Apakah LED - penerangan terperinci tentang ciri dan jenis

LED ada di mana-mana: di rumah, kereta, telefon. Dengan bantuan mereka, pencahayaan skrin alat yang terang disediakan, sumber pencahayaan yang ekonomik dihasilkan. Sekarang mereka adalah sumber cahaya yang sangat diperlukan. Pertimbangkan peranti dan ciri teknikal jenis utama LED.

Apa itu LED

LED (daripada Diod Pemancar Cahaya Inggeris, atau LED) ialah sumber elektrik keadaan pepejal cahaya tiruan yang diperbuat daripada bahan semikonduktor kekonduksian p dan n. Menggunakan beberapa teknologi - pemendapan melalui topeng, etsa, pemendapan epitaxial, dsb., persimpangan p-n diperolehi.

Dalam bahan semikonduktor jenis-p, pembawa semasa adalah "lubang" - atom kristal semikonduktor, di mana, dengan doping dengan logam khas, mereka mewujudkan kekurangan elektron. Dalam n-bahan, pembawa adalah elektron berlebihan dalam kristal.

"Lubang" hampir tidak bergerak. Ia mempunyai cas positif sama dengan cas elektron. Elektron, "melompat" dari orbit luar satu atom ke orbit luar atom jiran, menggerakkan "lubang" ke arah yang bertentangan.

Prinsip operasi atau apa yang bersinar dalam LED

Dengan menyambungkan voltan malar dengan magnitud dan polariti tertentu ke persimpangan p-n, ia menyebabkan arus elektrik di persimpangan dalam bentuk aliran balas pembawa cas elektrik - "lubang" - "zarah" positif dan elektron - negatif. Apabila aliran ini bertemu di persimpangan p-n, ia bergabung semula atau bergabung. Elektron bebas dengan peningkatan tenaga memasuki "lubang", dan ia hilang.

Skim LED.

Di sebelah kanan ialah bahagian n-semikonduktor kristal, "diperkaya" dengan elektron bebas, di sebelah kiri ialah bahagian p-separa konduktor dengan "zarah" positif - "lubang".

Tenaga dibebaskan dalam bentuk kuanta cahaya. Mereka dipancarkan, i.e. dipancarkan dari hujung kristal. Fluks quanta mengenai pemantul. Permukaannya yang digilap memantulkan cahaya ke arah yang betul. Konfigurasi permukaan khas membentuk corak arah yang diperlukan bagi fluks cahaya.

Skim untuk mendapatkan cahaya dalam simpang p-n.

Voltan untuk menggerakkan peralihan digunakan "+" - ke anod diod, dan "-" - ke katod.

Reka bentuk

Peranti LED dalam bahagian menegak.

Substrat penyingkiran haba digambarkan dalam ungu. Trapezium kelabu - bahagian pemantul pemantul-pemantul bagi konfigurasi anulus yang diperbuat daripada aluminium.Di tengah biru ialah kristal cip LED dengan wayar emas atau perak yang disambungkan yang dipateri ke terminal anod dan katod.

Jenis-jenis LED

LED adalah peranti yang agak "muda". Klasifikasi akhir mereka masih belum berkembang. Oleh itu, banyak pengeluar terkenal menggunakan sistem pembahagian mereka sendiri.

Menurut salah seorang daripada mereka, LED dikumpulkan mengikut tujuannya seperti berikut:

1. Penunjuk.
2. Pencahayaan.

Penunjuk dalam kumpulan mereka dibahagikan kepada jenis berikut.

DIP diod

Singkatan ini diperoleh daripada Pakej Dwi Dalam Talian atau "peletakan dua dalam talian". Biasanya kes adalah silinder, tetapi terdapat juga parallelepiped. Di hujung bawah terdapat wayar paksi yang selari dengan paksi utama simetri badan. Keluaran katod adalah lebih pendek daripada anod.

Pandangan LED DIP di atas PCB, pematerian ke dalam lubang logam kelihatan.

