Kif taħdem l-LED: kif taħdem

Tradott mill-Ingliż, l-abbrevjazzjoni LED tfisser litteralment "dijodu li jarmi d-dawl". Huwa apparat semikonduttur kapaċi li jittrasforma l-kurrent elettriku f'radjazzjoni ħafifa. Dan huwa mezz sempliċi, li d-disinn tiegħu huwa pjuttost differenti mill-prodotti tas-soltu għad-dawl (bozoz inkandexxenti, bozoz ta 'skarika, bozoz fluworexxenti, eċċ.).

Kif ix-xogħlijiet LED se jkunu interessanti għal kulħadd. Dan l-apparat ma għandux elementi strutturali fraġli inizjali u mhux ta 'min joqgħod fuqu u bozza tal-ħġieġ (b'differenza lampi oħra). L-ispiża tad-dijodi hija tant żgħira li mhix wisq differenti mill-batteriji li jservu bħala sors ta 'enerġija. Il-popolarità ta 'prodotti bħal dawn hija spjegata minn numru ta' fatturi, inkluż id-disinn tagħhom.

Storja ta 'okkorrenza

Meta wieħed iqis il-kwistjoni ta 'għaliex l-LEDs jaħdmu, wieħed għandu jistudja l-istorja tal-okkorrenza tagħhom. Għall-ewwel darba apparat bħal dan inħoloq fl-1962 mix-xjentist N. Holonyak. Kienet dijodu tad-dawl aħmar monokromu. Kellu numru ta 'nuqqasijiet, iżda t-teknoloġija nnifisha ġiet rikonoxxuta bħala promettenti.

Għaxar snin wara l-ħolqien tad-dijodu aħmar deher varjetajiet ħodor u sofor. Intużaw bħala indikaturi f'ħafna mezzi elettroniċi. L-intensità tal-fluss tad-dawl tad-dijodi minħabba l-iżviluppi xjentifiċi żdiedu b'mod kostanti. Fl-90s inħoloq illuminatur b'effiċjenza tal-fluss ta '1 lumen.

Fl-1993, S. Nakamura ħoloq l-ewwel dijodu blu, li kien ikkaratterizzat minn luminożità għolja. Minn dan il-mument sar possibbli li jinħoloq kwalunkwe spettru tal-kulur (inkluż abjad). It-teknoloġija ilha tiżviluppa bla heda.

Meta jiġi kkombinat tip blu u ultravjola ta 'dijodi, jinkiseb illuminatur tal-fosforu abjad. Huma gradwalment beda jbiddel lampi inkandexxenti. Sal-2005, id-dijodi ġew prodotti b'flux luminuż ta 'sa 100 lm u saħansitra ogħla. L-azzar beda jipproduċi dawl abjad b'kuluri differenti (sħun, kiesaħ).

Tagħmir LED

Biex tifhem kif jaħdem id-dijodu li jarmi d-dawl, huwa meħtieġ li l-apparat jiġi kkunsidrat fid-dettall. Dan l-apparat tad-dawl, fil-fehma tar-rappreżentanti tal-Assoċjazzjoni għall-Iżvilupp tal-Industrija Optoelettronika u d-Dipartiment tal-Enerġija, dalwaqt se jsir is-sors l-aktar popolari ta 'dawl f'djar, uffiċċji u istituzzjonijiet ordinarji.

L-LED huwa bbażat fuq kristall semikunduttur. Jibda kurrent elettriku biss f'direzzjoni waħda. Il-kristall jinsab fuq sustrat speċjali. Ma twettaqx kurrenti. Il-korp jipproteġi l-kristall minn influwenzi esterni. Għandu riżultati f'forma ta 'kuntatti, kif ukoll sistema ottika.

Biex iżżid il-ħajja tal-apparat, l-ispazju bejn il-lenti tal-plastik u l-kristall innifsu kien mimli b'komponent ta 'silikon trasparenti. Biex tneħħi s-sħana żejda, tintuża bażi tal-aluminju. Dan huwa l-apparat tas-soltu ta 'dijodu modern. Meta taħdem, tirrilaxxa ammont relattivament żgħir ta 'sħana. Dan huwa wkoll vantaġġ tal-mezz.

