Презентация на тему: “Светодиоды”
Светодиод или светоизлучающий диод(СИД, в английском варианте LED — light emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий не когерентный свет при пропускании через него электрического тока. Светодиод излучает свет при приложении к нему прямого напряжения. Причем свет может быть как видимым, так и невидимым для человеческого глаза (инфракрасный, ультрафиолетовый диапазоны).
Преимущества светодиодов
Высокая механическая прочность и надежность
Отсутствие разогрева и высоких напряжений
Высокий уровень электро- и пожаробезопасности
Безынерционность
Сверхминиатюрность
Удобство в установке
Старение светодиодов
Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и составляет в настоящее время 20-50тысяч часов. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.
Области применения
Мобильные устройства
Алфавитно-цифровыетабло и дисплеи
Световая реклама
Транспортные средства
Активные дорожные знаки, уличные указатели
Как и в обычном полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-nпереход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки рекомбинируют с излучением фотонов.
При приложении к диоду электрического поля электроны и дырки в материалах p- и n-типаустремляются кp-n-переходу.Когда носители заряда подходят кp-n-переходу,электроны инжектируются в материалр-типа.При подаче отрицательного напряжения со стороны материалаn-типачерез диод протекает электрический ток в направлении от материалаn-типав материал р- типа. Это называетсяпрямым смещением.
Когда избыточные электроны переходят из материала n-типав материалр-типаи рекомбинируют с дырками, происходит выделение энергии в виде фотонов, элементарных частиц (квантов) электромагнитного излучения. Все диоды испускают фотоны, но не все диоды испускают видимый свет.
Квантовый выход — это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электроннодырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний — в самом p-n-переходе,внешний — для прибора в целом (ведь свет может теряться «по дороге» — поглощаться, рассеиваться). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим теплоотводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а для синих — 35%.
Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода.
Рассмотрим область прямого включения. При некотором значении прямого напряжения Uнач от анода к катоду пойдет ток, и светодиод засветится. В области свечения через светодиод протекает ток допустимого значения. Однако если питающее напряжение увеличивать, то при некотором значении Uпр.max ток, проходящий через светодиод будет настолько большим, что может разрушить его внутреннюю структуру, то есть вывести светодиод из строя.
При подаче небольшого обратного напряжения, попадающего в область запирания, ток через светодиод не протекает. Однако если увеличивать значение обратного напряжения то можно добиться того, что через светодиод начнет протекать обратный ток от катода к аноду. При некотором значении напряжения Uобр.max светодиод будет выведен из строя недопустимым значением обратного тока.
Рабочее значение напряжения питания и прямого тока светодиода должно выбираться из области напряжений от Uнач до Uпр.max. Обычно производители светодиодов указывают значение номинальной яркости свечения диода и соответствующее данной яркости значение необходимого прямого тока. Также производители указывают максимальные (предельные) значения прямого и обратного напряжений.
Материал, из которого изготавливается светодиод, выбирается таким образом, чтобы длина волны испускаемых фотонов находилась в пределах видимой области спектра излучения. Разные материалы испускают фотоны с разными длинами волн, что соответствует разным цветам испускаемого света.
Цвет светодиода зависит исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» светодиод, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.
Основные материалы для производства монохромных светодиодов. AlInGaP и InGaN покрывают почти весь спектр видимого излучения для светодиодов высокой интенсивности, кроме желто-зеленойи желтой областей спектра с длиной волны550–585нанометров (нм). Цвета, соответствующие этому диапазону длин волн, могут быть получены с помощью совместного использования зеленых и красных светодиодов.
Цвет | длина волны | Напряжение (В) | ||
(нм) | ||||
|
| |||
Инфракрасный | λ > 760 | U < 1.9 | ||
Красный | 610 < λ < 760 | 1.63 < U < 2.03 | ||
Оранжевый | 590 < λ < 610 | 2.03 < U < 2.10 | ||
Жёлтый | 570 < λ < 590 | 2.10 < U < 2.18 | ||
Зелёный | 500 < λ < 570 | 1.9 < U < 4.0 | ||
Голубой | 450 < λ < 500 | 2.48 < | U < 3.7 | |
Фиолетовый | 400 < λ < 450 | 2.76 < | U < 4.0 | |
| Смесь |
|
| |
Пурпурный | нескольких | 2.48 < | U < 3.7 | |
| спектров |
|
| |
Ультрафиолетовый | λ < 400 | 3.1 < U < 4.4 | ||
Белый | Широкий спектр | U ≈ 3.5 | ||
Материал полупроводника
Арсенид галлия (GaAs)
Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
Алюминия-галлияарсенид (AlGaAs) Галлияарсенид-фосфид(GaAsP)Алюминия-галлия-индияфосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Галлия фосфид-арсенид(GaAsP)Алюминия-галлия-индияфосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Галлия арсенид-фосфид(GaAsP)Алюминия-галлия-индияфосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
Индия-галлиянитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP)
Алюминия-галлия-индияфосфид (AlGaInP)Алюминия-галлияфосфид (AlGaP)
Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлиянитрид (InGaN)
Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата
Индия-галлиянитрид (InGaN)
Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком
Алмаз (235 нм) Нитрид бора (215 нм)
Нитрид алюминия (AlN) (210 нм) Нитрид алюминия-галлия(AlGaN)
Нитрид алюминия-галлия-индия(AlGaInN) — (менее 210 нм) Голубой/ультрафиолетовый диод с люминофором;
Белые светодиоды
Светодиоды белого свечения имеют устойчивый спрос и находят применение на множестве прикладных рынков (мобильные коммуникации, общее освещение, автомобильные приборные панели, вывески и реклама). В настоящее время потребление белых светодиодов составляет более 50% от общего потребления светодиодов высокой яркости.
Презентация по теме «Производство светодиодных ламп»
Вы когда-нибудь думали всерьез о лампочках? Ну, вот так, чтобы сеть и подумать. Всерьез. Нет? Я тоже нет! До тех пор, пока не попал на китайский завод по производству ламп.
Но сначала — немного истории…
Одни считают, что лампочку изобрел Павел Яблочков. Другие доказывают, что ее сконструировал другой русский изобретатель — Лодыгин, третьи уверены, что изобретение лампочки принадлежит Томасу Эдисону. Кроме того, за право называться изобретателем лампочки спорят немец Генрих Гёбель, англичанин Джозеф Вильсон Сван, венгерский доктор наук Шандор Юст и еще десяток ученых прошлого века.
Но на самом деле ее изобрел В. И. Ленин. Иначе, почему она называется «Лампочка Ильича»?!
Какие лампочки горят у вас дома? Накаливания?
Вы меня извините, конечно, но это прошлый век. Даже позапрошлый. Ими пользуются только в России. Ну и еще, наверное, в Эстонии. Весь цивилизованный мир терпеливо дождался, когда перегорит последняя лампочка накаливания и вкрутил на ее место сберегающую лампочку. Атомные и гидроэлектростанции вздохнули с облегчением.
Такие энергосберегающие лампочки – дороже, но при той же яркости они потребляют в несколько раз меньше электричества, кроме того, их ресурс намного больше.
Но мы живем в современном мире. Все тут развивается чертовски быстро. И так уж получилось, что современные энергосберегающие лампочки не долго были «современными». На смену им идут лампы светодиодные. Идут быстро и безжалостно. Их преимущества очевидны. Они, опять же, потребляют в разы меньше электричества, и срок их работоспособности стремится к бесконечности.
Раньше светодиоды использовались в радиотехнике исключительно в качестве индикаторов и подсветки. Они практически не потребляли электричества, но при этом горели очень тускло. Со временем умные и настойчивые японцы научились «разгонять» светодиоды. И сейчас они могут светить дьявольски ярко. А трудолюбивые китайцы научились собирать бытовые и промышленные лампы из этих светодиодов.
Полную информацию смотрите в файле.
videouroki.net
Презентация к лекциям электрическое освещение
Описание слайда:На что следует обратить внимание при покупке Мощность. Энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью. Диапазон мощностей варьируется от 3 до 90 Вт. Следует учитывать, что коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания. Поэтому при выборе энергосберегающей лампы, надо придерживаться правила – делить мощность обычной лампы накаливания на пять. Если вы в своей люстре или светильнике применяли обычную лампочку накаливания мощностью 100 Вт, вам будет достаточно приобрести энергосберегающую лампочку мощностью 20 Вт. Цвет света. Энергосберегающие лампы способны светить разным цветом. Данная характеристика определяется цветовой температурой энергосберегающей лампы. 2700 К – теплы белый свет. 4200 К – дневной свет. 6400 К – холодный белый свет. Чем ниже характеристика цветовой температуры энергосберегающей лампы, тем спектр цвета смещается к красному, чем выше – спектр цвета смещается к синему. В такой ситуации лучше поэкспериментировать с подбором нужного вам цвета, прежде чем заменить все лампочки в квартире на один цвет. Выбирайте нужный вам цвет, исходя не только из особенностей интерьера вашей квартиры или офиса, но и особенностей вашего зрения и зрения окружающих вас людей. Просто цвет, создаваемый энергосберегающей лампочкой, отличается от привычного света от лампочки накаливания, и многие люди не могут сразу к нему привыкнуть, если цвет подобран неправильно. Для дома и квартиры рекомендуется применять более теплые цвета – мягкий белый цвет (теплое свечение). Размер. Энергосберегающие лампы производят в двух основных формах: U-подобная и в виде спирали. Никакой разницы в принципе работы этих видов ламп нет, отличия заключаются только в размерах. U-подобные лампы просты в производстве, дешевле спиралевидных ламп, но чуть больше по размеру. При покупке таких ламп следует заранее определить – подойдет ли выбранная U-подобная энергосберегающая лампа в вашу люстру, бра или светильник. Спиралевидные лампы сложнее произвести, они чуть дороже U-подобных, но имеют традиционные размеры как у лампочек накаливания, и как результат подходят ко всем световым приборам, где раньше применялись лампочки накаливания. Тип цоколя. Энергосберегающие лампы, как и традиционные лампочки накаливания, имеют различный тип цоколя. Большая часть световых приборов рассчитана на цоколь Е27. Но есть и такие приборы, которые имеют цоколь Е14. Если в вашу люстру вкручивалась большая лампочка накаливания, то это цоколь Е27. Если у вас светильник с маленькой или средней лампочкой накаливания, то возможно это цоколь Е14.
infourok.ru