Pembahagian kepada jenis - mengikut diameter kes dan kanta di hujung atas. Diameter dari 2-3 hingga 20 mm dan lebih. Warna bercahaya - mana-mana, beberapa warna putih.

Salah satu jenis - berkelip dalam 2 warna, mempunyai 3 output.

Topi jerami

Terjemahan literal ialah topi jerami atau bryl. Memohon pada LED – badan seperti topi dengan bahagian atas bulat.

Satu varian LED DIP yang dipanggil Topi Jerami atau Topi Jerami.

Plumbum dengan panjang yang berbeza kelihatan, yang pendek ialah katod. Pengehad ketinggian pemasangan juga kelihatan. Di bawah kanta adalah kristal dengan fosfor kuning.

Piranha Super Fluks

Terjemahan langsung - superflow. Piranha - terjemahan ke dalam bahasa Rusia - piranha. Nama LED adalah disebabkan oleh keanehan plumbum logam dalam bentuk jalur sempit. Untuk memudahkan pemasangan di dalam lubang papan litar bercetak, sudut dipotong pada hujung pin semasa pengecapan. Ini adalah bagaimana "gigi" tajam ikan pemangsa ternyata.

Pada output, "bahu" dicap - pengehad yang menetapkan ketinggian sarung di atas papan. Jadi kes itu dibuka untuk penyejukan udara dari bawah. Kristal untuk penyejukan pasif diletakkan di hujung atas petunjuk.

Dengan meletakkan 2 atau 3 cip dalam kes itu, mereka meningkatkan aliran cahaya. Dan diod jatuh ke dalam kumpulan yang sangat terang.

Jenis LED "piranha" dalam bekas lutsinar.

Seseorang boleh melihat kristal "dilindungi" oleh kanta dan penyempitan petunjuk-pembentuk ketinggian pemasangan.

smd

Singkatan untuk Surface Mounted Device, diterjemahkan daripada bahasa Inggeris - peranti yang dipasang pada permukaan. Ia kelihatan seperti kes segi empat tepat yang diperbuat daripada plastik atau seramik. Kesimpulan - dari bawah dan di sisi kes dalam bentuk pad.

Selalunya - pencahayaan, tetapi pada kuasa rendah mereka juga boleh menjadi penunjuk. Kuasa dari mW (milliwatt) ke W. Cahaya ialah sebarang warna atau warna cahaya putih.

Baca juga: Ciri-ciri LED SMD

OLED

Sebagai tambahan kepada LED keadaan pepejal berdasarkan logam semikonduktor - silikon, germanium, galium arsenide, dll., Terdapat sekumpulan LED pada filem sebatian organik. Ia dipanggil LED organik atau OLED - Diod Pemancar Cahaya Organik.

Mereka juga, seperti diod semikonduktor, memancarkan cahaya, tetapi tidak dengan struktur pepejal, tetapi dengan filem nipis. Manakala aplikasi utama ditemui dalam pembangunan paparan warna tunggal. Kelemahan sedia ada bagi filem OLED berwarna ialah masa operasi yang berbeza untuk filem dengan warna cahaya yang berbeza. Sekurang-kurangnya, ini adalah kira-kira 12-15 ribu jam.

Selepas penambahbaikan, LED sedemikian akan digunakan secara meluas dalam telefon bimbit, pelayar GPS kereta dan kapal, dalam pemandangan malam dan peranti untuk memburu dan menembak malam, dsb.

Ulasan video: perbandingan QLED, OLED dan LCD (IPS).

Filamen

Pada tahun 2012-2013LED luar biasa muncul, yang mereka panggil Filamen. Sebenarnya, ini adalah matriks COB dalam bentuk silinder panjang dengan diameter 2-3 dan panjang 15-30 mm. 28-30 hablur biru yang diselingi dengan beberapa hablur merah ditampal pada silinder kaca atau nilam. Mereka disambungkan dalam rantaian siri, dan selepas memeriksa kebolehgunaan, mereka diisi dengan fosfor kuning.

