικά με τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας μιας λάμπας LED μπορεί να μην είναι αρκετές για την επιλογή μιας συσκευής φωτισμού υψηλής ποιότητας που χαρακτηρίζεται από ασφάλεια, αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη και άλλα κριτήρια, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών και του κατασκευαστή, όπως περιγράφονται λεπτομερώς.
Στους λαμπτήρες πυρακτώσεως, το φως προέρχεται από ένα λευκό-καυτό νήμα βολφραμίου, ουσιαστικά από τη θερμότητα. Όπως τα αναμμένα κάρβουνα σε έναν κλίβανο που θερμαίνεται από τη θερμική δράση ενός ηλεκτρικού ρεύματος, όταν τα ηλεκτρόνια ταλαντώνονται γρήγορα και συγκρούονται με τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος ενός αγώγιμου μετάλλου, ενώ εκπέμπουν ορατό φως, το οποίο, ωστόσο, αντιπροσωπεύει μόνο λιγότερο από 15% της συνολικής καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας που τροφοδοτεί τη λάμπα .
Οι λυχνίες LED, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, δεν εκπέμπουν φως καθόλου λόγω θερμότητας, αλλά λόγω της ιδιαιτερότητας του σχεδιασμού τους, ο οποίος έχει θεμελιώδη στόχο να διασφαλίσει ότι η τρέχουσα ενέργεια χρησιμοποιείται ειδικά για την εκπομπή φωτός και συγκεκριμένου μήκους κύματος. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του LED ως πηγής φωτός ξεπερνά το 50%.
Το ρεύμα περνάει εδώ, και κατά τη μετάβαση υπάρχει ένας ανασυνδυασμός ηλεκτρονίων και οπών με την εκπομπή φωτονίων (κβάντα) ορατού φωτός με μια ορισμένη συχνότητα και επομένως με ένα ορισμένο χρώμα.
Οποιοδήποτε LED έχει βασικά σχεδιαστεί ως εξής. Πρώτον, όπως σημειώθηκε παραπάνω, υπάρχει εδώ μια διασταύρωση ηλεκτρονίου-οπής, που αποτελείται από ημιαγωγούς τύπου p (οι κύριοι φορείς ρεύματος είναι οπές) και τύπου n (οι κύριοι φορείς ρεύματος είναι ηλεκτρόνια) σε επαφή μεταξύ τους.
Όταν ένα ρεύμα διέρχεται προς τα εμπρός μέσω αυτής της διασταύρωσης, τότε στο σημείο επαφής ημιαγωγών δύο αντίθετων τύπων, συμβαίνει μια μετάβαση φορτίου (φορείς φορτίου μεταπηδούν μεταξύ των επιπέδων ενέργειας) από μια περιοχή με έναν τύπο αγωγιμότητας σε μια περιοχή με άλλο είδος αγωγιμότητας.
Στην περίπτωση αυτή, τα ηλεκτρόνια με το αρνητικό τους φορτίο συνδυάζονται με ιόντα θετικά φορτισμένων οπών. Αυτή τη στιγμή γεννιούνται φωτόνια φωτός, η συχνότητα των οποίων είναι ανάλογη με τη διαφορά στα ενεργειακά επίπεδα των ατόμων (το ύψος του φραγμού δυναμικού) μεταξύ των ουσιών και στις δύο πλευρές της μετάβασης.
Δομικά, τα LED έρχονται σε διάφορες μορφές. Η απλούστερη μορφή είναι ένα σώμα πέντε χιλιοστών - ένας φακός. Τέτοιες λυχνίες LED μπορούν συχνά να βρεθούν ως ενδεικτικές λυχνίες σε διάφορες οικιακές συσκευές.Το επάνω μέρος του περιβλήματος LED έχει σχήμα φακού. Ένας παραβολικός ανακλαστήρας (ανακλαστήρας) είναι εγκατεστημένος στο κάτω μέρος μέσα στο περίβλημα.
Ο ανακλαστήρας περιέχει έναν κρύσταλλο που εκπέμπει φως όπου το ρεύμα διέρχεται από τη διασταύρωση p-n. Από την κάθοδο - στην άνοδο, από τον ανακλαστήρα - προς το λεπτό σύρμα, τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από τον κύβο - τον κρύσταλλο.
Αυτός ο ημιαγωγός κρύσταλλος είναι το κύριο στοιχείο του LED. Εδώ έχει διαστάσεις 0,3 επί 0,3 επί 0,25 χλστ. Ο κρύσταλλος συνδέεται με την άνοδο με ένα βραχυκυκλωτήρα κατασκευασμένο από λεπτό σύρμα. Το πολυμερές σώμα είναι επίσης ένας διαφανής φακός που εστιάζει το φως σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, με αποτέλεσμα μια περιορισμένη γωνία απόκλισης της δέσμης φωτός.
Σήμερα, τα LED είναι διαθέσιμα σε όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου, από υπεριώδες και λευκό έως κόκκινο και υπέρυθρο. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα χρώματα LED κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε και λευκό. Και το χρώμα της λάμψης εδώ δεν καθορίζεται από το χρώμα του σώματος!
Το χρώμα εξαρτάται από το μήκος κύματος των φωτονίων που εκπέμπονται στη διασταύρωση pn. Για παράδειγμα, το κόκκινο χρώμα ενός κόκκινου LED έχει χαρακτηριστικό μήκος κύματος από 610 έως 760 nm. Το μήκος κύματος, με τη σειρά του, εξαρτάται από το υλικό που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου LED. Έτσι, για να ληφθούν χρώματα από κόκκινο σε κίτρινο, χρησιμοποιούνται προσμίξεις αλουμινίου, ινδίου, γαλλίου και φωσφόρου.
Για να αποκτήσετε χρώματα από πράσινο έως μπλε - άζωτο, γάλλιο, ίνδιο. Για να ληφθεί λευκό χρώμα, ένας ειδικός φώσφορος προστίθεται στον κρύσταλλο, ο οποίος μετατρέπει το μπλε χρώμα σε λευκό χρησιμοποιώντας.
Οι πρώτες δίοδοι εκπομπής φωτός (LED, LED, LED) αναπτύχθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του εξήντα για να αντικαταστήσουν τους μικροσκοπικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως. Αυτά είχαν πολύ αχνή λάμψη και χρησιμοποιήθηκαν ως ενδείξεις ενεργοποίησης σε διάφορες συσκευές.
Στις αρχές της δεκαετίας του ενενήντα, δημιουργήθηκαν μπλε LED, ακολουθούμενα από πράσινα, κίτρινα και λευκά. Σήμερα, το LED είναι ένα από τα πιο ευρέως απαιτούμενα στοιχεία φωτισμού. Πρόκειται για μια ελαφριά συσκευή σε πλαστική χυτή θήκη (διαφορετικών χρωμάτων) με δύο καλώδια με συγκολλημένο κρύσταλλο.
Το σώμα εκτελεί δύο λειτουργίες - είναι ένας φακός και μια προστατευτική επίστρωση. Το LED τροφοδοτείται από ρεύμα, για το οποίο είναι ενσωματωμένος ένας μετατροπέας τάσης στη βάση. Η φωτεινότητα της λάμψης είναι ανάλογη με την τάση.
Συσκευή στοιχείων
Το LED αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:
- βάση;
- φακός;
- κάθοδος (-);
- άνοδος (+);
- κρύσταλλο (τσιπ ημιαγωγών).
- ανακλαστήρας (διαχύτης).
Η κάθοδος και η άνοδος στερεώνονται στη βάση και ολόκληρη η συσκευή είναι ερμητικά σφραγισμένη με φακό (βολβό) από πάνω.Ένας κρύσταλλος συνδέεται με την κάθοδο. Οι επαφές περιέχουν αγωγούς που συνδέονται με τον κρύσταλλο μέσω μιας σύνδεσης p-n (ένα καλώδιο σύνδεσης που συνδέει δύο αγωγούς με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας).
Μια ψύκτρα είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της σταθερής λειτουργίας του LED. Στις ενδεικτικές λυχνίες LED, η θερμότητα δεν συσσωρεύεται λόγω χαμηλής ισχύος. Για φωτισμό - η βάση συγκολλάται απευθείας στην επιφάνεια για να εξασφαλιστεί η απαγωγή θερμότητας.
LED από μέσα
Η αρχή της λειτουργίας των διόδων για ανδρείκελα
Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένα LED, πρέπει να ξέρετε τι είναι μια διασταύρωση pn. Αυτή είναι η περιοχή όπου οι ημιαγωγοί τύπου p και n έρχονται σε επαφή, με αποτέλεσμα ο ένας τύπος αγωγιμότητας να αλλάζει στον άλλο. Ο τύπος Ν περιέχει ηλεκτρόνια αγωγιμότητας ως φορείς φορτίου. Ένας ημιαγωγός τύπου p φέρει θετικό φορτίο (τρύπα).
Η άνοδος (τύπου p) είναι το θετικό ηλεκτρόδιο, η κάθοδος (τύπου n) είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο. Η εξωτερική επιφάνεια της καθόδου και της ανόδου περιέχει μεταλλικά επιθέματα επαφής με συγκολλημένα καλώδια. Όταν εφαρμόζεται ένα θετικό φορτίο ηλεκτρισμού στην άνοδο και ένα αρνητικό φορτίο στην κάθοδο, το ρεύμα αρχίζει να ρέει στη διασταύρωση p-n μεταξύ του κρυστάλλου και της καθόδου.
