Fényelektromos átalakítók fényforrása
A félvezető kristályban lévő lumineszcencia akkor merül fel, ha az elektront és a lyukakat a pn csomópont régiójában rekombinálják. A p-n csomópont régióját két különböző vezetőképességű félvezető érintkezik. Ennek érdekében a félvezető kristály érintkező rétegeit különböző szennyeződésekkel adják el, az egyik oldalon az akceptor. másrészt - donor.
A p-n-csomópont lett fényt bocsátanak ki a bandgap a LED aktív régió közel kell lennie a foton energiája a látható fény tartományában. Másodszor, a félvezető kristálynak kevés hibát kell tartalmaznia, amelyek miatt a rekombináció sugárzás nélkül következik be. Annak érdekében, hogy mindkét feltételt kielégítsük, gyakran egy pn keresztmetszet egy kristályban nem elegendő, és a gyártóknak többrétegű félvezető szerkezetek, úgynevezett heterostruktúrák gyártására kényszerülnek.
Nyilvánvaló, hogy minél több áram áthalad a LED-en, annál jobban világít. mivel minél nagyobb az áramerősség, annál több elektron és lyuk kerül be a rekombinációs zónába egységnyi idő alatt. Azonban, mivel a belső ellenállása a félvezető és a p-n-átmenet és dióda melegíti egy nagy áram tud éget - olvadék vezet vezetékek vagy perezhzhen félvezető magát.
A kék LED-eket nagy sávú résszel rendelkező szilikonvezetékek - szilícium-karbid, a II. És IV. Csoportba tartozó elemek vegyületei vagy a III. Csoportba tartozó nitridek elemei alapján készítették. Azonban a SiC-re épülő LED-ek esetében a hatékonyság túl alacsony volt, és a sugárzás kvantum-hozama alacsony volt (azaz a kibocsátott kvantumok száma rekombinált páronként). A ZnSe cink-szelenid szilárd oldatokon alapuló fénykibocsátó diódák esetében a kvantumhozam nagyobb volt, de a nagy ellenállóképesség miatt túlmelegedtek és rövid ideig éltek. Az első kék LED-et gallium-nitrid filmek alapján készítették zafír (!) Szubsztráton.
A LED-ekből származó fehér fény többféleképpen érhető el:
- keverje össze a színeket az RGB technológiával. Egy mátrixon sűrűn elhelyezik a vörös, kék és zöld LED-eket, amelyek sugárzását optikai rendszerrel, például lencsékkel keverik;
- Az ultraibolya sugárzást kibocsátó LED felületén három foszfor felhasználható. kék, zöld és piros fényt bocsát ki. A fluoreszkáló lámpa elve szerint;
- A sárga-zöld vagy zöld vörös foszfor a kék LED-re kerül. Ebben az esetben két vagy három sugárzás keveredik, fehér vagy fehér fényt alkotva.
Az iparág mindkét fénykibocsátó diódát foszforos és RGB-mátrixokkal állítja elő - eltérő alkalmazásokkal rendelkezik. A jelzéshez használt tipikus LED 2 - 4 V DC-t fogyaszt 50 mA-ig. A világításhoz használt LED ugyanazt a feszültséget fogyasztja, de az áram magasabb - több száz mA-től 1 A-ig a designban. A LED modulban az egyes LED-ek sorba kapcsolhatók, és a teljes feszültség magasabb (jellemzően 12 vagy 24 V).
A LED csatlakoztatásakor meg kell figyelni a polaritást. ellenkező esetben a készülék meghibásodhat. A leállítási feszültség általában több, mint 5 V egy LED esetén. A LED fényerejét a fényáram és a fény tengelyirányú ereje, valamint az irányított mintázat jellemzi. A különböző minták meglévő LED-jei 4-140 fokos szögben sugároznak. A színt a szokásos módon a kromatikus koordináták és a színhőmérséklet, valamint a sugárzás hullámhossza határozza meg.
A LED-ek fényerejét nem szabályozza a tápfeszültség csökkentése. és az úgynevezett impulzusszélesség-moduláció (PWM). Ehhez egy speciális vezérlőegységre van szüksége. PWM-eljárás az, hogy a LED szállított nem állandó, és egy impulzus modulált áram, a jel frekvencia kell a több száz vagy több ezer hertz, és az impulzus szélessége, és a rések között változhat. A LED átlagos fényereje szabályozható, míg a LED nem múlik el.
A LED-ek viszonylag tartósak, de az erős LED-ek élettartama rövidebb, mint az alacsony fogyasztású jeleké. Azonban ez jelenleg 20-50 ezer óra. Az öregedés elsősorban csökkenő fényességgel és színváltozással magyarázható.
A LED emissziós spektruma közel áll a monokrómhoz. ami a kardinális különbség a napsugárzás spektruma vagy az izzólámpa között.