Teknologi untuk pembuatan modul filamen ini dipanggil Chip-On-Glass atau COG.

Matriks COG sedia dibuat diletakkan pada kelengkapan lampu pijar konvensional, dipasang di pangkalan dan diletakkan di dalam kelalang kaca atau plastik. Untuk menyejukkan LED, kelalang diisi dengan helium.

Kuasa lampu - dari 2-3 hingga 10-12 watt. Fluks bercahaya sepadan dengan kecekapan bercahaya LED konvensional 80-100 lm/W.

Hasilnya ialah lampu pijar pengubahsuaian LED. Lampu ini sering salah dirujuk sebagai lampu pijar LED.

Istilah retrofit berasal dari bahasa Inggeris. retrofit - pemodenan atau pengubahsuaian. Ini adalah sumber cahaya baharu dalam perumah dengan dimensi tradisional.

Lampu LED filamen dalam "bola" mentol.

Lampu filamen kuasa tinggi dalam mentol memanjang.

Angka di atas adalah berbeza dalam kuasa dan pengeluar lampu LED filamen. Dalam kelalang kaca dengan tapak E27, modul COL filamen dipasang pada kelengkapan filamen.

Macam Bintang PCB

Singkatan untuk LED jenis ini berasal daripada frasa Bahasa Inggeris Printed Circuit Board. Terjemahannya ialah papan litar bercetak.

Papan diod jenis Bintang PCB.

Papan diod jenis Bintang PCB. Pengilangnya ialah syarikat Amerika CREE, model diod XML. Segi empat tepat kuning ialah matriks COB diod kuasa.

Papan diperbuat daripada logam yang mengalirkan haba dengan baik, seperti aluminium. Konfigurasi papan ialah bintang 6 sinar.Tatasusunan LED COB dipasang di kilang di tengah papan bintang. Papan dicat hitam untuk meningkatkan pelesapan haba pasif yang dihasilkan oleh peranti pemancar cahaya yang berfungsi.

LED jenis Bintang PCB yang berkuasa.

6 "bintang" di sebelah kiri - diod kuasa yang berbeza dan warna cahaya putih. Dua bahagian bawah adalah unsur yang lebih berkuasa dengan bulatan besar fosfor kuning. Di sebelah kanan adalah lajur 4 keping. – diod untuk pemasangan planar pada permukaan pad pada papan litar bercetak.

Lukisan dimensi LED planar berkuasa pada papan bintang.

Lukisan dimensi LED planar berkuasa pada papan bintang. Ketinggian struktur ialah 6.6 mm, diameter badan diod dengan petunjuk planar ialah 8 mm, saiz papan Star ialah 22 mm.

Matriks COB LED

Jika beberapa puluh kristal semikonduktor biru dilekatkan dengan gam dielektrik pada substrat pengalir haba yang diperbuat daripada nilam tiruan atau kristal silikon, disambungkan oleh konduktor ke dalam kumpulan selari siri dan diisi dengan fosfor kuning di atas, kami mendapat modul LED. ia matriks COB. Singkatan itu berasal daripada frasa bahasa Inggeris Chip-On-Board. Ia diterjemahkan sebagai "kristal di papan."

Matriks COB bulat LED diisi dengan fosfor kuning. Di sepanjang "rim" terdapat pad sentuhan coklat untuk menyambungkan bekalan dan / atau litar kawalan.

Matriks COB menggunakan cip cip LED tanpa pakej tanpa substrat. Penginapan sangat padat. Teknologi ini menghasilkan sebahagian besar LED berkuasa tinggi, termasuk beratus-ratus kristal. Sinki haba sejuk kipas yang baik, kadangkala menggunakan paip haba, membolehkan anda mencapai kuasa 150-200 W atau lebih dalam satu kes.Matriks menyediakan aliran berarah dengan sudut serakan 100-150 darjah pada tahap 0.7 daripada maksimum sinaran.