Prinċipju ta 'operazzjoni

Meta wieħed iqis kif jaħdem l-LED, huwa meħtieġ li wieħed jifhem il-prinċipju bażiku ta 'tħaddim ta' dawn l-apparati. L-apparat tat-tip preżentat għandu transizzjoni ta 'elettroni-toqba. Dan huwa minħabba l-prinċipju differenti tal-konduttività tal-komponenti tal-illuminatur. Semikonduttur wieħed għandu eċċess ta 'elettroni, u l-ieħor għandu toqob żejda.

Bl-għajnuna tal-proċess ta 'doping, il-materjal imtaqqab ikun arrikkit b'tagħmir negattiv ta' ċarġ. Jekk kurrent jiġi applikat fil-post fejn is-semikondutturi huma arrikkiti bi ħlasijiet opposti, jinkiseb spostament dirett. Permezz tat-tranżizzjoni ta 'dawn iż-żewġ materjali, l-elettriku se jimxi.

F'dan il-każ, fil-korp tad-dijodu hemm fużjoni ta 'trasportaturi ta' ċarġ bi status ta 'elettriku differenti. Meta toqob u elettroni jikkonfliġġu, ċertu ammont ta 'enerġija jiġi rilaxxat. Dan huwa l-quantum tal-fluss tad-dawl. Huwa msejjaħ photon.

Kulur tal-LED

Meta jinħolqu d-dijodi, jintużaw diversi materjali semikondutturi. Dan jiddetermina l-kulur li joħroġ matul it-tħaddim tal-mezz ippreżentat. Materjali differenti huma kapaċi jibagħtu mewġ ta 'tulijiet differenti fl-ispazju. Dan jippermetti lill-għajn tal-bniedem biex tara dan jew dak il-kulur tal-ispettru viżibbli.

L-istudju tal-mistoqsija dwar kif jaħdmu l-LED, wieħed għandu jikkunsidra l-materjali tas-semikondutturi. Preċedentement, il-fosfru tal-gallju, it-triplu GaAsP, il-komposti AlGaAs intużaw għal skopijiet bħal dawn. Fl-istess ħin, l-apparat jista 'jibgħat nixxiegħa tad - dawl aħmar aħdar isfar fl-ispazju .

It-teknoloġija ppreżentata issa tintuża biss għal apparati indikaturi. Illum għal dawn il-prodotti l-użu ta 'aluminju indium-gallium (AllnGaP) u indium-nitride gallium (InGaN). Huma jifilħu livell pjuttost għoli ta 'tgħaddi l-kurrent, l-umdità għolja u t-tisħin. Taħlita ta 'tipi differenti ta' LEDs hija possibbli.

Kuluri tat-taħlit

Tapes moderni tad-dijodu jistgħu jipproduċu sfumaturi ta 'dawl differenti. Strument wieħed jista 'jipproduċi kulur monotonu. Meta jinħoloq apparat multi-kristall huwa possibbli li jinkiseb numru kbir ta 'sfumaturi differenti. Bħal monitor tat-TV jew tal-kompjuter, id-dijodu jista 'joħloq kulur bl-użu tal-mudell RGB (stands għal aħmar, aħdar, blu).

Dan huwa prinċipju sempliċi li jippermettilek tifhem kif jaħdmu RGB LEDs. B'din it-teknoloġija, tista 'toħloq u dawl abjad. Biex tagħmel dan, it-tliet kuluri huma mħallta fi proporzjonijiet ugwali.

Madankollu, minbarra t-teknoloġija ppreżentata, huwa possibbli li jinkiseb glow abjad meta dijodu ta 'radjazzjoni ta' mewġa qasira (ultravjola, blu) ikun imqabbad flimkien ma 'kisi tat-tip fosforu isfar. B'kombinazzjoni ta 'fotoni ta' isfar u blu, ir-riżultat huwa glow abjad.

Produzzjoni

Biex tifhem kemm volts jaħdmu fuq id-dijodi li jarmu d-dawl, huwa meħtieġ li tiġi kkunsidrata l-produzzjoni ta 'dawn l-apparati. L-ewwelnett, ta 'min jinnota li l-apparati li għandhom matriċi tat-tip RGB huma iktar għoljin minn luminecents. U dawn ta 'l-aħħar jippermettu li tinkiseb dawl ta' kwalità għolja.

