Светодиодные лампы для автомобилей, дома и офиса

Светодиод - лампочка двадцать первого века

Светодиод SMD CREE T6Led, (light emitting diodes)  полупроводниковый прибор, создающий световое излучение в момент прохождения через него электрического тока. Спектр излучаемого света имеет узкий диапазон. Его характеристики зависят во многом от химического состава наполняющих его кристаллов. Каждый кристалл светодиода излучает конкретный цвет, в отличие от лампы

излучающей более широкий спектр, в которой конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром. Светодиоды создают электролюминесцентный  свет в полупроводниковом материале. Электролюминесценция является феноменом светоизлучающего материала, в момент передачи через него электрического тока или электрического поля - это происходит, когда электроны передаются через материал и заполняют электронные дырки. Электронная дырка существует там, где в атоме не хватает электронов (отрицательно заряженные) и, следовательно, имеет положительный заряд. Из  физики твёрдого тела: электронная дырка — это отсутствие электрона в электронной оболочке. В некоторых случаях, поведение электронной дыры внутри кристаллической решётки полупроводника сравнимо с поведением пузыря в полной бутылке с водой. Её проводимость может быть объяснена следующим образом: представьте себе ряд людей сидящих в аудитории, где нет запасных стульев. Если кто-нибудь из середины ряда хочет уйти, он прыгает через спинку стула в пустой ряд и уходит. Здесь пустой ряд — аналогия зоны проводимости, а ушедшего человека можно сравнить с свободным электроном. Теперь представим, что ещё кто-то хочет прийти и сесть. В пустом проходе неудобно находиться, и он хочет сесть. Тогда зритель, сидящий возле пустого места, пересаживается туда, и это повторяют все его соседи. Таким образом, пустое место как бы двигается к краю ряда. Когда вакантное место окажется рядом с новым зрителем, он сможет сесть в освободившееся место. В этом процессе каждый сидящий передвинулся вдоль ряда. Если представить, что зрители это отрицательно заряженные электроны, такое движение можно было бы назвать электрической проводимостью, тогда вакантные места обладают положительным зарядом. Это простая модель, показывающая, как дырочная проводимость работает. Однако в реальности, из-за свойств кристаллической решётки, электронная дыра не локализована в определённом месте, как описано выше, а размазана на площади многих сотен кристаллических решеток.

Используемые для производства диодов полупроводниковые материалы, такие как германий и кремний могут быть "легированы" акцепторными примесями, для того, чтобы создать и контролировать количество электронов электронной дыры. При легировании полупроводников можно создать два отдельных типа полупроводников в одном и том же кристалле. Границу между двумя областями полупроводника с разными типами проводимости называют электронно-дырочным переходом или p-n – переходом, который позволяет току проходить через него в одну сторону, именно поэтому они используются в качестве светодиодов. Светодиоды производятся с помощью создания p-n переходов. В зависимости от используемых в переходах материалов их разделяют на гомогенные и гетерогенные. Гомогенным переходом называют переход, созданный в одном полупроводниковом материале (только в германии, только в кремнии, только в арсениде галлия). Гетерогенный переход создается на границе различных полупроводниковых материалов: германий-кремний, кремний-арсенид галлия. В тот момент, когда  электроны проходят через один кристалл к другому они заполняют электронные дырки, при этом они излучают фотоны, так Рождается Свет.

По цвету свечения и силе светового потока, различают моно кристальные,  и поли кристальные светодиоды. Поли кристальные светодиоды RGB содержат в своем корпусе три кристалла, каждый из которых даёт свой цвет: красный (red), зеленый (green) и синий (blue). Благодаря смешению этих основных цветов, SMD светодиод может излучать всю цветовую гамму, а самое главное холодный белый свет.

История открытия первых светодиодов начинается в далёком 1907 году с исследования в области полупроводников, в Америке Дж. Раунд наблюдал электролюминесценцию в карбиде кремния. В 1923 г. Наш соотечественник Лосев Олег обнаружил одну из разновидностей активности полупроводников: холодное безынерционное свечение. В 1947 американские физики Д. Бардин, У. Браттейн, В. Шокли изучали эффект полупроводников.  В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». С 1962  года, в коммерческих целях, начинают свои исследования технологии светодиодов компаний  Bell  Labs,  Hewlett-Packard,  IBM, Monsanto, and RCA. В  1968 году HP  и Monsanto презентовали миру первые  красные  светодиоды. В 1971  году компанией  НP  выпустила первое   портативное  устройство в котором  был  применен Led  дисплей.

На сегодняшний день в быту повсеместно  используются крошечные светящиеся индикаторы.  В том числе для передачи сигналов от пульта дистанционного управления к электронному оборудованию, бытовой технике. До 1990-x производство могло выпускать диоды только трёх цветов:  красные, желтые и зеленые. В 1993  году  компании  Nichia,  первая  в  мире,  начала  масштабный  выпуск светодиодов с синим свечением. В 1995 году японский учёный Накамура изобрёл белый светодиод. В сентябре 2006 года он был удостоен премии «Миллениум» (1 миллион евро) и «узаконен» как лидер светодиодной революции.

В США ученые  Кембриджского  университета  разработали  недорогие  и одновременно  яркие светодиоды. Мощность светового потока новых диодов в двенадцать раз превышает лампы накаливания. Светодиодные лампы  имеют превосходство над лампами дневного света, они мгновенно реагирует на включение. Стоимость новых led ламп, при поточном производстве не будет превышать  трёх долларов США. Снизить себестоимость удалось за счет использования кремниевого соединения, вместо дорогого  сапфира.  Мощности светодиодные лампы достаточно для освещения жилой  комнаты  средних размеров. Важным качеством разработанной светодиодной лампы является её долговечность. Заявленный срок службы светодиодных ламп шесть десятков лет.  В экологическом плане светодиодные лампы однозначно побеждают:  экономят электроэнергию,  не  содержит  ртути,  а  при  горении  сияет  ровным, не мерцающим  светом.  Как  следствие — при использовании  ультрасовременных ламп  не  будут страдать люди с неважной психикой или склонные к головным болям.

Среди light emitting diodes, SMD светодиоды — самые миниатюрные и компактные. Несмотря на это, изделия обладают очень мощным световым потоком, благодаря низкому тепловому сопротивлению и отличной герметизации. Маркировка SMD исходит от первых заглавных букв, характеризующих суть светодиодов нового поколения — Surface Mounted Devices (устройства, монтируемые на поверхность).SMD светодиоды позволяют получать достаточно гибкие конструкции с высокой плотностью размещения элементов и небольшим потреблением электроэнергии,  и углом свечения до 160 градусов. Ярким представителем этих конструкций являются светодиодные ленты, светодиодные лампы, автомобильные lсветодиодные лампы.

В результате более 100 летней истории развития полупроводниковой отрасли, на сегодняшний день, мы получили свободный доступ к уникальному по своей сути продукту полученному с помощью применения нано технологий – светодиодным лампам.

led lampa

В США бывший президент Джордж Буш подписал закон о замене традиционных бытовых лампочек энергосберегающими led лампами. Результатом, которого должно стать сокращение энергопотребления лампами на 30%. Окончательный отказ от ламп накаливания должен наступить через семь лет, таким образом, изобретенная Томасом Эдисоном лампа на территории США уйдет в прошлое. Ожидаемый экономический эффект от внедрения законопроекта примерно на $18 млрд., именно на эту сумму сократятся затраты населения на электроэнергию. Таким образом, с 20 веком, уходят и его выдающиеся изобретения, а им на смену, приходят новые, более грандиозные, учитывающие рациональное отношение к ресурсам технологии.

Реклама