Εάν η συμπερίληψη είναι άμεση, τότε τα ηλεκτρόνια από την περιοχή n και οι οπές από την περιοχή p θα ορμήσουν το ένα προς το άλλο.Στη διαδικασία ντόπινγκ (ανταλλαγή ηλεκτρονίων) στο όριο της μετάπτωσης οπής-ηλεκτρονίου, θα συμβεί η ανταλλαγή τους. Εάν εφαρμοστεί αρνητική τάση από την πλευρά του υλικού τύπου n, τότε εμφανίζεται πόλωση προς τα εμπρός. Κατά τον ανασυνδυασμό (ανταλλαγή), απελευθερώνεται ενέργεια με τη μορφή φωτονίων.
Για να μετατραπεί ένα ρεύμα φωτονίων σε ορατό φως, το υλικό επιλέγεται έτσι ώστε το μήκος κύματος των φωτονίων να βρίσκεται εντός της ορατής περιοχής του χρωματικού φάσματος με μήκος κύματος από 700 έως 400 nm.
Αρχή λειτουργίας LED
Είδη
Τα LED που διατίθενται αυτή τη στιγμή είναι των ακόλουθων τύπων::
- ένδειξη - με χαμηλή ισχύ, για φωτισμό σε συσκευές.
- φωτισμός - με υψηλή ισχύ, το επίπεδο φωτισμού αντιστοιχεί σε συμβατικές πηγές φωτός (φθορισμού και βολφραμίου).
Ανάλογα με τον τύπο σύνδεσης, οι δείκτες χωρίζονται σε:
- τριπλά AIGaAs (αλουμίνιο – γάλλιο – αρσενικό)– πορτοκαλί και κίτρινο φως σε περιοχές του ορατού χρωματικού φάσματος.
- τριμερές GaAsP (γάλλιο – αρσενικό – φώσφορος)– κιτρινοπράσινο και κόκκινο φως στο ορατό φάσμα.
- διπλό GaP (γάλλιο – φώσφορος)– πορτοκαλί και πράσινο φως στο ορατό φάσμα.
Τα στοιχεία LED διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο περιβλήματος:
- ΒΟΥΤΙΑ– εξοπλισμένο με ενσωματωμένο οπτικό σύστημα που αποτελείται από φακό, κρύσταλλο και ζεύγος επαφών. Ένα ξεπερασμένο μοντέλο της χαμηλότερης ισχύος, που χρησιμοποιείται για το φωτισμό παιχνιδιών και οθονών φωτός.
- Superflux ή "piranha"– παρόμοιο με το DIP, εξοπλισμένο με τέσσερις επαφές, εφαρμόζει καλύτερα και θερμαίνεται λιγότερο λόγω . Χρησιμοποιείται για φωτισμό σε αυτοκίνητα.
- SMD– ο πιο κοινός τύπος για πολλές πηγές φωτός. Είναι ένα τσιπ (κρύσταλλο) τοποθετημένο απευθείας στην επιφάνεια της σανίδας.
- ΚΑΛΑΜΠΟΚΙ– προηγμένα SMD LED. Εξοπλισμένο με πολλούς κρυστάλλους (τσιπ) εγκατεστημένους σε μία πλακέτα. Τοποθετείται σε κεραμικές και αλουμινένιες βάσεις.
Φωτογραφία λαμπτήρα με νέους τύπους SMD LED
Τα πιο προηγμένα μοντέλα COB εξακολουθούν να μην μπορούν πάντα να αντικαταστήσουν τα LED SMD.
Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά
Τάση
Η τάση που απαιτείται για τη λειτουργία ενός LED δεν είναι η τάση τροφοδοσίας, αλλά η ποσότητα της πτώσης τάσης στο LED. Οι διακυμάνσεις στην τάση τροφοδοσίας προκαλούν την καύση του LED.Η τάση εξαρτάται άμεσα από το χρώμα.
Για σωστή λειτουργία, όταν συνδέετε ένα LED, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε σωστά το ρεύμα και όχι την τάση.
Τρέχουσα δύναμη
Το LED λειτουργεί με σταθερό ή παλμικό ρεύμα. Αυξάνοντας ή μειώνοντας την ένταση μπορείτε να διαφοροποιήσετε τη φωτεινότητα της λάμψης. Το ρεύμα λειτουργίας των ενδεικτικών LED είναι 20 – 40 mA. Η τρέχουσα ισχύς των στοιχείων φωτισμού είναι από 20 mA. Τα SOW (για 4 μάρκες), για παράδειγμα, βαθμολογούνται στα 80 mA. Τα LED ενός watt καταναλώνουν περίπου 300-400 mA.
Χαρακτηριστικό μήκος κύματος και χρώμα
Το χρώμα που εκπέμπεται από μια δίοδο εξαρτάται από το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπεται. Μετριέται σε νανόμετρα (0,000000001 μέτρα). Η μονοχρωματική (μονής συχνότητας) ακτινοβολία σχετίζεται με το μήκος κύματος που ταξιδεύει μέσα. Τα όρια μήκους κύματος σχετίζονται με τα βασικά χρώματα με συγκεκριμένο τρόπο.
Το χρώμα της ακτινοβολίας LED αλλάζει όταν προστίθενται δραστικές ουσίες στο υλικό ημιαγωγών.Για την παραγωγή κόκκινων LED, το αλουμίνιο ινδίου γαλλίου (AllnGaP) χρησιμοποιείται ως ημιαγωγοί· για τα μπλε και πράσινα χρώματα φάσματος, χρησιμοποιείται νιτρίδιο γαλλίου ινδίου (InGaN). Για να ληφθεί, για παράδειγμα, λευκό φως, ένας μπλε κρύσταλλος LED επικαλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα φωσφόρου, το οποίο εκπέμπει κίτρινο και κόκκινο φως υπό την επίδραση του μπλε φάσματος.
Το αποτέλεσμα της ανάμειξης των χρωμάτων είναι το λευκό φως. Τα λευκά LED ορίζονται από τη θερμοκρασία χρώματος, μετρούμενη σε K.
Οι λαμπτήρες με διόδους μπορούν να είναι διαφορετικών χρωμάτων
Πλακέτα LED
Η πλακέτα έχει σχεδιαστεί για τοποθέτηση LED σε οποιαδήποτε απαιτούμενη ποσότητα και θέση.Η μορφή του πίνακα είναι:
- ορθογώνιος;
- κυβερνήτης;
- γύρος;
- τετράγωνο;
- σε σχήμα αστεριού
- αυθαίρετος.
Η πλακέτα LED είναι κατασκευασμένη από διηλεκτρικό υλικό. Η κύρια λειτουργία του είναι η απομάκρυνση θερμότητας.
Τύποι σανίδων:
- μέταλλο (μονής όψης, διπλής όψης και πολλαπλών στρώσεων).
- μονωμένα μεταλλικά υποστρώματα (μονόπλευρα, διπλής όψης και πολυστρωματικά, άκαμπτα - εύκαμπτα).
Οι σανίδες από αλουμίνιο δεν χρειάζονται ανεμιστήρες για εξαναγκασμένη ψύξη. Όλα τα δομικά στοιχεία αποκτούν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής λόγω της απουσίας υπερθέρμανσης.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το ιστορικό και τις αρχές λειτουργίας των στοιχείων LED, παρακολουθήστε το βίντεο:
Τα LED είναι μια από τις νεότερες πηγές φωτισμού, έχουν μεγάλη γκάμα εφαρμογών και μεγάλες προοπτικές. Χάρη στη συσχέτιση όλων των παραμέτρων, ο φωτισμός LED μπορεί να γίνει ο κορυφαίος τύπος μεταξύ μιας ποικιλίας συσκευών φωτισμού και διαφόρων πηγών φωτός.
Οι λαμπτήρες LED έχουν εδραιωθεί εδώ και πολύ καιρό στα σπίτια μας. Τα βλέπουμε συνεχώς στα ράφια των καταστημάτων και των αγορών μας. Πρόσφατα μάθαμε σωστά, ανάλογα με τον κατασκευαστή και. Αλλά για μια πλήρη εικόνα, πρέπει να κατανοήσετε τον σχεδιασμό των λαμπτήρων LED και τις αρχές λειτουργίας. Διατίθεται σε διάφορες μορφές και σε διαφορετικές τάσεις. Ωστόσο, ο σχεδιασμός τόσο των λαμπτήρων 12 V όσο και των λαμπτήρων LED 220 V δεν διαφέρει ουσιαστικά. Συχνά ακούτε την ερώτηση από απλούς ανθρώπους: "Γιατί το χρειάζομαι αυτό;" Τώρα στη χώρα υπάρχει μια τεράστια ποικιλία από λαμπτήρες LED για κάθε γούστο, κατασκευαστή και τιμή. Δεν είναι γεγονός ότι αγοράζοντας μια πηγή φωτισμού στερεάς κατάστασης θα έχετε ποιότητα. Είναι καλό αν το προϊόν διαρκεί περισσότερο από το αναμενόμενο, αλλά τι γίνεται αν λήξει η εγγύηση και η λάμπα καεί και σταματήσει να λάμπει; Τι να κάνω? Πηγαίνετε ξανά στην αγορά για να επιλέξετε ένα ήδη ακριβό φωτιστικό; Είναι απίθανο... Πρέπει να επισκευαστεί. Και είναι απαραίτητο να γνωρίζετε τη συσκευή, τα κυκλώματα τροφοδοσίας των λαμπτήρων LED 220 V, 12 V για να τα επισκευάζετε εύκολα.
Κύρια εξαρτήματα των λαμπτήρων LED
LED, LED?
- Προγράμματα οδήγησης LED.
- βάση?