L-iżvantaġġ tal-fosfru huwa output ta 'dawl aktar baxx, kif ukoll kulur differenti (temperatura) tal-fluss. Dan l-apparat għandu età aktar mgħaġġla mill-LED. Għalhekk, it-tagħmir tad-dawl taż-żewġ prinċipji ta 'operazzjoni huma għall-bejgħ. Biex jinħolqu indikaturi, jiġu prodotti diodes b'konsum ta '2-4 V ta' vultaġġ kostanti (b'kurrent ta '50 mA).

Biex jinħoloq dawl ta 'grad għoli, huma meħtieġa apparat bl-istess konsum ta' vultaġġ, iżda livell ta 'kurrent ogħla huwa sa 1 A. Jekk wieħed tad-dijodi huma konnessi f'serje f'modulu wieħed, il-vultaġġ totali jilħaq 12 jew 24 V.

Amplifikazzjoni tal-luminożità

Meta wieħed iqis il-kwistjoni ta 'liema vultaġġ qed jaħdmu d-dijodi li jarmu d-dawl, għandu jingħad dwar iż-żieda tal-luminożità tal-apparati ppreżentati. Is-saħħa ta 'tali apparat tilħaq 60 mW. Jekk dawn id-dajowds huma installati f'korp ta 'daqs medju, l-elementi ħfief għandhom jiġu ssettjati għal 15-20 pc.

Dijodi b'ħeffa akbar ta 'luminixxenza jistgħu jġorru qawwa sa 240 watts. Biex tiżgura backlighting normali, elementi simili jkunu jeħtieġu 4-8 biċċiet. Fuq il-bejgħ huma apparati li jistgħu jdawwal kompletament il-post, reklamar ta 'barra, każijiet tal-wiri, eċċ. Jintważaw xi tejps għal dawl ta' intensità medja jew baxxa.

Biex tgħaqqad it-tagħmir ippreżentat, jintużaw unitajiet ta 'kontroll ta' enerġija xierqa. Għat-tejps tal-kulur, huwa possibbli li jintużaw kontrolluri li jikkontrollaw mhux biss l-intensità tad-dawl, iżda wkoll it-ton u l-mod ta 'tħaddim tal-mezz.

Kontroll tal-qawwa

Hemm numru kbir ta 'varjanti tat-tagħmir ippreżentat. Hemm LEDs li jaħdmu fuq batteriji (pereżempju, f'lampi ta 'quddiem), jiddaħħlu f'network stazzjonarju. Dawn jintużaw kemm għal xogħol intern kif ukoll estern. Skont il-kundizzjonijiet tal-applikazzjoni, tintgħażel il-klassi xierqa ta 'protezzjoni tad-dijodu.

Biex taġġusta l-luminożità tad-dawl, il-vultaġġ tal-provvista ma jitnaqqasx. Il-modulazzjoni tal-wisa 'tal-impuls (PWM) tintuża biex tnaqqas l-intensità tal-luminexxenza. F'dan il-każ, l-unità ta 'kontroll tinxtara.

Il-metodu ppreżentat jikkonsisti fil-forniment ta 'dijodu b'kurrent modulat bil-polz. Il-frekwenza tas-sinjal tilħaq eluf ta 'hertz. Il-wisa 'tal-pulsazzjonijiet u l-intervalli ta' pawżi jistgħu jvarjaw. Tista 'tikkontrolla d-dawl tal-mezz. Id-dijodu f'dan il-każ mhux se joħroġ.

Durabilità

Id-dijodi huma meqjusa bħala mezzi dewwiema. Dan huwa minħabba d-disinn tagħhom. Madankollu, jekk l-LEDs fuq il-fanal ma jaħdmux, huwa possibbli li l-operazzjoni tagħhom tkun skadiet. Dan jista 'jiġi ddeterminat bis-saturazzjoni tad-dawl u l-bidla fil-kulur.

Ukoll, l-esperti jinnutaw li l-ħajja ta 'apparat b'enerġija baxxa hija ħafna itwal. Iżda anke fil-lenti jew bozoz aktar brillanti, id-dajowds huma ggarantiti li jaħdmu 20-50 elf siegħa. Peress li m'għandhomx elementi strutturali fraġli, l-influwenzi mekkaniċi huma aktar probabbli li ma jagħmlux ħsara lil dawn il-lajters.

Wara li studja kif jaħdem il-LED, wieħed jista 'jifhem il-prinċipju tad-disinn tal-mezz, kif ukoll il-karatteristiċi tal-prestazzjoni tiegħu. Dan it-tagħmir huwa meqjus bħala l-illuminatur tal-ġenerazzjoni futura.