Upang maunawaan kung ano ang isang LED, kailangan mo munang maunawaan ang pangkalahatang tinanggap na pagtatalaga nito, na kinakatawan sa English bilang LED. Isinalin, literal na nangangahulugang "nagpapalabas ng maliliit na LEDs". Mula sa isang teknikal na pananaw, ang mga ito ay mga aparato na semiconductor na nagko-convert ng kasalukuyang kuryente sa nakikitang light radiation. Ang pinakasimpleng produkto na ito sa hitsura at disenyo ay naiiba na naiiba mula sa mga tipikal na aparato sa pag-iilaw: mga ilaw na maliwanag na maliwanag at mga katulad nito.
Kasaysayan ng pinagmulan
Ang aparato at alituntunin ng pagpapatakbo ng mga LED emitter ay mas madaling maunawaan kung pamilyar ka sa iyong sarili sa background ng kanilang paglitaw. Sa kauna-unahang pagkakataon ang produktong naglalabas na ito ay isinilang noong 1962 sa anyo ng isang monochrome red diode. Sa kabila ng isang bilang ng mga pagkukulang, ang teknolohiya ng pagmamanupaktura ay kinilala bilang promising. Isang dekada matapos ipakita ang pulang sample, ang berde at dilaw na mga LED ay ipinakilala sa pangkalahatang publiko. Dahil sa kanilang mababang recoil, ang mga produktong ito ay pangunahing ginagamit sa loob ng bahay bilang tagapagpahiwatig sa harap ng mga panel ng mga elektronikong kasangkapan sa sambahayan.
Sa paglipas ng panahon, ang tindi ng glow ay nadagdagan ng maraming beses, at noong dekada 90 ng huling siglo posible na gumawa ng isang sample na may isang maliwanag na pagkilos ng bagay na katumbas ng 1 lumen. Noong 1993, nilikha ng Japanese engineer na si S. Nakamura ang kauna-unahang asul na diode, na nakikilala ng isang nadagdagan na antas ng ningning. Mula sa sandaling iyon, natutunan ng kanilang mga developer kung paano makakuha ng anumang kulay sa nakikitang spectrum, kabilang ang puti.
Salamat sa kapansin-pansin na mga katangian ng mga produktong LED, sa paglipas ng panahon, sila ay naging isang seryosong kakumpitensya sa mga maliwanag na bombilya na pamilyar sa marami.
Mula noong 2005, pinagkadalubhasaan ng industriya ang paggawa ng mga puting LED na may maliwanag na pagkilos ng bagay na hanggang sa 100 lm at higit pa. Bilang karagdagan, natutunan nila kung paano gumawa ng mga elemento ng pag-iilaw na may iba't ibang mga kakulay ng puti ("mainit", "malamig" at iba pang glow).
Ang aparato at prinsipyo ng pagbuo ng radiation
Upang maunawaan kung paano gumagana ang isang LED, una sa lahat, kailangan mong isaalang-alang ang isang bilang ng mga puntos tungkol sa disenyo nito:
- ang batayan ng elemento ng LED ay isang kristal na semiconductor na dumadaan sa kasalukuyan lamang sa isang direksyon;
- Ipinapalagay ng klasikong aparato ng LED ang pagkakaroon ng isang insulated substrate;
- ang salamin na katawan ng diode ay mapagkakatiwalaan na pinoprotektahan ang kristal mula sa mga panlabas na impluwensya at sabay na isang elemento ng pagkakalat;
- mayroong dalawang mga contact sa likod ng kaso, kung saan ang LED ay ibinibigay ng elektrisidad na lakas.
Upang madagdagan ang buhay ng pagpapatakbo ng emitting device, ang puwang sa pagitan ng diffusing lens at ang mismong kristal ay puno ng isang transparent sil Silicon compound.
Sa istraktura ng ilang mga LED, isang espesyal na aluminyo substrate ang ibinibigay, na kung saan ay ang batayan ng aparato at sabay na tinatanggal ang labis na init mula rito.
Mas madaling maunawaan kung paano gumagana ang isang LED sa pamamagitan ng pagsusuri sa isang semiconductor junction, na tinatawag ng mga propesyonal na isang electron-hole junction. Ang pangalan nito ay nauugnay sa iba't ibang likas na katangian ng mga pangunahing tagapagdala sa hangganan ng dalawang mga istraktura. Sa isang semiconductor, mayroong labis na mga electron sa hangganan ng contact, at sa katabing materyal ay mayroong labis na mga butas.Sa proseso ng paggawa ng isang semiconductor junction, tumagos sila sa katabing layer, na bumubuo ng isang potensyal na hadlang na pumipigil sa kanilang reverse bias. Ang halaga ng pasulong na boltahe sa LED sa panahon ng pagpapatakbo nito ay nakasalalay sa lapad ng kantong.
Kapag ang isang potensyal ng isang naibigay na polarity at isang halagang nabuo ng isang pare-pareho na kasalukuyang mapagkukunan ay inilalapat sa diode, posible na palitan ang kantong sa nais na direksyon. Ito ay hahantong sa pagbubukas nito at ang hitsura ng isang counter flow ng salungat na sisingilin ng mga particle. Kapag nagbanggaan sila, ang quanta ng light energy - mga photon - ay inilalabas sa loob ng mga hangganan ng paglipat. Nakasalalay sa rate ng pag-uulit ng mga pulso na ito, nakakakuha ang radiation ng isang tiyak na kulay ng kulay.
Ano ang tumutukoy sa kulay ng LED
Sa paggawa ng mga LED, iba't ibang mga uri ng mga materyales na semiconductor ang ginagamit, ang pagpili nito ay tumutukoy sa kulay ng lilim na kanilang inilalabas.