- πλαίσιο
- σώμα καλοριφέρ
LED εγκατεστημένα σε σύγχρονους λαμπτήρες LED
Προηγουμένως, στην αυγή του φωτισμού στερεάς κατάστασης, ο σχεδιασμός των λαμπτήρων LED δεν διέφερε πολύ, λόγω της σπάνιας διαθεσιμότητας των LED. Τα πιο συνηθισμένα LED ήταν τσιπ 3-5mm. Με την πάροδο του χρόνου, οι λαμπτήρες με LED 10 mm είχαν μεγάλη ζήτηση. Στις μέρες μας, πολύ φωτεινά LED διαφόρων τύπων τοποθετούνται σε λαμπτήρες LED. Τα πιο συνηθισμένα: SMD3528, SMD5730, SMD2835, 3W, 1W, 5W εξαιρετικά φωτεινά LED. Δεν θα αναφερθούμε σε λεπτομέρειες σχετικά με το γιατί ακριβώς αυτά τα LED είναι δημοφιλή, καθώς και για τη δομή των τσιπ LED - θα μάθετε για αυτό διαβάζοντας τα άλλα υλικά μας.
Ο αριθμός των LED σε μια λάμπα μπορεί να περιοριστεί μόνο από τη φαντασία του κατασκευαστή. Φυσικά, συγκολλούνται για κάποιο λόγο, αλλά χρησιμοποιείται μια σειρά υπολογισμών που λαμβάνουν υπόψη τη βέλτιστη κατανάλωση ρεύματος. Οι λυχνίες LED συγκολλούνται σε σανίδες (τεστολίτης ή αλουμίνιο) και συνδέονται σε ομάδες συνδεδεμένες σε σειρά. Μπορεί να υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων ομάδων. Όταν οι ομάδες συνδέονται σε σειρά, ένα σταθερό ρεύμα θα ρέει μέσω αυτών. Αυτή η σύνδεση έχει ένα μειονέκτημα: μόλις αποτύχει ένα LED, ολόκληρη η δομή σταματά να λειτουργεί. Αλλά ένα LED που έχει σταματήσει να λειτουργεί δεν αποτελεί εμπόδιο για όσους είναι εξοικειωμένοι με ένα συγκολλητικό σίδερο και μπορούν να επισκευάσουν μια λάμπα LED.
Οι σανίδες για λαμπτήρες LED έχουν διάφορα σχήματα. Από ορθογώνιο σε στρογγυλό και επίσης περιορίζεται μόνο από τις επιθυμίες του κατασκευαστή.
Πλακέτες LED
Προγράμματα οδήγησης για λαμπτήρες LED
Οι λαμπτήρες LED τροφοδοτούνται με σταθερή τάση σε κάθε ομάδα LED χρησιμοποιώντας μια ειδική συσκευή - προγράμματα οδήγησης LED. μετατρέψτε την τάση εισόδου στη βέλτιστη παροχή ρεύματος για κάθε ομάδα LED.
Να σας υπενθυμίσουμε για άλλη μια φορά ότι η σύνδεση ομάδων (σανίδων) λαμπτήρων LED πραγματοποιείται σε σειρά. Η σταθεροποιημένη τάση σε ένα παράλληλο κύκλωμα είναι πολύ σπάνια, γιατί Αυτό είναι τεχνικά δύσκολο να παραχθεί. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα κυκλώματα οδήγησης μετασχηματιστή. Ας δούμε μερικά από αυτά:
Μπορείτε να δείτε άλλα διαγράμματα σύνδεσης λαμπτήρων LED
Για τους συμβατικούς λαμπτήρες LED, ο λαμπτήρας καλύπτεται είτε με πολυανθρακικό πλαστικό είτε με γυαλί. Η διαπερατότητα του φωτός πέφτει ελαφρά, ειδικά εάν ο λαμπτήρας είναι ματ, αλλά αυτό είναι ήδη ένα κόστος παραγωγής.
Τα LED φοβούνται πολύ την υπερθέρμανση. Επομένως, για τη μακροχρόνια εξυπηρέτησή τους, είναι απαραίτητη η καλή απαγωγή θερμότητας. Εκτός από το γεγονός ότι οι σανίδες είναι κατασκευασμένες σε πλάκα αλουμινίου, αυτό δεν αρκεί. Και σε ακριβά αντίγραφα, η εγκατάσταση λαμπτήρων LED απαιτεί την εγκατάσταση ενός επιπλέον καλοριφέρ. Ανάλογα με τα LED που χρησιμοποιούνται, τα θερμαντικά σώματα χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά μεγέθη, αλλά όχι λιγότερο από 10 τ.εκ. ανά LED. Η επίτευξη ελάχιστων διαστάσεων λαμπτήρων υπό τέτοιες συνθήκες είναι προβληματική, επομένως οι κατασκευαστές πειραματίζονται συχνά με πτερύγια και άλλες ιδιότητες του αλουμινίου.
Η εγκατάσταση πρόσθετων καλοριφέρ αυξάνει επίσης το κόστος του τελικού προϊόντος.
Σχεδιασμός λαμπτήρων LED, διάταξη εξαρτημάτων
Ο σχεδιασμός των λαμπτήρων LED είναι διαφορετικός για όλους τους κατασκευαστές. Εξαρτάται από τον σκοπό των λαμπτήρων, αλλά η γενική αρχή παραμένει η ίδια: η εγκατάσταση πραγματοποιείται από τη βάση με την ακόλουθη σειρά - οδηγός LED, ψυγείο, πλακέτα με LED, λαμπτήρας.
Ας δούμε το σχεδιασμό των λαμπτήρων LED από ορισμένους κατασκευαστές:
Εδώ βλέπουμε: μια πλαστική "βάση", ένα πλήρες πρόγραμμα οδήγησης, μια θήκη αλουμινίου (που λειτουργεί επίσης ως καλοριφέρ), μια πλακέτα με LED και ένας φακός είναι εγκατεστημένοι σε αυτό. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι λαμπτήρες με τέτοιους φακούς έχουν την υψηλότερη απόδοση φωτός.
Δομή λαμπτήρα Gauss:
Εδώ βλέπουμε επίσης μια πλαστική βάση, ένα πλήρες πρόγραμμα οδήγησης, μια θήκη αλουμινίου (γνωστή και ως καλοριφέρ) και μια πλακέτα αλουμινίου με LED. Αυτός ο σχεδιασμός της λάμπας σημαίνει επίσης ότι θα διαρκέσει αρκετά.
Σήμερα εξετάσαμε το σχεδιασμό μιας λάμπας LED και την αρχή της λειτουργίας της. Φυσικά, αυτό δεν αρκεί για να επιλέξετε ένα καλό, ανθεκτικό φωτιστικό. Πρέπει επίσης να γνωρίζετε τα χαρακτηριστικά των λαμπτήρων LED, να κατανοήσετε τις μάρκες και να κατανοήσετε τι είδους φωτισμό θέλετε να αποκτήσετε. Στην αρχή φαίνεται αρκετά δύσκολο, αλλά αν έχετε υπομονή και αφιερώσετε λίγο χρόνο, τότε δεν χρειάζεται πλέον να ανησυχείτε για το πώς λειτουργεί η λάμπα LED, την αρχή της λειτουργίας της και ποια χαρακτηριστικά αξίζει.
Ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους επιστήθηκε η προσοχή σε κυβερνητικό επίπεδο στην ανάγκη αντικατάστασης των λαμπτήρων πυρακτώσεως με λαμπτήρες LED είναι η εξοικονόμηση ενέργειας. Αλλά αυτό δεν είναι το μόνο τους πλεονέκτημα.
Πλεονεκτήματα των LED
Όταν μιλάμε για συνηθισμένους λαμπτήρες, οι άνθρωποι θυμούνται αμέσως ότι είναι βραχύβιες. Είναι αλήθεια ότι η τιμή για αυτούς είναι αρκετά λογική και η αντικατάσταση ενός στοιχείου φωτισμού με ένα άλλο είναι εξαιρετικά απλή. Αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι, για παράδειγμα, οι συσκευές φωτισμού φθορισμού είναι επίσης επιβλαβείς λόγω του συνεχούς τρεμουλιάσματος, το οποίο προκαλεί ευερεθιστότητα και αυξημένη κόπωση στους ανθρώπους.
Ο λαμπτήρας LED δημιουργείται χρησιμοποιώντας διαφορετική τεχνολογία. Παράγει φως κοντά στο φως της ημέρας. Αυτό παρέχει μεγαλύτερη άνεση στα ανθρώπινα μάτια. Εκτός από την ευκολία, σημαντική είναι και η εξοικονόμηση. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στους λαμπτήρες LED είναι σχεδόν 10 φορές μικρότερη από ό,τι στους συμβατικούς λαμπτήρες. Επιπλέον, είναι πιο ανθεκτικά.
Αυτό επιτυγχάνεται με την παραγωγή LED. Αποτελούνται από πολλά στρώματα, τα οποία περιλαμβάνουν ένα υπόστρωμα ζαφείρι, ένα ρυθμιστικό διάλυμα Gan, αγώγιμο n-GaN, ενεργό InGaN και άλλα αγώγιμα στρώματα p-GaN. Κάθε LED περιλαμβάνει επίσης μια άνοδο και μια κάθοδο. Το ενεργό μέρος αποτελείται από λεπτές στρώσεις ημιαγωγών τύπου n και p. Όλα αυτά επιτρέπουν στα ηλεκτρόνια να μετατραπούν σε φωτόνια. Είναι αλήθεια ότι ακόμη και αυτή η τεχνολογία δεν μπορεί να επιτύχει 100% μετατροπή.
Αλλά για να το αποκτήσετε, είναι απαραίτητο να το μετατρέψετε από άλλα φάσματα, και αυτό συνεπάγεται αύξηση του κόστους. Φυσικά, τέτοιοι λαμπτήρες LED για το σπίτι είναι αρκετά ακριβοί. Αλλά αν υπολογίσετε το κόστος μιας ώρας λειτουργίας, αποδεικνύεται ότι είναι πολλές φορές πιο οικονομικοί από τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως.
Οι καλύτερες επιλογές
Εάν επιλέξετε την πιο βέλτιστη επιλογή φωτισμού, τότε συνιστάται να δώσετε προσοχή όχι στα προϊόντα ανώνυμων Κινέζων κατασκευαστών, αλλά σε αξιόπιστες εταιρείες. Στην εγχώρια αγορά μπορείτε να βρείτε λαμπτήρες Optogan. Επίσης, συχνά πωλούνται προϊόντα από τους Ρώσους κατασκευαστές Radiy και SvetaLED. Επιπλέον, οι καλύτεροι λαμπτήρες LED παράγονται από εταιρείες όπως Maxus, Intelite, Geen, Electrum, Delux, Eurolamp.
Λαμπτήρες LED, οι οποίοι θα πρέπει να αντικαταστήσουν τους συμβατικούς λαμπτήρες Ilyich. Τέτοιοι λαμπτήρες θα κυκλοφορήσουν σύντομα στη Μόσχα και την Αγία Πετρούπολη.
Φυσικά, όλα κανονίστηκαν με πάθος: ο V.V. Putin ήταν ο πρώτος που εκτίμησε το νέο προϊόν. Ήμουν από τους πρώτους που πήρα μια λάμπα από την Optogan, και επιπλέον, είχα μια άλλη λάμπα ρωσικής κατασκευής στα χέρια μου ("SvetaLED" ή "SvetaLED"), αν και ταλαιπωρημένη από τη ζωή, αλλά λειτουργούσε, και έναν Κινέζο NoName, το οποίο μπορείτε εύκολα να αγοράσετε στο ebay ή το dealextreme.com.
Γιατί πιστεύετε ότι όλοι ανησυχούν τόσο πολύ για την αντικατάσταση των λαμπτήρων πυρακτώσεως, που έχουν γίνει το σύμβολο μιας ολόκληρης εποχής, με λαμπτήρες εκκένωσης αερίου και LED;
Φυσικά, πρώτον, πρόκειται για ενεργειακή απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας. Δυστυχώς, ένα νήμα βολφραμίου εκπέμπει περισσότερα «θερμικά» φωτόνια (δηλαδή φως με μήκος κύματος μεγαλύτερο από 700-800 nm) από ό,τι παράγει φως στο ορατό εύρος (300-700 nm). Είναι δύσκολο να διαφωνήσεις με αυτό - το παρακάτω γράφημα θα πει τα πάντα από μόνο του. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η κατανάλωση ισχύος των λαμπτήρων εκκένωσης αερίου και LED είναι αρκετές φορές χαμηλότερη από αυτή των λαμπτήρων πυρακτώσεως στον ίδιο φωτισμό, η οποία μετράται σε lux.
Έτσι, βλέπουμε ότι αυτό είναι πραγματικά ωφέλιμο για τον τελικό καταναλωτή. Ένα άλλο πράγμα είναι οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις (δεν πρέπει να συγχέονται με τα γραφεία): ο φωτισμός μπορεί να είναι ένα σημαντικό μέρος, αλλά και πάλι το κύριο ενεργειακό κόστος σχετίζεται ακριβώς με τη λειτουργία μηχανημάτων και βιομηχανικών εγκαταστάσεων. Επομένως, όλα τα γιγαβάτ που παράγονται δαπανώνται για έλαση σωλήνων, ηλεκτρικούς κλιβάνους κ.λπ. Δηλαδή, η πραγματική εξοικονόμηση σε ολόκληρο το κράτος δεν είναι τόσο μεγάλη.
Δεύτερον, η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων που αντικατέστησαν τους "βολβούς Ilyich" είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη. Για μια λάμπα LED, η διάρκεια ζωής είναι σχεδόν απεριόριστη εάν η απαγωγή θερμότητας οργανωθεί σωστά.
Τρίτον, πρόκειται για καινοτομίες/εκσυγχρονισμούς/νανοτεχνολογίες (υπογραμμίστε κατά περίπτωση). Προσωπικά, δεν βλέπω κάτι καινοτόμο ούτε στους λαμπτήρες υδραργύρου ούτε στους λαμπτήρες LED. Ναι, πρόκειται για μια παραγωγή υψηλής τεχνολογίας, αλλά η ίδια η ιδέα είναι απλώς μια λογική εφαρμογή στην πράξη της γνώσης για τους ημιαγωγούς, ηλικίας 50-60 ετών, και τα υλικά γνωστά εδώ και περίπου δύο δεκαετίες.
Δεδομένου ότι το άρθρο είναι αφιερωμένο σε λαμπτήρες LED, θα σταθώ λεπτομερέστερα στο σχεδιασμό τους. Είναι από καιρό γνωστό ότι η αγωγιμότητα ενός φωτισμένου ημιαγωγού είναι υψηλότερη από την αγωγιμότητα ενός μη φωτισμένου.
Με κάποιον άγνωστο τρόπο, το φως κάνει τα ηλεκτρόνια να ταξιδεύουν μέσω του υλικού με λιγότερη αντίσταση. Ένα φωτόνιο, εάν η ενέργειά του είναι μεγαλύτερη από το διάκενο ζώνης του ημιαγωγού (E g), είναι ικανό να χτυπήσει ένα ηλεκτρόνιο από τη λεγόμενη ζώνη σθένους και να το ρίξει στη ζώνη αγωγιμότητας.
Διάγραμμα διάταξης ταινιών σε ημιαγωγό. E g - χάσμα ζώνης, E F - ενέργεια Fermi, οι αριθμοί υποδεικνύουν την κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των καταστάσεων T>0
Ας περιπλέκουμε το έργο. Ας πάρουμε δύο ημιαγωγούς με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας n και p και ας τους συνδέσουμε μεταξύ τους. Εάν στην περίπτωση ενός ημιαγωγού παρατηρήσαμε απλώς μια αύξηση του ρεύματος που διαρρέει τον ημιαγωγό, τώρα βλέπουμε ότι αυτή η δίοδος (που είναι ένα άλλο όνομα για τη διασταύρωση p-n που εμφανίζεται στα όρια ημιαγωγών με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας) έχει γίνει μια μίνι πηγή σταθερού ρεύματος και το μέγεθος του ρεύματος θα εξαρτηθεί από τον φωτισμό. Εάν σβήσετε το φως, το εφέ θα εξαφανιστεί. Παρεμπιπτόντως, αυτή είναι η αρχή λειτουργίας των ηλιακών συλλεκτών.
Στη διασταύρωση ημιαγωγών τύπου p και n, τα φορτία που προκύπτουν μετά την ακτινοβολία με φως διαχωρίζονται και το καθένα «πηγαίνει» στο δικό του ηλεκτρόδιο.
Τώρα ας επιστρέψουμε στα LED. Αποδεικνύεται ότι μπορείτε να κάνετε το αντίθετο: συνδέστε έναν ημιαγωγό τύπου p στο θετικό της μπαταρίας και έναν τύπου n στο αρνητικό και... Και δεν θα συμβεί τίποτα, δεν θα υπάρχει ακτινοβολία στο ορατό μέρος του φάσματος, καθώς τα πιο κοινά υλικά ημιαγωγών (για παράδειγμα, πυρίτιο και γερμάνιο) είναι αδιαφανή στην ορατή περιοχή του φάσματος. Ο λόγος για αυτό είναι ότι το Si ή το Ge δεν είναι ημιαγωγοί άμεσου διακένου.
Υπάρχει όμως μια μεγάλη κατηγορία υλικών που έχουν ημιαγωγικές ιδιότητες και είναι ταυτόχρονα διαφανή. Εξέχοντες εκπρόσωποι είναι τα GaAs (αρσενίδιο του γαλλίου), GaN (νιτρίδιο του γαλλίου).
Συνολικά, για να πάρουμε ένα LED, αρκεί να κάνουμε μια διασταύρωση p-n από έναν διαφανή ημιαγωγό. Μάλλον θα σταματήσω εδώ, γιατί όσο προχωράμε, τόσο πιο περίπλοκη και ακατανόητη γίνεται η συμπεριφορά των LED.
Επιτρέψτε μου να πω λίγα λόγια για τις σύγχρονες τεχνολογίες παραγωγής LED. Το λεγόμενο ενεργό στρώμα είναι ένα πολύ λεπτό εναλλασσόμενο στρώμα πάχους 10-15 nm από ημιαγωγούς τύπου p και n, που αποτελούνται από στοιχεία όπως In, Ga και Al.
Τέτοιες στιβάδες αναπτύσσονται επιταξιακά χρησιμοποιώντας τη μέθοδο MOCVD (χημική εναπόθεση ατμού οξειδίου μετάλλου ή εναπόθεση χημικού ατμού).
Σχηματική αναπαράσταση της συσκευής LED
Υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα που εμποδίζει την υλοποίηση της 100% μετατροπής (μετατροπή 1 ηλεκτρονίου σε 1 φωτόνιο) του ηλεκτρισμού, και είναι ότι ακόμη και τόσο λεπτά στρώματα ημιαγωγών απορροφούν φως σε κάποιο βαθμό. Δεν είναι καν ότι απορροφούν έντονα, απλώς το φως «περιπλανιέται» μέσα στον κρύσταλλο λόγω της επίδρασης της συνολικής εσωτερικής ανάκλασης στη διεπαφή κρυστάλλου/αέρα: το μήκος της διαδρομής πριν την έξοδο του φωτός από τον κρύσταλλο αυξάνεται και, τελικά, ένα τέτοιο το περιπλανώμενο φωτόνιο μπορεί να απορροφηθεί.
Μια λύση είναι η χρήση δομημένων υποστρωμάτων. Για παράδειγμα, η μέθοδος του καλουπωμένου υποστρώματος από ζαφείρι χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη βιομηχανία LED.
Αυτή η μικροδομή οδηγεί σε αύξηση της απόδοσης εξόδου φωτός ολόκληρης της διόδου.
