Luminiscenta apare în cristal semiconductor în timpul recombinarea electronilor și găuri în p-n-joncțiunii. Regiunea joncțiunii p-n este formată prin contactul a două semiconductori cu diferite tipuri de conductivitate. În acest scop, straturile de contact ale unui cristal semiconductor sunt dopate cu impurități diferite: o parte este acceptor. pe de altă parte - donator.
La p-n-joncțiune a devenit emit lumină în decalajul de banda a regiunii active cu LED-uri ar trebui să fie aproape de energia fotonilor gamei luminii vizibile. În al doilea rând, un cristal semiconductor trebuie să conțină puține defecte, din cauza căruia se produce o recombinare fără radiații. Pentru a satisface ambele condiții este adesea una dintre joncțiunii pn în cristal nu este suficient, iar producătorii sunt obligați să izgotavleniye structuri semiconductoare multistrat, așa-numitele heterostructurilor.
Evident, cu cât trece mai mult curentul prin LED, cu atât mai mult strălucește. deoarece cu cât este mai mare curentul, cu atât mai mulți electroni și găuri intră în zona de recombinare pe unitate de timp. Totuși, datorită rezistenței interne a semiconductorului și a joncțiunii p-n, dioda se încălzește și, la un curent înalt, poate arde - firele de intrare se vor topi sau semiconductorul însuși va fi ars.
LED-urile albastre au fost realizate pe bază de semiconductori cu un decalaj mare de bandă - carbură de siliciu, compuși ai elementelor din grupa II și grupa IV sau nitruri din elementele grupului III. Cu toate acestea, pentru LED-urile bazate pe SiC, eficiența a fost prea mică și randamentul cuantic al radiației a fost scăzut (adică numărul de quante emise pe pereche recombinată). În soluția solidă pe bază de LED-uri de seleniură de zinc randamentul cuantic ZnSe a fost mai mare, dar ele sunt supraîncălzite datorită rezistenței mari și au fost de scurtă durată. Primul LED albastru a fost produs pe baza filmelor cu nitrură de galiu pe un substrat de safir (!).
Lumina albă de la LED-uri poate fi obținută în mai multe moduri:
- amestecați culorile folosind tehnologia RGB. Intr-o matrice dens aranjate LED-uri roșii, albastre și verzi, a caror radiatie este amestecat cu un sistem optic, cum ar fi lentilele;
- Pe suprafața LED-ului care emite în domeniul ultraviolet, se aplică trei fosforuri. care emite, respectiv, lumina albastră, verde și roșie. Prin principiul unei lămpi fluorescente;
- Fosforul galben-verde sau roșu-verde este aplicat pe LED-ul albastru. În acest caz, două sau trei radiații sunt amestecate, formând o lumină albă sau o lumină aproape de alb.
Industria produce atât diode emițătoare de lumină cu matrice de fosfor, cât și RGB - au aplicații diferite. Un LED tipic utilizat pentru indicare consumă 2 până la 4 Vcc la un curent de până la 50 mA. LED-ul utilizat pentru iluminare consumă aceeași tensiune, dar curentul este mai mare - de la câteva sute de mA la 1 A în proiect. În modulul LED, LED-urile individuale pot fi conectate în serie și tensiunea totală este mai mare (de obicei 12 sau 24 V).
Când conectați LED-ul, este necesar să respectați polaritatea. în caz contrar, dispozitivul poate funcționa defectuos. Tensiunea de spargere este de obicei mai mare de 5 V pentru un LED. Luminozitatea LED-ului este caracterizată de fluxul luminos și forța axială a luminii, precum și de modelul de direcție. LED-urile existente de diferite modele radiază într-un unghi solid de la 4 la 140 de grade. Culoarea, ca de obicei, este determinată de coordonatele de cromaticitate și temperatura de culoare, precum și de lungimea de undă a radiației.
Luminozitatea LED-urilor nu este controlată prin reducerea tensiunii de alimentare. și așa-numita metodă de modulare a lățimii pulsului (PWM). Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de o unitate specială de control. Metoda PWM este aceea că LED-ul este alimentat nu de o constantă, ci de un curent modulate în impulsuri, frecvența semnalului fiind sute sau mii de hertzi, iar lățimea impulsurilor și pauzelor între ele poate varia. Luminozitatea medie a LED-ului devine controlabilă, în timp ce LED-ul nu se stinge.
LED-urile sunt destul de durabile, însă durata de viață a LED-urilor puternice este mai scurtă decât cea a semnalului de putere redusă. Cu toate acestea, și este în prezent 20 - 50 de mii de ore. Îmbătrânirea este exprimată în primul rând prin scăderea luminozității și prin schimbarea culorii.
Spectrul de emisii al LED-urilor este aproape de monocrom. în ceea ce diferența sa cardinală de la un spectru al soarelui sau o lampă cu incandescență.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: