Из чего состоит светодиод
Популярность светодиодной техники стремительно растет, поскольку она предоставляет возможность реализации самых сложных решений в плане декорирования и освещения. Особенно актуально светодиодное оборудование в области светодизайна и интерьерного оформления.
Что такое светодиод?
Под данным термином подразумевается полупроводниковый прибор, способный преобразовывать электрический ток в световое излучение. Состоит стандартный образец LED (light emitting diode) из особого кристалла-полупроводника, размещенного на специальной подложке, а также защитного корпуса и оптической системы.
Рассматриваемое устройство создает свечение, возникающее в результате рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Чтобы обеспечить подобный эффект необходим контакт двух полупроводников, отличающихся между собой типами проводимости. Достигается это за счет легирования приконтактных слоев кристалла так называемыми донорскими и акцепторными примесями.
Отметим, что не каждый электро-световой переход способен обеспечить свечение. Здесь необходимо соблюдение двух критически важных условий.
- Кристалл полупроводника не имеет дефектов.
- Ширина запрещенной зоны предельно близка к энергии кванта света.
Исполнить эти требования в структуре с единым p-n-переходом практически невозможно. А потому производители предлагают многослойные структуры, состоящие из нескольких полупроводников.
Конструктивные особенности
Светодиоды отличаются простым устройством. Они состоят из:
- полупроводникового кристалла;
- катода и анода;
- отражателя и рассеивателя.
Каждый из перечисленных конструктивных элементов имеется в любом светодиоде, независимо от его типа и назначения.
Рассматриваемые устройства являются низковольтными. Так, для индикаторных моделей параметры питающего напряжения варьируются в пределах от двух до четырех Ватт при силе тока до 50 мА. Аналогичное оборудование, используемое для основного и вспомогательного освещения помещений, декоративной подсветки и прочих подобных задач потребляют такое же напряжение, однако электрический ток для них должен быть выше, вплоть до одного Ампера. Это значит, что в модуле суммарное напряжение подобной светотехники составляет 12 или же 24 Ватт.
Цвет свечения
Свет, излучаемый светодиодом, находится в достаточно узком диапазоне спектра. Это обусловлено тем, что свечение кристалла происходит в конкретном цвете видимого диапазона, который зависит от химического состава полупроводников.
Светодиоды могут излучать свет различных оттенков, которые формируются разными методами.
- Использование люминофора, которым покрывается линза диода, позволяет получить практически любое цветовое оформление, однако обычно данная методика применяется при изготовлении изделий белого цвета.
- В случае с технологией RGB нужный тон свечения задается путем применения в едином кристалле трех различных диодов, излучающих, соответственно, красный, зелены и синий цвет. Корректировка оттенка в этом случае происходит путем смены интенсивности каждого конкретного светодиода.
- Еще одним методом, посредством которого можно создать нужный цвет свечения, является использование разных полупроводников или примесей. Материалы для этих целей подбираются, исходя их поставленных задач и целей.
Напомним, что цвет светоизлучающего диода можно варьировать в широком оптическом диапазоне – от ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Изделия желтого и красного свечения формируются на основе фосфида галлия, тогда как их аналоги фиолетового, синего и зеленого оттенков изготавливают с применением нитридов галлия.
Классификация
Сегодня светодиоды разделяют на несколько групп по характеристикам и назначению оборудования. Так, выделяют светодиоды:
- осветительные и индикаторные;
- фронтальные и торцевые;
- монохромные и многоцветные;
- стандартные и защищенные;
- ультрафиолетовые и инфракрасные.
Кроме того рассматриваемое оборудование может быть разного типа, к примеру, Dip, Spider, Smd, Cob, Filament или Oled.
- Комментарии