Μεθοδολογικό μέρος
Όλες οι μετρήσεις των φασμάτων του λαμπτήρα έγιναν μέσα σε 30 λεπτά (δηλαδή, το σήμα φόντου άλλαξε ελαφρώς) σε ένα σκοτεινό δωμάτιο χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο Ocean Optics QE65000.
Εκτός από 10 εξαρτήσεις για κάθε τύπο λαμπτήρα, μετρήθηκε το σκοτεινό φάσμα, το οποίο στη συνέχεια αφαιρέθηκε από τα φάσματα των λαμπτήρων. Και οι 10 εξαρτήσεις για κάθε δείγμα συνοψίστηκαν και υπολογίστηκαν κατά μέσο όρο. Επιπλέον, κάθε τελικό φάσμα κανονικοποιήθηκε στο 100%.
Το φασματόμετρο Ocean Optics είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο σε ικανά χέρια
Πρακτικό μέρος
Ας ξεκινήσουμε λοιπόν. Έχουμε έξι λαμπτήρες σε απόθεμα: 3 για πλήρη ανάλυση και 3 ακόμη για σύγκριση (δείγματα ελέγχου, ας πούμε έτσι):
1. Η λάμπα του Ίλιτς
2. Η λάμπα M του Ilyich (δηλαδή, το σχήμα επαναλαμβάνει τη συνηθισμένη λάμπα του Ilyich)
3. Σπείρα Ilyich (συμβατική λάμπα εκκένωσης αερίου)
4. Λάμπα LED από την Optogan
5. Λάμπα LED από την SvetaLED
6. Λάμπα LED από την Κίνα NoName
Όλοι οι λαμπτήρες είναι συναρμολογημένοι. Μπορούμε να ξεκινήσουμε!
Φάσματα
Δεν είδαμε τίποτα υπερφυσικό εδώ. Ο λαμπτήρας του Ilyich χρησιμοποιεί ξεδιάντροπα όλη την ηλεκτρική ενέργεια για να ζεσταθεί και το χρώμα του είναι είτε κίτρινο είτε πορτοκαλί.
Όλα έχουν ένα ριγέ φάσμα, το οποίο στο ανθρώπινο μάτι, ως ταυτόχρονη συμπερίληψη 3 pixel (RGB) στην οθόνη (μπλε γραμμές - ~420 nm, πράσινες - ~ 550 nm, πορτοκαλί και κόκκινο - όλα πάνω από 600 nm), είναι μετατράπηκε σε λευκό.
Φάσμα τριών λαμπτήρων σύγκρισης (για σύγκριση, το τμήμα του φάσματος που γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι φαίνεται κάτω από την κλίμακα)
Αλλά το φάσμα των λαμπτήρων LED είναι εντυπωσιακά διαφορετικό. Υπάρχουν δύο συστατικά: στην πραγματικότητα, το μπλε από την ίδια τη δίοδο και το δεύτερο, απλωμένο σε όλο το φάσμα, από τον φώσφορο ή, στα ρωσικά, τη φθορίζουσα βαφή, η οποία εφαρμόζεται στα ίδια τα LED και χύνεται από πάνω με ένα προστατευτικό στρώμα πολυμερές. Η σχέση μεταξύ του μπλε χρώματος της διόδου και της ζώνης εκπομπής του φωσφόρου καθορίζει τη θερμοκρασία χρώματος του λαμπτήρα. Μπορούμε να δούμε ότι το Optogan έχει το πιο κρύο και η Κίνα το πιο κρύο.
Είναι επωφελής η χρήση 1 φωσφόρου για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας χρώματος· έτσι, το πάχος του στρώματος φωσφόρου, σε συνδυασμό με την ισχύ του LED, καθορίζει τη θερμοκρασία χρώματος. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι λαμπτήρες από την Κίνα και από τη Svetlana χρησιμοποιούν προφανώς τον ίδιο φώσφορο, αλλά το Optogan χρησιμοποιεί το δικό του (σημαντική διαφορά στη μέγιστη ζώνη εκπομπής του φωσφόρου).
Σύγκριση των φασμάτων των λαμπτήρων LED και της παραδοσιακής λάμπας Ilyich (για σύγκριση, το τμήμα του φάσματος που γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι φαίνεται κάτω από την κλίμακα)
Παραλάβαμε τη λάμπα από τη Σβετλάνα σε σπασμένη κατάσταση και πήραμε το φάσμα χωρίς το παγωμένο γυαλί. Ωστόσο, επιτρέψτε μου να δείξω μια παρόμοια κατάσταση χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας λάμπας από την Κίνα, ευτυχώς υπήρχαν δύο από αυτές. Τα κανονικοποιημένα φάσματα διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους και η ελαφρά αύξηση της έντασης μπορεί να αποδοθεί στο γεγονός ότι η ακτινοβολία μεγαλύτερου μήκους κύματος είναι καλύτερα διασκορπισμένη στο γυαλί.
Σύγκριση λαμπτήρων κινεζικής κατασκευής με και χωρίς γυάλινη λάμπα (για σύγκριση, το τμήμα του φάσματος που γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι φαίνεται κάτω από την κλίμακα)
Τιμή, υλικά και χαρακτηριστικά
Από δεξιά προς τα αριστερά: Optogan, SvetaLED και NoName China
Κινεζικό NoName
Ο λαμπτήρας από την Κίνα παραγγέλθηκε μέσω dealextreme.com και παραδόθηκε στη Ρωσία εντός 2 μηνών (καταλαβαίνετε, Russian Post). Το κόστος του είναι περίπου 14 $ ή περίπου 420 ρούβλια, συμπεριλαμβανομένης της παράδοσης. 5000-6000K, που αντιστοιχεί σε ψυχρό λευκό φως.
Οι διαστάσεις ταιριάζουν με τη συνηθισμένη λάμπα Ilyich. Το υλικό της «φιάλης» είναι παγωμένο γυαλί. Κατά τη γνώμη μου, μια ιδανική αντικατάσταση των λαμπτήρων πυρακτώσεως θα ήταν εάν η θερμοκρασία χρώματος ήταν 1000-2000 K χαμηλότερη από την καθορισμένη.
"Optogan"
Η λάμπα παρουσιάστηκε σε απλούς θνητούς σε ειδική παρουσίαση. Σχεδιασμός Artemy Lebedev, ευγενή υλικά αμαξώματος - πολυανθρακικό και αλουμίνιο με το σήμα Optogan. Θερμοκρασία χρώματος 3050 K. Μια πολύ μαλακή και ευχάριστη λάμπα, αλλά η τιμή είναι απότομη - 995 ρούβλια ανά τεμάχιο. Ποιος το χρειάζεται για τέτοια χρήματα;!
Παρεμπιπτόντως, το Optogan εξακολουθεί να έχει προβλήματα ποιότητας: δεν περνά το τεστ αντοχής. Το βίδωσα μέσα/έξω μερικές φορές και πήρα το εξής αποτέλεσμα:
Αδύνατο κούμπωμα. Γυναικείο φωτιστικό τι άλλο να πω!
"SvetaLED"
Οι λαμπτήρες LED αυτής της εταιρείας δεν έχουν εμφανιστεί ακόμα, αλλά λένε ότι η τιμή θα είναι περίπου 450-500 ρούβλια. Ωστόσο, ήρθε στα χέρια μου, συσκευασμένο σε ένα κομψό κουτί (προφανώς κάποιο είδος πιλοτικής παρτίδας), στο οποίο η θερμοκρασία υποδεικνύεται ως 3500-4500K (αυτό είναι το ίδιο με το να υποδεικνύει ότι το μήκος του ισημερινού είναι από 35.000 km έως 45.000 χλμ.).
Το ψυγείο είναι κρυμμένο κάτω από ένα αλουμινένιο καπάκι (μικρό πράγμα, αλλά είναι ωραίο, σαν να κρατούσατε μια συνηθισμένη λάμπα Ilyich στα χέρια σας, μόνο λίγο "τροποποιημένη"), και γύρω από τον δίσκο αλουμινίου με τις τοποθετημένες μονάδες LED, τα πάντα καλύπτεται γενναιόδωρα με θερμική πάστα τύπου KT-8. Λένε ότι το "Svetlana" κατά κάποιο τρόπο αναφέρεται στον στρατό, ο οποίος προφανώς ζει σύμφωνα με την αρχή του Jamie Hyneman: "Όταν έχετε αμφιβολίες, λιπάνετε το!" Για παράδειγμα, μια κινεζική λάμπα έχει θερμική πάστα που εφαρμόζεται μόνο κάτω από τις ίδιες τις μονάδες LED.
Όσοι κέρδισαν αλύπητα τους λαμπτήρες SvetaLED και NoName από την Κίνα λένε ότι το γυαλί είναι αρκετά εύθραυστο και είναι κατώτερο σε ποιότητα (καθαρά υποκειμενική εκτίμηση) από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως.
Οδηγός
Παρακάτω είναι και τα 3 προγράμματα οδήγησης μαζί. Βαθμολογήστε τη δυσκολία εκτέλεσης καθενός από αυτά...
Από πάνω προς τα κάτω: Optogan, SvetaLED και Κίνα
Ας ξεκινήσουμε από κάτω. Για να είμαι ειλικρινής, μου άρεσε ο κινέζος οδηγός: ισχυροί πυκνωτές, πηνία, λίγο ηλεκτρονικά μετατροπής (γέφυρα διόδου κ.λπ.). Όλα γίνονται πολύ συμπαγή, γι 'αυτό και η ίδια η λάμπα έχει ένα μάλλον μέτριο μέγεθος. Επίσης, ένα μεγάλο συν είναι ότι όλα τα καλώδια τροφοδοσίας είναι μακριά, δηλ. Μπορείτε πραγματικά να «επισκευάσετε» μια λάμπα!
