ЧТО ТАКОЕ СВЕТОДИОД

Светодиоды известны, как миниатюрные индикаторы, применяемые в радиоэлектронной аппаратуре и в бытовой технике. Чтобы понять, почему LED элементам пророчат большое и светлое будущее, рассмотрим подробнее их устройство, характеристики, принципы работы и историю развития светодиодов.

Светодиод - это полупроводниковый диод, то есть по сути дела p-n-переход, p-n-переход - это "кирпичик" полупроводниковой электронной техники, представляющий соединенные вместе два куска полупроводника с разными типами проводимости (один с избытком электронов - "n-тип", второй с избытком дырок - "p-тип"). Если к p-n переходу приложить "прямое напряжение", т. е. подсоединить источник электрического тока плюсом к p-части, то через него потечет ток.

Нас интересует то, что происходит после того, как через прямо смещенный p-n переход пошел ток, а именно момент рекомбинации носителей электрического заряда - электронов и дырок, когда имеющие отрицательный заряд электроны "находят пристанище" в положительно заряженных ионах кристаллической решетки полупроводника. Оказывается, что такая рекомбинация может быть излучательной, при этом в момент встречи электрона и дырки выделяется энергия в виде излучения кванта света - фотона. Впервые это явление в далекие 20-е годы исследовал О. В. Лосев, наблюдавший свечение кристаллов карборунда. Для большинства полупроводниковых диодов это явление - просто "побочный эффект", не имеющий практического смысла. Для светодиодов же излучательная рекомбинация - физическая основа их работы.

Преимущества светодиодов.
• Эффективность: производительность светодиодов за ватт выше, чем лампы накаливания.
• Чистый свет: отсутствие УФ- и ИК-излучения.
• Безопасный прибор: работает на низком напряжении
• Цвет: светодиоды излучают свет нужного цвета без использования цветных фильтров.
• Размер: светодиоды могут быть очень маленькими (меньший чем 2 мм)
• Время реакции: светодиоды переключаются очень быстро. Типичный красный индикатор LED достигнет полной яркости в микросекундах.
• Езда на велосипеде: светодиоды идеальны для использования в ситуациях, которые подвергают источники света резким колебаниям.
• Затемнение: светодиоды можно очень легко регулировать яркость.
• Прохладный свет: в отличие от большинства источников света, светодиоды излучают очень небольшую температуру.
• Медленный отказ: светодиоды главным образом ломаются постепенно, тускнея в течение долгого времени, а не резко выгорая в отличии от ламп накаливания.
• Долговечность: у светодиоды может быть относительно долгий срок полезного использования. Его оценивают 35 000 - 50 000 часов срока полезного использования.
Сопротивление удару: светодиоды, будучи компонентами твердого тела, трудно повредить, ударив.

Недостатки светодиодов
- Высокая начальная цена.
- Чувствительность напряжения.
- Синее загрязнение: светодиоды испускают намного больше синего света чем обычные источники света.
Однако надо понимать, что вышеуказанные достоинства с лихвой оправдывают вложенные затраты.

Таким образом, увеличение световой эффективности существующих ресурсов освещения позволит производить необходимое количество света, уменьшая при этом потребность в электроэнергии.
Светодиоды не только "набрали" солидные обороты за последние десятилетия, но и имеют стойкую тенденцию к дальнейшему развитию.

Идея прямой замены ламп накаливания на светодиодные "аналоги" уже давно не воспринимается как фантастическая. Экономия электроэнергии при этом достигнет невероятной цифры в 1100 тераватт-часов в год. Итак, подводя итог можно выделить основные ВЫГОДЫ от внедрения светодиодов экономия электроэнергии до 70% – позволяет перераспределить высвободившуюся энергию в «узкие» места и на другие нужды;

-отсутствие затрат на обслуживание и срок службы 25 лет – позволяет первые 3 года экономить, а следующие 22 – получать реальную прибыль;

-экологическая безопасность – позволяет исключить затраты на специальную утилизацию и сохранить окружающую среду;

-безопасность движения и сохранение жизней – обеспечивается лучшей видимостью и восприятием глубины пространства за счет большей контрастности (в 400 раз), отсутствие слепящего эффекта за счет, специально сформированного угла светового потока;

-сохранение электросетей – за счет низких питающих токов (0,6-0,9А)

-стабильное освещение в зимний период – обеспечивается отсутствием проблем с включением, характерными для всех газоразрядных ламп;

-реальная поддержка программ Президента по внедрению нанотехнологий и энергосбережении

Кроме традиционного освещения светодиоды широко вторгаются в различные сферы.

Светодиоды стали широко применяться для подсветки архитектурных сооружений, создания световых композиций, в ландшафтном дизайне. Здесь, помимо прочего, сыграли роль простота и безопасность монтирования этих источников света — их без проблем можно установить хоть под воду, хоть встроить в лед; а еще их можно сколь угодно часто включать и выключать,

Вторжение полупроводников в освещение началось как раз там, где нужен цветной свет. Это в первую очередь светофоры, дорожные знаки и указатели. Они довольно доступны по цене, а потребляют они мощность всего-навсего около 20 ватт. практически вечные.
Алфавитно-цифровые табло и дисплеи, от полноцветных видео дисплеев на спортивных стадионах и в торговых центрах до одноцветных информационных табло. В транспортных средствах для обеспечения как внешних сигнальных функций, таких как стоп-сигналы и индикаторы поворота, так и в интерьере автомобилей чаще всего для освещения приборной панели. В качестве системы подсветки в жидкокристаллических панелях и телевизорах и в проекторах.

Удивительное, завораживающее применение светодиодов – создание установок с динамически меняющимися яркостью и цветом. Создаются ни с чем не сравнимые "флуоресцирующие” световые картины, некоторые из них мы можем наблюдать и у нас в стране.

В настоящее время планируется развитие мощности светового излучения в наноструктурах, что может привести к появление компактных мощных световых устройств.

Поделитесь полезной информацией тут:

МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДЫ В ПРОЖЕКТОРАХ

Применение мощных светодиодов на 10, 30, 30 и 50 ватт, в современных прожекторах повышенной светоотдачи.

САМОДЕЛЬНЫЙ ФОНАРИК НА ЯРКОМ ДИОДЕ

Фонарик на светодиоде - схема и технология самостоятельного изготовления. Одним из простых конструкций для начинающего радиолюбителя является простой фонарик на светодиоде.

СВЕТОДИОДНЫЙ КАЛЕЙДОСКОП

Калейдоскоп - это не только увлекательная детская игрушка. Феномен калейдоскопа, рождающего бесконечное множество гармонических цветных узоров на базе ограниченного набора составляющих, привлекает внимание различных специалистов: физиков, математиков, программистов, медиков.