Pengelasan jenis

Jenis-jenis LED termasuk:

• LED tunggal pada satu cip berkuasa tinggi (matriks COB);
• sepasang LED dalam satu pakej - diod penunjuk berkelip berselang-seli dalam dua warna, sebagai contoh, merah dan kuning;
• kembar tiga atau triad pemancar tiga warna asas - merah, hijau dan biru atau RGB: Merah - Merah, Hijau - Hijau, Biru - Biru.

LED tiga cip dalam pakej SMD untuk pemasangan permukaan PCB.

Jika dalam LED tiga kristal terdapat kristal dengan warna cahaya yang sama, kami mempunyai LED yang sangat terang. Dengan warna cahaya kristal yang berbeza, kami mendapat triad RGB atau peranti pemancar cahaya terkawal pelbagai warna.

SMD ialah singkatan untuk frasa Bahasa Inggeris Peranti Melekap Permukaan, peranti pelekap permukaan. Digunakan untuk mengautomasikan penempatan dan pematerian komponen elektronik pada papan litar bercetak, termasuk. dan LED. Digunakan dalam pita, pembaris, modul dan papan litar bercetak konvensional.

Warna utama juga termasuk sepasang warna YB - Kuning, kuning dan Biru, biru. Terdapat kombinasi warna lain yang memberikan warna putih apabila dicampur.

LED COB yang berkuasa

Model besar mempunyai lubang pelekap di sudut kes itu. Model yang lebih kecil dipateri pada papan litar bercetak.

Sebagai tambahan kepada ciri biasa LED, model berkuasa menambah beberapa parameter tambahan:

• kuasa undian, W;
• saiz cip, mm;
• arus operasi terkadar bagi kristal atau matriks;
• hayat perkhidmatan yang dikaitkan dengan piawaian L 70, L80, dsb.

LED Kuasa Rendah

Dari segi penggunaan kuasa, ini adalah LED dari 0.05 hingga 0.5 W, arus operasi - 20-60 mA (purata kuasa - 0.5-3 W, semasa 0.1-0.7 A, besar - lebih daripada 3 W , semasa 1 A dan banyak lagi) .

Dari segi struktur, LED berkuasa rendah termasuk beberapa kumpulan pemancar cahaya LED:

• LED dalam kes SMD adalah biasa dan sangat terang;
• Diod DIP dalam kes silinder - untuk pemasangan dalam lubang pada papan litar bercetak;
• dalam kes jenis piranha - untuk pemasangan di dalam lubang.

LED kuasa rendah dalam pakej yang berbeza.

Dalam gambar, LED dari atas ke bawah:

1. Dalam pakej DIP silinder - dengan wayar fleksibel untuk pematerian ke dalam lubang papan.
2. Dalam kes jenis piranha, ia juga Superflux, memateri melalui lubang.
3. Dalam kes dengan petunjuk planar untuk dipasang pada pad sesentuh papan litar bercetak satu dan dua belah atau dalam "telaga" papan berbilang lapisan.

Ciri-ciri LED

LED diterangkan oleh banyak parameter. Yang paling penting daripada mereka:

• keamatan cahaya dan kecekapan tenaga - Lm dan Lm / W;
• sudut perbezaan fluks cahaya pada tahap 0.5 atau 0.7, darjah - untuk yang biasa dari 120 hingga 140 darjah, untuk model penunjuk - dari 15 hingga 45 darjah;
• kuasa yang digunakan semasa operasi, W - kecil - sehingga 0.5, sederhana - 0.5-3, besar - lebih daripada 3;
• arus kendalian melalui diod, mA atau A;
• warna atau naungan cahaya putih Suhu berwarna-warni, darjah Kelvin, K - dari 2000-2500 K - putih hangat dan sehingga 6500-9500 K - putih sejuk.