Ή χρησιμοποιήστε το πρόγραμμα οδήγησης μετά τη διάρκεια ζωής της λάμπας για κάποιο άλλο σκοπό. Φυσικά, οι περισσότεροι απλοί χρήστες δεν ενδιαφέρονται για αυτό, αλλά μπορεί να θεωρηθεί ως πιθανό πλεονέκτημα. Το ίδιο το υπόστρωμα με τσιπ LED είναι προσαρτημένο σε 2 μινιατούρες μπουλονιών (εξάλλου, είναι κινέζικο...), οπότε, με την κυριολεκτική έννοια, μπορείτε να μεταχειριστείτε τη λάμπα σαν ένα σετ κατασκευής.
Πρόγραμμα οδήγησης από κινέζικη λάμπα LED NoName
Τα καλώδια είναι πραγματικά πολύ μακριά...
Ο λαμπτήρας που παράγεται από την εταιρεία Optogan έχει έναν πολύ περίπλοκο οδηγό με πυκνωτές στερεάς κατάστασης και, όπως με έπεισαν οι ειδικοί, με τροφοδοτικό διακόπτη (αν και όλοι οι λαμπτήρες LED πρέπει να έχουν τέτοιο τροφοδοτικό). Ταυτόχρονα, ο ίδιος ο οδηγός, μαζί με τη μονάδα εκπομπής φωτός, είναι το «χαρακτηριστικό» της εταιρείας και το κύριο καμάρι της. Υπάρχουν φήμες ότι η εταιρεία θα διεξάγει έρευνα και ανάπτυξη για την ελαχιστοποίηση αυτού του οδηγού και μπορεί να μειώσει το μέγεθος του γιγάντιου λαμπτήρα της σε ένα διαχειρίσιμο μέγεθος στο εγγύς μέλλον.
Το καμάρι του "Optogan" είναι η μονάδα οδήγησης και εκπομπής φωτός - δίπλα στο κύριο αρχείο - η βάση
"SvetaLED". Είναι δύσκολο να το πεις οδηγό. Ακόμη και η Κίνα έχει μερικά "καλούδια" που βελτιώνουν τις καταναλωτικές ιδιότητες της λάμπας (για παράδειγμα, προστατεύουν από το τρεμόπαιγμα), αλλά δεν υπάρχει απολύτως τίποτα εδώ εκτός από μια γέφυρα διόδου, μια ασφάλεια, έναν τεράστιο πυκνωτή (10 uF, 450 V - είναι αυτό πολύ ή λίγο; Αξίζει να πούμε ότι η ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή είναι αρκετή για να κρατήσει τη λάμπα αναμμένη για 1,5 λεπτό μετά την απενεργοποίηση της τροφοδοσίας) και, προφανώς, τον διακόπτη φορτίου. Όλα είναι τόσο απλά και πρωτόγονα που στην αρχή έμεινα λίγο έκπληκτος. Το πραγματικό πνευματικό τέκνο της ζοφερής Ρωσικής ιδιοφυΐας...
Επίσης το καμάρι...της ζοφερής Ρωσικής ιδιοφυΐας
Είναι πιθανό ότι η απλότητα της εκτέλεσης είναι το ατού του λαμπτήρα SvetaLED. Το τρεμόπαιγμα με συχνότητα 50 Hertz είναι πιθανότατα απίθανο να είναι ορατό από το μέσο μάτι και δεν υπάρχει από πού να προέρχεται, καθώς ένας ισχυρός πυκνωτής εξομαλύνει τα πάντα και ο φώσφορος δεν θα μπορεί να τονίσει την ενέργεια που αντλείται είναι τόσο γρήγορα. Αυτό θα πρέπει να οδηγήσει στο χαμηλό κόστος της λάμπας... χμμ, αλλά υπάρχει κάπου εδώ, αφού η λάμπα σχεδιάζεται να κυκλοφορήσει σε τιμή κοντά στην κινεζική αντίστοιχη, λαμβάνοντας υπόψη την εφάπαξ παράδοση στη Ρωσία!
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι, μεταξύ άλλων, σημαντικές παράμετροι που εξαρτώνται από τη συσκευή του οδηγού είναι: ο συντελεστής κυματισμού, που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη νοητική δραστηριότητα ενός ατόμου και η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υποβάθρου, η οποία αναπόφευκτα προκύπτει λόγω της χρήσης διαφόρων «διόρθωσης». κυκλώματα. Αλλά αυτή είναι μια εντελώς διαφορετική ιστορία...
LED
Τώρα φτάσαμε στο σημείο της έρευνάς μας. Υπάρχουν πολλές δημοσιεύσεις στο Διαδίκτυο που συγκρίνουν τα φάσματα των λαμπτήρων από διαφορετικούς κατασκευαστές, τα χαρακτηριστικά των καταναλωτών τους (σχεδιασμός, διάρκεια ζωής κ.λπ.), αλλά τώρα θα πάμε λίγο πιο κάτω για να πλησιάσουμε τα στοιχεία εκπομπής φωτός των λαμπτήρων τους εαυτούς τους.
Θα κάνω αμέσως κράτηση ότι και οι 3 λαμπτήρες έχουν περίπου την ίδια ισχύ 5-6 W (αν κοιτάξετε προσεκτικά τους λαμπτήρες Optogan, θα βρούμε μια εικόνα αυτού του τσιπ σχεδιασμένου για 5 W, ενώ η δηλωμένη ισχύς της λάμπας είναι 11 W) και έχουν περίπου την ίδια περιοχή εκπομπής φωτός. Συνολικά, έχουμε μια φωτεινή ροή ανά W (lumens per W): Κίνα - 70-90, Optogan - 65, Svetlana - 75. Νομίζω ότι αυτό είναι σημαντικό αν αγαπητοί αναγνώστες θέλουν να συγκρίνουν τους λαμπτήρες μεταξύ τους!
Για να είμαι ειλικρινής, ερωτεύτηκα το ίδιο το τσιπ. Η ομορφιά της εσωτερικής του δομής είναι απλά εκπληκτική. Ήμουν τυχερός: ενώ έσκιζα όλα τα στρώματα από αυτό το LED, κατά λάθος κατέστρεψα ένα μεγάλο τσιπ διόδου, με αποτέλεσμα να εκτεθεί το μικροδομημένο υπόστρωμα ζαφείρι:
Οπτικές μικροφωτογραφίες ενός κινεζικού τσιπ, κάτοψη: οι χρυσές λωρίδες στο τσιπ είναι επαφές που μεταφέρουν ρεύμα.
Πολυεπίπεδη δομή ενός τσιπ που εκπέμπει φως κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο. Η σκοτεινή περιοχή αντιστοιχεί στο υπόστρωμα ζαφείρι. Τα βέλη υποδεικνύουν μεμονωμένα επίπεδα ή ομάδες επιπέδων.
Παρεμπιπτόντως, το ίδιο το τσιπ είναι απομονωμένο από τον έξω κόσμο κατά τουλάχιστον 3 στρώματα, αλλά μου φαίνεται ότι υπάρχουν ακόμα 4. Το πρώτο είναι ένα πολυμερές με φώσφορο, το οποίο μετατρέπει μέρος της ακτινοβολίας στο μπλε περιοχή του φάσματος σε κίτρινο-πορτοκαλί. Το δεύτερο είναι ένα μικρό στρώμα από μαλακό πολυμερές, μετά ένα κυρτό κέλυφος (φακός a la) σκληρού πολυμερούς και δύο ακόμη στρώματα μαλακών και σκληρών πολυμερών.
Θα ήθελα να σημειώσω ότι σε σύγκριση με άλλες λάμπες, η κινεζική είναι σχεδιασμένη όσο πιο απλά γίνεται. Μόνο 4 καλωδιώσεις συνδέουν ένα μεγάλο τσιπ με τον έξω κόσμο (άλλοι λαμπτήρες έχουν πολύ περισσότερες από αυτές), μόνο 1 τσιπ εκπομπής φωτός ανά δίοδο, το οποίο είναι ήδη τοποθετημένο απευθείας στην πλακέτα, καλά τοποθετημένες επαφές που μεταφέρουν ρεύμα στο ίδιο το τσιπ , επιτρέποντας στο ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια. Δεν μπόρεσα να βρω προφανείς, σημαντικές ελλείψεις.
Εικόνες SEM ενός δομημένου υποστρώματος ζαφείρι
Η πολυεπίπεδη δομή δείχνει ότι βρισκόμαστε στο σωστό δρόμο (συνέπεια της μεθόδου δημιουργίας chip - MOCVD), αλλά είναι απίθανο να είναι δυνατό να διακρίνουμε τα μεμονωμένα επίπεδα της ενεργής περιοχής...
Το τσιπ και οι επαφές που το τροφοδοτούν
Ας ξεκινήσουμε με τη λάμπα Optogan. Το πιο περίεργο, κατά τη γνώμη μου, είναι η θέση της μονάδας εκπομπής φωτός. Στο κέντρο. Τόσο η Κίνα όσο και η Svetlana διαθέτουν πολλές «μινιατούρες» μονάδες με ισχύ 1 W η καθεμία, ομοιόμορφα κατανεμημένες στο υπόστρωμα, επομένως η απαγωγή θερμότητας από τα LED αυτών των εταιρειών είναι πολύ καλύτερη από τη μονάδα Optogan.
Ναι, καταλαβαίνω πολύ καλά ότι η μονάδα LED Optogan είναι κατασκευασμένη από χαλκό, μεταφέρει καλά τη θερμότητα και το μεγάλο καλοριφέρ τη διαχέει αποτελεσματικά. Αλλά ο λαμπτήρας Optogan είναι τεράστιος σε μέγεθος, το οποίο, παρεμπιπτόντως, οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι ο λαμπτήρας από πολυανθρακικό πρέπει να είναι κατά κάποιον τρόπο συνδεδεμένος και δεν θα ταιριάζει σε κάθε πρίζα.
Αυτή η μονάδα LED έχει σχεδιαστεί πολύ απλά: μεμονωμένες δίοδοι βρίσκονται σε μοτίβο σκακιέρας κάτω από ένα στρώμα πολυμερούς βαμμένο με κίτρινο-πορτοκαλί φώσφορο και συνδέονται μεταξύ τους.
Εικόνα SEM μεμονωμένων LED σε ένα υπόστρωμα μετά την αφαίρεση του στρώματος πολυμερούς
Το ίδιο το πολυμερές στρώμα έχει μια αρκετά ενδιαφέρουσα δομή. Αποτελείται από μικρές (διαμέτρου ~10 μm) μπάλες:
Οπτικές μικρογραφίες της «κάτω πλευράς» του στρώματος πολυμερούς
Συνέβη τυχαία ότι μία δίοδος κομμένη με μικροτόμο παρέμεινε στο στρώμα πολυμερούς. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ίδια η δίοδος είναι πραγματικά διαφανής και οι επαφές στην άλλη πλευρά του τσιπ είναι ορατές μέσω αυτής:
Οπτικές μικρογραφίες του LED από το πίσω μέρος: εξαιρετική διαφάνεια για αυτόν τον τύπο προϊόντος
Το στρώμα πολυμερούς είναι τόσο σταθερά κολλημένο τόσο στο ίδιο το χάλκινο υπόστρωμα όσο και σε μεμονωμένα τσιπ που μετά την αφαίρεσή του, ένα λεπτό στρώμα πολυμερούς παραμένει ακόμα στην επιφάνεια των διόδων. Παρακάτω, στις εικόνες που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, μπορείτε να δείτε σε όλο του το μεγαλείο το «τσιπ» του πολύ ενεργού στρώματος της διόδου στο οποίο τα ηλεκτρόνια «εκφυλίζονται» σε φωτόνια:
Εικόνες SEM του στρώματος εκπομπής φωτός ενός ξεχωριστού LED (τα βέλη υποδεικνύουν τη θέση του ενεργού στρώματος)
Και εδώ είναι το στρώμα buffer με υφή, ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά στην κάτω δεξιά εικόνα - θα μας φανεί χρήσιμο αργότερα (τα βέλη υποδεικνύουν το στρώμα προσωρινής αποθήκευσης)
Μετά από απρόσεκτο χειρισμό του τσιπ, κάποιες επαφές υπέστησαν ζημιά, ενώ άλλες παρέμειναν άθικτες.
Και η τελευταία λάμπα είναι "SvetaLED". Το πρώτο πράγμα που εκπλήσσει είναι το υπόστρωμα με μονάδες LED - προσοχή! - βιδώθηκε σε ένα βαρύ μπουλόνι στην υπόλοιπη λάμπα (όπως έκαναν στην Κίνα). Όταν το ξέσπασα, σκέφτηκα ότι μπορεί να παρεμβαίνει στο να το "σκίσει" από την υπόλοιπη λάμπα, και μετά είδα ένα μπουλόνι... Παρεμπιπτόντως, στο πίσω μέρος αυτού του υποστρώματος αλουμινίου υπήρχε ένας μαρκαδόρος! γράφεται κάποιος αριθμός. Φαίνεται ότι στο εργοστάσιο της Σβετλάνα κοντά στην Αγία Πετρούπολη υπάρχουν μετανάστες εργάτες που συναρμολογούν αυτές τις λάμπες με το χέρι. Αν και όχι, περιμένετε, οι λαμπτήρες παράγονται από τον στρατό... ...
Όχι μόνο βιδώνεται με βίδα το υπόστρωμα με τα led, αλλά γράφει ο αριθμός στην πίσω πλευρά... ΜΕ ΜΑΡΚΑΔΟ - χειροποίητο...
Οι ίδιες οι μονάδες εδράζονται σταθερά σε ένα υπόστρωμα από αλουμίνιο: είναι αδύνατο να αποκοπούν εντελώς. Προφανώς συγκολλήθηκε για τη βελτίωση της θερμικής αγωγιμότητας. Δεν θα σχολιάσω πολλά εδώ, καθώς όλα τα σχόλια δόθηκαν παραπάνω όταν συζητούσαμε για τη λάμπα Optogan.
Οπτικές μικρογραφίες μιας διόδου εκπομπής φωτός από την εταιρεία Svetlana: η μικροδομή του υποστρώματος είναι σαφώς ορατή στην ένθετη εικόνα
Σε μια σημείωση:Μπόρεσα να δω πώς συνδέονται τα μεμονωμένα τσιπ στη μονάδα από τη Svetlana. Με συνέπεια, προς μεγάλη μου απογοήτευση. Έτσι, αν καεί τουλάχιστον 1 LED, ολόκληρη η μονάδα θα σταματήσει να λειτουργεί.
Εικόνες SEM μιας διόδου εκπομπής φωτός από την εταιρεία Svetlana (τα βέλη δείχνουν την ενεργή περιοχή). Στην επάνω αριστερή εικόνα, προστέθηκε μια εικόνα των προτεινόμενων επαφών όπως θα έπρεπε να έχουν δρομολογηθεί στη μονάδα (4 δίοδοι x3).
Το ίδιο γνώριμο μικροδομημένο υπόστρωμα ζαφείρι...
Αυτή η εικόνα δεν προκαλεί αποτέλεσμα déjà vu;! Τα βέλη υποδεικνύουν το στρώμα προσωρινής αποθήκευσης.
Δυστυχώς, ο ιστότοπος της εταιρείας που παράγει λαμπτήρες SvetaLED κατασκευάστηκε από αληθινούς σχεδιαστές: πολλές όμορφες εικόνες και λίγο νόημα, δεν υπάρχουν κανονικές σχολαστικές προδιαγραφές, όπως, για παράδειγμα, στον ιστότοπο Optogan (παρεμπιπτόντως, υπάρχει σε δύο τομείς RU και COM με περίπου το ίδιο περιεχόμενο). Επιπλέον, υπάρχει ένας ιστότοπος αφιερωμένος σε μόνο 1 λαμπτήρα, υπάρχει ένας ιστότοπος για την ίδια την εταιρεία, αλλά για κάποιο λόγο οι προδιαγραφές είναι σε έναν εντελώς διαφορετικό πόρο.
Ένα LED είναι μια πηγή φωτός ημιαγωγού δύο συρμάτων. Όταν εφαρμόζεται κατάλληλο ρεύμα στους ακροδέκτες, τα ηλεκτρόνια μπορούν να ανασυνδυαστούν με τις οπές ηλεκτρονίων μέσα στη συσκευή, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ηλεκτροφωταύγεια και το χρώμα του φωτός καθορίζεται από το ενεργειακό διάκενο ζώνης του ημιαγωγού.
Τι είναι το LED
Μια δίοδος εκπομπής φωτός είναι μια οπτοηλεκτρονική συσκευή ικανή να εκπέμπει φως όταν τη διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα. Δίοδος εκπομπής φωτόςδιέρχεται μόνο ηλεκτρικό ρεύμα προς μία κατεύθυνση και παράγει ασυνάρτητη μονοχρωματική ή πολυχρωμική ακτινοβολία από τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτός έχει διάφορα παράγωγα:
- OLED.
- AMOLED.
- ΔΙΠΛΩΣΕ.
Λόγω της φωτεινής τους απόδοσης, τα LED αντιπροσωπεύουν επί του παρόντος το 75% της αγοράς φωτισμού εσωτερικού και αυτοκινήτου. Χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τηλεοράσεων επίπεδης οθόνης, συγκεκριμένα για οπίσθιο φωτισμό οθονών LCD ή ως πηγή ηλεκτρισμού. Χρησιμοποιείται ως κύριος φωτισμός σε τηλεοράσεις OLED.
Τα πρώτα LED που διατίθενται στο εμπόριο παρήγαγαν υπέρυθρο, κόκκινο, πράσινο και στη συνέχεια κίτρινο φως. Η έξοδος του μπλε LED, που σχετίζεται με τις τεχνικές προόδους και την εγκατάσταση, καθιστά δυνατή την κάλυψη ενός εύρους μήκους κύματος που εκτείνεται από το υπεριώδες (350 nm) έως το υπέρυθρο (2 χιλιάδες nm), το οποίο καλύπτει πολλές ανάγκες. Πολλές συσκευές είναι εξοπλισμένες με σύνθετες λυχνίες LED (τρία σε ένα στοιχείο: κόκκινο, πράσινο και μπλε) για την εμφάνιση πολλών χρωμάτων.
Λάμπα LED
Οι λαμπτήρες LED είναι προϊόντα φωτισμού για οικιακό, βιομηχανικό και οδικό φωτισμό, όπου η πηγή φωτός είναι LED. Ουσιαστικά είναι ένα σύνολο από LED και κυκλώματα ισχύος για τη μετατροπή της ηλεκτρικής τροφοδοσίας σε συνεχές ρεύμα χαμηλής τάσης.
Η λάμπα LED είναι μια ξεχωριστή και ανεξάρτητη συσκευή. Το σώμα του είναι τις περισσότερες φορές ατομικό σε σχεδιασμό και ειδικά σχεδιασμένο για διάφορες πηγές φωτισμού. Ο μεγάλος αριθμός λαμπτήρων και το μικρό τους μέγεθος καθιστούν δυνατή την τοποθέτησή τους σε διαφορετικά σημεία, τη συναρμολόγηση πάνελ και τη χρήση τους για τον οπίσθιο φωτισμό οθονών και τηλεοράσεων.