Ang kakayahang makilala ang kulay ay isang likas na pag-aari ng mata ng tao, na may kakayahang makuha ang mga gradation nito nang may ganap na kawastuhan. Ito ay hindi maiiwasang maiugnay sa haba ng daluyong ng dami ng radiation na dala ng mga electromagnetic na alon ng isang tiyak na dalas sa kanila. Sa kasong ito, ang mga ilaw na pulso ay nabuo sa semiconductor junction border ng LED.
Kapag pinag-aaralan ang mga katangian ng iba't ibang semiconductors sa isang maagang yugto ng kanilang pag-aaral, nakilala ng mga siyentista ang mga materyales tulad ng gallium phosphide, pati na rin ang mga ternary compound na AlGaAs at GaAsP. Kapag ginagamit ang mga ito, posible na makakuha ng pula at dilaw-berde na radiation. Ngayon, upang makakuha ng iba't ibang mga kumbinasyon ng kulay, ginagamit ang mas kumplikadong mga kumbinasyon ng aluminyo na may indium at gallium (AllnGaP) o indium-gallium nitride (InGaN). Ang mga semiconductors na ito ay may kakayahang makatiis ng mga makabuluhang alon, na ginagawang posible upang makakuha ng mataas na maliwanag na espiritu mula sa kanila.
Diskarte sa paghahalo ng kulay
Ang mga modernong diode strip at LED modular clust ay may kakayahang makabuo ng iba't ibang mga shade ng saklaw ng ilaw. Dahil sa isang paglipat ay bumubuo ng monochrome radiation, kinakailangan ang isang multi-chip device upang lumikha ng isang multi-color glow. Ang kumplikadong produktong ito ay gumagana tulad ng isang computer monitor, kung saan posible na makakuha ng halos anumang lilim (para dito, isang espesyal na module ng RGB ang ginagamit).
Sinasamantala ang prinsipyong ito ng pagbubuo ng pagtatabing, posible na makakuha ng isang puting glow, na malawakang ginagamit sa mga LED lightlight, halimbawa. Upang magawa ito, ang lahat ng tatlong mga orihinal o batayang kulay ay halo-halong pantay na sukat.
Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga istruktura ng diode ng ultraviolet o asul na radiation na may isang dilaw na patong na phospor.
Mga tampok ng pagmamanupaktura ng LED
Upang maunawaan kung paano ginawa ang mga LED, kailangan mong pamilyar ang mga tampok na istruktura sa mga tuntunin ng mga teknolohiyang ginamit sa paggawa. Samakatuwid, kapag isinasaalang-alang ang mga detalye ng kanilang paggawa, una sa lahat, ang mga sumusunod na puntos ay isinasaalang-alang:
- isang tiyak na pamamaraan ng pagbuo ng kulay ng radiation (matrix o phosphor);
- kung gaano karaming mga volts LED ang idinisenyo para sa, at anong kasalukuyang halaga ang kanilang natiis;
- aling teknolohiya ang nagbibigay-daan sa iyo upang makuha ang pinakamahusay na kalidad ng glow at mas mura ito.
Ang paggawa ng mga chip gamit ang isang matrix scheme ay mas nagkakahalaga sa gumawa, na nagbabayad sa mataas na kalidad ng radiation. Ang mga kawalan ng phosphors ay nagsasama ng mababang output ng ilaw, pati na rin ang hindi ganap na dalisay na kulay ng radiation. Bilang karagdagan, mayroon silang isang mas maikling buhay sa pagtatrabaho at mas malamang na mabigo.
Sa paggawa ng mga simpleng diode ng tagapagpahiwatig na may direktang boltahe ng 2-4 Volts, ang kanilang paglipat ay kinakalkula para sa maliliit na alon (hanggang sa 50 mA). Upang lumikha ng ganap na ilaw na mga aparato sa pag-iilaw at mga LED circuit ng tulay, kinakailangan ng mga aparato na may mataas na kasalukuyang rate (hanggang sa 1 Ampere). Kung sa isang module diode ay konektado sa isang serial chain, ang kabuuang boltahe sa kanilang mga junction umabot sa 12 o kahit 24 volts.Kapag gumagawa ng mga produkto, ang plus para sa bawat LED ay minarkahan sa isang espesyal na paraan (isang maliit na protrusion ay ginawa sa kaukulang binti).
Mga application at control ng glow
Dahil sa iba't ibang mga pagbabago, malawakang ginagamit ang mga produktong LED sa iba't ibang larangan:
- sa paggawa ng mga lampara na nakakatipid ng enerhiya na naka-install sa isang tipikal na kandelero, halimbawa, o sa isang ordinaryong wall sconce;
- para magamit bilang illuminator sa laganap na mga maliit na parol, pati na rin sa mas malalaking istraktura tulad ng "camping camp lamp";
- kung kinakailangan, pandekorasyon na pag-iilaw ng mga lugar sa anyo ng mahabang laso na may iba't ibang kulay.
Ang kanilang paggamit ay dahil sa antas ng paglaban ng aparato sa mga kadahilanan sa klimatiko, na tinasa ng klase ng proteksyon ng produkto. Nakasalalay sa disenyo, ang mga ito ay ginagamit lamang sa loob ng bahay o maaari silang gumana sa mga bukas na puwang (bilang isang dekorasyon para sa mga billboard o LED na pag-ulan, lalo na).
Maaari mong makontrol ang antas ng ningning sa isang ordinaryong lampara o chandelier sa iba't ibang paraan. Para sa mga ito, ang mga espesyal na elektronikong circuit ay madalas na ginagamit, na nagpapahintulot sa modulate ng amplitude at iba pang mga parameter ng light pulses. Para sa kaginhawaan ng pagtatrabaho sa kagamitan sa sambahayan, tulad ng isang module ay gawa sa anyo ng isang karaniwang control panel.