Terdapat ciri-ciri lain, tetapi ia digunakan kurang kerap. Sebagai contoh, ciri voltan arus, ciri I-V bagi LED ialah lengkung arus melalui persimpangan berbanding voltan kendalian yang dikenakan padanya. Ia digunakan dalam pengiraan elektrik mod operasi LED.

Dimensi

Dimensi LED ditentukan oleh dimensi perumahannya.Untuk kes SMD - panjang, lebar, ketebalan. Dua nilai pertama dibenamkan dalam penetapan, sebagai contoh, SMD2835, di mana dua pasangan nombor adalah 2.8 mm - lebar dan 3.5 mm - panjang. Ketebalan kes mesti diambil dari keterangan atau pasport untuk diod.

Dimensi SMD3528 dan SMD2835. Di bahagian bawah sebelah kanan, sudut kelabu ialah kunci yang menandakan katod.

Untuk diod DIP silinder, ciri penting ialah diameter kotak dan ketinggiannya dengan kanta. Dalam kes ini, adalah perlu untuk mengambil kira panjang wayar dan cadangan pengeluar untuk membengkokkannya sebelum pemasangan.

Panjang gelombang

Ciri LED seperti panjang gelombang digunakan sangat jarang. Selalunya dipanggil warna cahaya.

Panjang gelombang cahaya diod diukur dalam nanometer - nm. Ia tidak selalu ditunjukkan dalam data pasport produk.

Penandaan dan penandaan warna

Setiap pengeluar mempunyai penanda LED sendiri. Sebagai contoh, dalam penetapan LED - LED-WW-SMD5050, unsur abjad dan angkanya dinyahkodkan:

• LED - LED;
• WW - warna bercahaya Warm White - warm white 2700-3500 K;
• SMD - pakej pelekap permukaan;
• 5050 - dimensi badan dalam persepuluh milimeter - 5.0 × 5.0.

Varian singkatan untuk warna cahaya putih:

• DW - Day White - hari putih (4000-5000 K);
• W - Putih, putih tulen (6000-8000 K);
• CW atau WC - Putih Sejuk - putih sejuk (8000-10 000 K);
• WSC - Putih Super Cool - putih super sejuk, suhu warna 15,000 K dengan ciri warna kebiruan;
• NW - Putih Neutral - putih neutral - 5000 K.

Terdapat sebutan lain untuk LED dan warna, sistem ini belum lagi diseragamkan sepenuhnya, jadi pengeluar menggunakan nilai berangka yang berbeza dan nama untuk warna cahaya putih.

Imej grafik dan abjad pada rajah

Anod, juga dikenali sebagai tambah LED, ditunjukkan sebagai segi tiga pada litar elektrik. Katod (tolak) - sempang melintang.

Penampilan LED AL307 dan penunjukannya dalam lukisan dan gambar rajah.

Singkatan yang biasa digunakan ialah singkatan Latin HL.

Jadual voltan LED

Agar LED menyediakan semasa operasi semua ciri yang ditentukan oleh reka bentuk dan teknologi pembuatannya, ia perlu disediakan dengan bekalan kuasa yang dikira. Sebagai contoh, gunakan voltan pada anod dan katodnya, yang akan lebih sedikit daripada voltan langsung simpang p-n. Voltan berlebihan hendaklah "dipadamkan" secara bersiri termasuk perintang. Perintang dipanggil perintang pengehad arus. Ia berfungsi untuk mengelakkan arus berlebihan melalui simpang p-n.

LED mempunyai dua petunjuk hubungan - anod dan katod, katod lebih pendek daripada anod. Jika panjangnya sama, maka tentukan Anda boleh menggunakannya dengan bateri jari. Jika ada cahaya, maka anda mempunyai anod di hadapan anda.

Jadual. Voltan ke hadapan simpang p-n LED berwarna.