Ο φωτισμός γενικής χρήσης απαιτεί λευκό φως. Η αρχή λειτουργίας ενός λαμπτήρα LED βασίζεται στην εκπομπή φωτός σε ένα πολύ στενό εύρος μηκών κύματος: δηλαδή, το χαρακτηριστικό χρώμα της ενέργειας του υλικού ημιαγωγού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή LED. Για να εκπέμψετε λευκό φως από μια λάμπα LED, πρέπει να αναμίξετε τις εκπομπές από τα κόκκινα, πράσινα και μπλε LED ή να χρησιμοποιήσετε έναν φώσφορο για να μετατρέψετε μέρη του φωτός σε άλλα χρώματα.
Μία μέθοδος είναι η RGB (κόκκινο, πράσινο, μπλε), η οποία είναι η χρήση πολλαπλών συστοιχιών LED, καθεμία από τις οποίες εκπέμπει διαφορετικό μήκος κύματος, σε κοντινή απόσταση για να δημιουργήσει ένα συνολικό λευκό χρώμα.
Η ιστορία της δημιουργίας των πρώτων λαμπτήρων
Η πρώτη εκπομπή φωτός από έναν ημιαγωγό χρονολογείται από το 1907 και ανακαλύφθηκε από τον Henry Joseph Round. Το 1927, ο Oleg Vladimirovich Losev κατέθεσε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτό που αργότερα θα ονομαζόταν δίοδος εκπομπής φωτός.
Το 1955, ο Rubin Braunstein ανακάλυψε την υπέρυθρη εκπομπή του αρσενιδίου του γαλλίου, ενός ημιαγωγού που θα χρησιμοποιηθεί αργότερα από τον Nick Holonyak Jr. και τον S. Bevacca για να δημιουργήσουν το πρώτο κόκκινο LED το 1962. Για αρκετά χρόνια, οι ερευνητές περιορίστηκαν σε ορισμένα χρώματα, όπως το κόκκινο (1962), το κίτρινο, το πράσινο και, αργότερα, το μπλε (1972).
Συμβολή Ιαπώνων επιστημόνων
Στη δεκαετία του 1990, η έρευνα από τους Shuji Nakamura και Takashi Mukai της Nichia στην τεχνολογία ημιαγωγών InGaN οδήγησε στη δημιουργία μπλε LED υψηλής φωτεινότητας, τα οποία στη συνέχεια προσαρμόστηκαν σε λευκά LED με την προσθήκη ενός κίτρινου φωσφόρου. Αυτή η πρόοδος επέτρεψε σημαντικές νέες εφαρμογές, όπως ο φωτισμός και ο οπίσθιος φωτισμός οθονών τηλεόρασης και LCD. Στις 7 Οκτωβρίου 2014, οι Shuji Nakamura, Isamu Akasaki και Hiroshi Amano έλαβαν το Νόμπελ Φυσικής για την εργασία τους σε μπλε LED.
Πώς λειτουργεί η συσκευή
Όταν η δίοδος είναι πολωμένη προς τα εμπρός, τα ηλεκτρόνια κινούνται γρήγορα μέσω της διασταύρωσης. Συνεχώς ενώνονται, απομακρύνοντας ο ένας τον άλλον. Λίγο αφότου τα ηλεκτρόνια αρχίσουν να κινούνται από πυρίτιο τύπου n σε πυρίτιο τύπου p, η δίοδος συνδέεται με τις οπές και στη συνέχεια εξαφανίζεται. Ως εκ τούτου, καθιστά το πλήρες άτομο πιο σταθερό και παρέχει μια μικρή έκρηξη ενέργειας με τη μορφή φωτονίου φωτός.
Η αρχή του σχηματισμού κυμάτων φωτός
Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένα LED, πρέπει να μάθετε για τα υλικά του και τις ιδιότητές τους. Το LED είναι μια εξειδικευμένη μορφή σύνδεσης PN που χρησιμοποιεί μια σύνθετη σύνδεση. Η ένωση πρέπει να είναι το ημιαγωγικό υλικό που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως, συμπεριλαμβανομένου του πυριτίου και του γερμανίου, είναι απλά στοιχεία και μια ένωση που κατασκευάζεται από αυτά τα υλικά δεν εκπέμπει φως. Όσον αφορά τους ημιαγωγούς όπως το αρσενίδιο του γαλλίου, το φωσφίδιο του γαλλίου και το φωσφίδιο του ινδίου - είναι σύνθετοι και οι ενώσεις από αυτά τα υλικά εκπέμπουν φως.
Αυτοί οι σύνθετοι ημιαγωγοί ταξινομούνται σύμφωνα με τις ζώνες σθένους που καταλαμβάνουν τα συστατικά τους. Το αρσενίδιο του γαλλίου έχει σθένος 3 και το αρσενικό έχει σθένος πέντε. Αυτό ονομάζεται ημιαγωγός της ομάδας III-V. Υπάρχει ένας αριθμός άλλων ημιαγωγών που ταιριάζουν σε αυτήν την καθορισμένη κατηγορία. Υπάρχουν ημιαγωγοί που σχηματίζονται από υλικά της ομάδας III-V.
Η δίοδος εκπομπής φωτός εκπέμπει φως όταν ωθεί προς τα εμπρός. Όταν εφαρμόζεται τάση σε μια σύνδεση για να την κάνει να κινηθεί προς τα εμπρός, το ρεύμα ρέει όπως συμβαίνει με οποιαδήποτε σύνδεση PN. Τρύπες από την περιοχή τύπου p και ηλεκτρόνια από την περιοχή τύπου n εισέρχονται στη διασταύρωση και ανασυνδυάζονται σαν μια κανονική δίοδος για να επιτρέψουν τη ροή του ρεύματος. Όταν συμβεί αυτό, απελευθερώνεται ενέργεια.
Βρέθηκε ότι το μεγαλύτερο μέρος του φωτός λαμβάνεται από την περιοχή μετάβασης πιο κοντά στην περιοχή τύπου Ρ. Ο σχεδιασμός των διόδων γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε αυτή η περιοχή να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην επιφάνεια της συσκευής έτσι ώστε η ελάχιστη ποσότητα φωτός να απορροφάται από τη δομή.
Για να παραχθεί φως που να είναι ορατό, η σύνδεση πρέπει να βελτιστοποιηθεί και τα υλικά πρέπει να είναι σωστά. Το καθαρό αρσενίδιο του γαλλίου απελευθερώνει ενέργεια στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος. Για να επιφέρει εκπομπή φωτός, το αλουμίνιο προστίθεται σε έναν ημιαγωγό στο ορατό κόκκινο φάσμα για να παραχθεί αρσενίδιο του γαλλίου (AlGaAs). Ο φώσφορος μπορεί επίσης να προστεθεί για την παραγωγή κόκκινου φωτός. Για άλλα χρώματα, χρησιμοποιούνται διαφορετικά υλικά. Για παράδειγμα, το φωσφίδιο του γαλλίου παράγει πράσινο φως, ενώ το φωσφίδιο ασβεστίου αργιλίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή κίτρινου και πορτοκαλί φωτός. Τα περισσότερα LED βασίζονται σε ημιαγωγούς γαλλίου.
Κβαντική θεωρία
Η ροή του ρεύματος στους ημιαγωγούς προκαλείται και από τις δύο ροές ελεύθερων ηλεκτρονίων προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επομένως, θα υπάρξει ανασυνδυασμός λόγω της ροής αυτών των φορέων φορτίου.
Ο ανασυνδυασμός δείχνει ότι τα ηλεκτρόνια στη ζώνη αγωγιμότητας κατεβαίνουν στη ζώνη σθένους. Όταν πηδούν από τη μια ζώνη στην άλλη, εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια με τη μορφή φωτονίων και η ενέργεια των φωτονίων είναι ίση με το απαγορευμένο ενεργειακό χάσμα.
Εμφανίζεται η μαθηματική εξίσωση:
Το H είναι γνωστό ως η σταθερά του Planck και η ταχύτητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός. Η ακτινοβολία συχνότητας σχετίζεται με την ταχύτητα του φωτός ως f = c/λ. Το λ συμβολίζεται ως το μήκος κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και η εξίσωση γίνεται:
Από αυτή την εξίσωση, μπορεί κανείς να καταλάβει πώς λειτουργεί ένα LED, με βάση το γεγονός ότι το μήκος κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι αντιστρόφως ανάλογο με το διάκενο ζώνης. Γενικά, η συνολική εκπομπή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος κατά τον ανασυνδυασμό έχει τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Είναι αδύνατο να δούμε το μήκος κύματος της υπέρυθρης ακτινοβολίας επειδή βρίσκεται εκτός του ορατού εύρους.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία ονομάζεται θερμότητα επειδή οι ημιαγωγοί πυριτίου και γερμανίου δεν είναι ημιαγωγοί με άμεσο διάκενο, αλλά είναι της έμμεσης ενδιάμεσης ποικιλίας. Αλλά στους ημιαγωγούς ευθύγραμμου διακένου, το μέγιστο επίπεδο ενέργειας της ζώνης σθένους και το ελάχιστο επίπεδο ενέργειας της ζώνης αγωγιμότητας δεν εμφανίζονται ταυτόχρονα με τα ηλεκτρόνια. Επομένως, κατά τη διάρκεια του ανασυνδυασμού ηλεκτρονίων και οπών, τα ηλεκτρόνια μεταναστεύουν από τη ζώνη αγωγιμότητας στη ζώνη σθένους και η ορμή της ζώνης ηλεκτρονίων θα αλλάξει.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Όπως κάθε συσκευή, το LED έχει επίσης μια σειρά από δικά του χαρακτηριστικά, κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Κύρια πλεονεκτήματαμοιάζει με αυτό:
Μεταξύ των ελλείψεωνμπορούν να σημειωθούν τα εξής:
