Наверх

v 3.15.31
18.07.2015

Что такое светодиод и как он работает

Доброго времени суток, сегодня мы поговорим о светодиодах, расскажем, что такое светодиод из чего он состоит, как он работает, а также будут рассмотрены все его достоинства и недостатки.

Даже если вы далеки от сферы деятельности радиоэлектроники, то вы в своей жизни не однократно встречались с применением светодиодов в повседневно окружающей вас бытовой технике. Сегодня светодиоды применяются в компьютерах, телевизорах, стиральных машинах, фонарях, брелках и многих других повседневных устройствах.

Что такое светодиод

Что такое светодиод

Начнём с термина из википедии:

Светодио́д — это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Говоря простым языком, светодиод как и обычная лампочка является источником света, который подключён к электрической сети. У светодиодов бывает разный цвет свечения, который очень часто применяется в целях индикации различного рода приборов, а также широко применяется в световом оформлении помещений.

Из чего состоит светодиод

Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, оптической системы и корпуса с контактными выводами. Современные светодиоды практически не похожи на свои первые прототипы, первых корпусных светодиодов, которые применялись для индикации. Из чего состоит современный, мощный светодиод, вы можете увидеть ниже.

Из чего состоит светодиод

Как работает светодиод

И так, как же работает светодиод? Свечение у светодиода возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Можно сделать вывод, что светодиоду просто необходим p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников, которые имеют разные типы проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую — донорскими.

Для того, чтобы p-n-переход стал излучать свет, ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна стремится к энергии квантов света в видимом диапазоне. А также, полупроводниковый кристалл в светодиоде должен содержать крайне мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Чтобы выполнялись эти условия, как правило, одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и производители светодиодов идут на изготовление многослойных полупроводниковых структур, которые называются гетероструктурами.

Достоинства и недостатки светодиода

В светодиоде, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, электрический ток преобразуется непосредственно в световой поток фотонов, и теоретически это преобразование  можно практически сделать без потерь, то есть с максимальной эффективностью энергозатрат. Одно из важных свойств светодиода, является его слабый нагрев корпуса, разумеется при должном теплоотводе, что делает его распространённым в применении для некоторых устройств.

А также светодиод излучает поток фотонов в узкой части спектра, из за чего излучаемый им свет чист, что в особенно ценится свето-архитектурном дизайне, а УФ (ультрафиолетовое) и ИК (инфракрасное) излучение, как правило, отсутствует.

Конструкция корпуса светодиода выполнена механически прочной и исключительно надежной. А его срок эксплуатации может достигать 100000 часов, что в 100 раз больше, чем у ламп накаливания, и  приблизительно в 8 раз больше, чем у люминесцентных ламп. Ещё одним из немало важных факторов применения светодиодов, является его низковольтное потребление электро энергии, что делает его безопасным для жизни деятельности человека.

К единственному недостатку светодиода можно отнести его высокую стоимость которая в несколько раз выше обычных ламп.

Для спраки

Цвет свечения светодиода зависит исключительно от применяемого материала в полупроводнике и от легирующих примесей. Чем ближе свечение светодиода к синему цвету, тем выше энергия квантов, что значит ширина запрещенной зоны должна быть больше.

Ниже в таблице вы можете увидеть цветовые параметры светодиода.

Таблица параметров светодиода

Если вам понравилась статья, то оставляйте свои комментарии, а также вы можете подписаться на рассылку свежих новостей (справа под меню).

РЕКОМЕНДУЕМ
Просмотров: 5013 | Комментариев: 0 | Дата: 15.12.2014
КОММЕНТАРИИ
avatar
ГЛАВНАЯ
новости
СТАТЬИ
65
СХЕМЫ
0
ВИДЕО
55
КНИГИ
9
ПРОГРАММЫ
7
КОМПАНИИ
12
Рейтинг@Mail.ru
Все права защищены © 2010 - 2017
Сайт разработан
и обслуживается