Baca juga: Bagaimana untuk mengetahui berapa volt LED

Penggunaan LED

Skop LED sentiasa berkembang. Pada mulanya, ia digunakan sebagai penunjuk cahaya dalam litar untuk menghidupkan atau mengendalikan peralatan elektronik.Contohnya, menghidupkan pemancar, bertukar kepada kuasa yang ditambah atau dikurangkan, dsb. Mereka boleh membetulkan pengaktifan automatik, contohnya, apabila isyarat panggilan muncul atau untuk menarik perhatian. LED berkelip atau satu warna digunakan - merah, kuning, hijau, biru.

LED DIP super terang bersaiz kecil disambungkan dalam rantai siri selari dan disuap terus dari rangkaian 220 V. Dengan meletakkan kumpulan siri diod sedemikian dalam tiub PVC fleksibel telus dan mengisinya dengan pengedap lutsinar, kami mendapat "neon fleksibeltourniquet "- bercahaya". Ia boleh diletakkan di sepanjang tepi kolam, tepi jalan, menghiasi bumbung rumah atau pokok di taman.

Menggunakan neon fleksibel.

Kemunculan papan berbilang lapisan yang fleksibel dan pakej SMD untuk pemasangan permukaan telah membawa kepada penciptaan yang fleksibel. Jalur LED.

Pada mulanya, ini adalah cara hiasan dalaman hiasan. Peningkatan kuasa diod SMD dan ketumpatan penempatannya pada papan membolehkan anda mula menggunakan jalur LED, pertama untuk tambahan, dan kemudian untuk pencahayaan utama. Peningkatan tahap perlindungan habuk dan kelembapan pita menyebabkan penggunaannya untuk pencahayaan hiasan, dan kemudian untuk pencahayaan utama dalam keadaan jalan.

Pada masa yang sama, lampu LED sedang dibangunkan untuk menggantikan lampu pijar dalam lampu - sconce, candelier, dan lampu meja. Lampu retrofit muncul - analog lengkap lampu pijar dan tiub pendarfluor dari segi bentuk, saiz mentol, dan voltan bekalan. Penggantian lampu pijar secara beransur-ansur dengan pengubahsuaian LED telah bermula. Pada masa yang sama, pengeluaran LN dihentikan - pada mulanya 100 W atau lebih, kemudian 75, 60, dsb.

Pembangunan LED tunggal yang berkuasa, terutamanya dalam pakej Emitter atau PCB Star, telah menyumbang kepada kemunculan lampu suluh dengan bateri terbina dalam. Kecerahan dan tempoh cahaya selepas satu kitaran pengecasan adalah beberapa kali lebih tinggi daripada model sebelumnya.

Kebolehkawalan LED yang sangat baik dengan cara elektronik - pengawal dan dimmers - pemalap, membenarkan penggunaan lampu sorot berkuasa dalam pencahayaan dinamik cahaya jalan dan dataran bandar dan pekan di mana-mana wilayah negara.

Permohonan dalam pencahayaan hiasan bangunan.

Jenis jalur LED RGB, RGBW dan RGBWW membolehkan bukan sahaja untuk memperoleh aliran cahaya putih yang kuat, tetapi juga untuk menukar warna putihnya dalam julat yang luas daripada hangat kekuningan kepada sejuk kebiruan dan biru.

Kebolehkawalan sumber cahaya baharu memungkinkan untuk menggunakannya secara meluas dalam pengiklanan bercahaya - "garisan menjalar", paparan cahaya, skrin maklumat, dsb. Gunakan sumber cahaya berwarna terang dan putih ini dalam pengiklanan fasad dan di atas bumbung - huruf dan lukisan rata dan tiga dimensi, nama jenama, imej tanda dagangan dan banyak lagi.

Dan semua reka bentuk ini berfungsi lebih lama daripada reka bentuk mereka pada lampu konvensional, hampir tidak memerlukan penyelenggaraan dan menggunakan tenaga elektrik berkali-kali lebih sedikit. Ciri teknikal LED dan peralatan pencahayaan sentiasa berkembang. Kos LED semakin berkurangan, dan aplikasi semakin berkembang.