LED'ler hızla akkor ampullerin yerini alıyor konumlarının sarsılmaz göründüğü hemen hemen tüm alanlardan. Yarı iletken elemanların rekabet avantajlarının ikna edici olduğu kanıtlandı: düşük maliyet, uzun hizmet ömrü ve en önemlisi daha yüksek verimlilik. Lambalar için %5'i geçmediyse, bazı LED üreticileri, tüketilen elektriğin en az %60'ının ışığa dönüşümünü beyan eder. Bu ifadelerin doğruluğu pazarlamacıların vicdanında kalır, ancak yarı iletken elemanların tüketici özelliklerinin hızlı gelişimi şüphesizdir.
İçerik
LED nedir ve nasıl çalışır?
Işık yayan diyot (LED, LED) geleneksel bir yarı iletken diyot, kristaller bazında yapılmıştır:
- galyum arsenit, indiyum fosfit veya çinko selenit - optik aralığın yayıcıları için;
- galyum nitrür - ultraviyole bölümünün cihazları için;
- kurşun sülfür - kızılötesi aralıkta yayılan elementler için.
Bu malzemelerin seçimi, onlardan yapılan diyotların p-n bağlantısının ileri bir voltaj uygulandığında ışık yaymasından kaynaklanmaktadır. Sıradan silikon veya germanyum diyotlar için bu özellik çok zayıf bir şekilde ifade edilir - pratikte parlama yoktur.
LED'in emisyonu, yarı iletken elemanın ısınma derecesi ile ilgili değildir, yük taşıyıcıların (elektronlar ve delikler) rekombinasyonu sırasında elektronların bir enerji seviyesinden diğerine geçişinden kaynaklanır. Sonuç olarak yayılan ışık tek renklidir.
Bu tür radyasyonun bir özelliği çok dar bir spektrumdur ve ışık filtreleri ile istenen rengi seçmek zordur. Ve bu üretim prensibi ile ışımanın bazı renkleri (beyaz, mavi) elde edilemez. Bu nedenle, şu anda, LED'in dış yüzeyinin bir fosfor ile kaplandığı ve parlamasının p-n bağlantı radyasyonu (görünür veya UV aralığında olabilen) tarafından başlatıldığı bir teknoloji yaygındır.
LED cihazı
LED orijinal olarak geleneksel bir diyotla aynı şekilde düzenlenmiştir - bir p-n bağlantısı ve iki çıkış. Sadece şeffaf bileşikten yapılmış veya parıltıyı gözlemlemek için şeffaf bir pencereye sahip metalden yapılmış kasa. Ancak, cihazın kabuğuna ek öğeler yerleştirmeyi öğrendiler. Örneğin, dirençler - LED'i açmak için harici boru tesisatı olmadan gerekli voltajın (12 V, 220 V) devresine. Veya yanıp sönen ışık yayan elemanlar oluşturmak için bölücülü bir jeneratör. Ayrıca, kasa, p-n bağlantısı ateşlendiğinde parlayan bir fosforla kaplanmaya başladı - LED'in yeteneklerini bu şekilde genişletmek mümkün oldu.
Kurşunsuz radyo elemanlarına geçiş eğilimi LED'leri atlamadı. SMD cihazları, üretim teknolojisindeki avantajlarla aydınlatma pazarını hızla ele geçiriyor. Bu tür unsurların sonuçları yoktur. P-n bağlantısı, bir bileşik ile doldurulmuş ve bir fosfor ile kaplanmış seramik bir taban üzerine monte edilmiştir. Kontak pedleri üzerinden voltaj uygulanır.
Şu anda aydınlatma cihazları COB teknolojisi kullanılarak üretilen LED'lerle donatılmaya başlandı. Özü, birkaç (2-3 ila yüzlerce) p-n bağlantısının bir matrise bağlı bir plaka üzerine monte edilmesidir. Yukarıdan, her şey tek bir kasaya yerleştirilir (veya bir SMD modülü oluşturulur) ve bir fosforla kaplanır. Bu teknolojinin büyük umutları var, ancak SD'nin diğer sürümlerinin tamamen yerini alması pek olası değil.
Ne tür LED'ler var ve nerede kullanılıyorlar?
Optik aralığın LED'leri, görüntüleme elemanları ve aydınlatma cihazları olarak kullanılır. Her uzmanlığın kendi gereksinimleri vardır.
Gösterge LED'leri
Gösterge LED'inin görevi, cihazın durumunu (güç kaynağı, alarm, sensör çalışması vb.) göstermektir. Bu alanda p-n bağlantı ışımalı LED'ler yaygın olarak kullanılmaktadır. Fosforlu cihazların kullanılması yasak değildir, ancak fazla bir anlamı yoktur.Burada, ışımanın parlaklığı ilk etapta değil. Öncelik kontrast ve geniş görüş açısıdır. Gösterge panellerinde çıkış LED'leri (gerçek delik), kartlarda çıkış LED'leri ve SMD kullanılmaktadır.
Aydınlatma LED'leri
Aydınlatma için, aksine, çoğunlukla fosforlu elemanlar kullanılır. Bu, yeterli ışık çıkışı ve doğala yakın renkler elde etmenizi sağlar. Bu alandan çıkan LED'ler, pratik olarak SMD elemanları tarafından sıkıştırılır. COB LED'ler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ayrı bir kategoride, optik veya kızılötesi aralıktaki sinyalleri iletmek için tasarlanmış cihazları ayırt edebiliriz. Örneğin, ev aletleri veya güvenlik cihazları için uzaktan kumandalar için. Ve UV aralığının elemanları, kompakt ultraviyole kaynakları (para birimleri, biyolojik materyaller vb. için dedektörler) için kullanılabilir.
LED'lerin ana özellikleri
Herhangi bir diyot gibi, LED'in de genel "diyot" özellikleri vardır. Fazlası cihazın arızalanmasına neden olan limit parametreleri:
- izin verilen maksimum ileri akım;
- izin verilen maksimum ileri voltaj;
- izin verilen maksimum ters voltaj.
Kalan özellikler belirli bir "LED" karakterine sahiptir.
parlak renk
Parlak renk - bu parametre, optik aralığın LED'lerini karakterize eder. Aydınlatma armatürlerinde çoğu durumda farklı beyaz ışık sıcaklığı. Gösterge olanlar görünür renklerden herhangi birine sahip olabilir.
dalga boyu
Bu parametre bir dereceye kadar öncekini kopyalar, ancak iki uyarı ile:
- IR ve UV aralığındaki cihazların görünür rengi yoktur, bu nedenle onlar için radyasyon spektrumunu karakterize eden tek özellik bu özelliktir;
- bu parametre doğrudan emisyonlu LED'ler için daha uygundur - geniş bir bantta fosfor yayan elementler, bu nedenle dalga boyları açık bir şekilde karakterize edilemez (beyaz rengin hangi dalga boyu olabilir?).
Bu nedenle, yayılan dalganın dalga boyu oldukça bilgilendirici bir rakamdır.
Anlık tüketim
Tüketilen akım, radyasyonun parlaklığının optimal olduğu çalışma akımıdır. Biraz aşılırsa, cihaz hızlı bir şekilde başarısız olmaz - ve bu, izin verilen maksimum değerden farkıdır. Bunu azaltmak da istenmeyen bir durumdur - radyasyon yoğunluğu düşecektir.
Güç
Güç tüketimi - burada her şey basit. Doğru akımda, basitçe tüketilen akım ile uygulanan voltajın çarpımıdır. Aydınlatma teknolojisi üreticileri, ambalaj üzerindeki eşdeğer gücü çok sayıda - ışık akısı belirli bir lambanın akısına eşit olan bir akkor lambanın gücü - belirterek bu konsepte kafa karıştırıyor.
Görünür katı açı
Görünen katı açı, en kolay şekilde, ışık kaynağının merkezinden çıkan bir koni olarak temsil edilir. Bu parametre, bu koninin açılma açısına eşittir. Gösterge LED'leri için alarmın dışarıdan nasıl görüleceğini belirler. Aydınlatma elemanları için ışık akısı buna bağlıdır.
Maksimum ışık yoğunluğu
Cihazın teknik özelliklerindeki maksimum ışık şiddeti şamdanlarla belirtilmiştir. Ancak pratikte, ışık akısı konseptiyle çalışmanın daha uygun olduğu ortaya çıktı. Işık akısı (lümen cinsinden), ışık yoğunluğunun (kandela cinsinden) ve görünen katı açısının ürününe eşittir.Aynı ışık yoğunluğuna sahip iki LED, farklı açılarda farklı aydınlatma sağlar. Açı ne kadar büyük olursa, ışık akısı o kadar büyük olur. Bu nedenle aydınlatma sistemlerinin hesaplanması için daha uygundur.
Gerilim düşümü
İleri voltaj düşüşü, açıkken LED boyunca düşen voltajdır. Bunu bilerek, örneğin bir dizi ışık yayan element zincirini açmak için gereken voltajı hesaplayabiliriz.
Bir LED'in hangi voltaj için derecelendirildiğini nasıl öğrenebilirim?
Bir LED'in nominal voltajını bulmanın en kolay yolu, referans literatürüne başvurmaktır. Ancak, kaynağı bilinmeyen bir cihaza işaretsiz rastlarsanız, onu ayarlanabilir bir güç kaynağına bağlayabilir ve voltajı sorunsuz bir şekilde sıfırdan yükseltebilirsiniz. Belirli bir voltajda, LED parlak bir şekilde yanıp sönecektir. Bu, elemanın çalışma voltajıdır. Bu kontrolü yaparken akılda tutulması gereken birkaç şey var:
- test edilen cihaz yerleşik bir dirençle olabilir ve yeterince yüksek bir voltaj (220 V'a kadar) için tasarlanmıştır - her güç kaynağının böyle bir ayar aralığı yoktur;
- LED radyasyonu, spektrumun (UV veya IR) görünür kısmının dışında olabilir - bu durumda ateşleme anı görsel olarak belirlenemez (bir IR cihazının parıltısı bazı durumlarda bir akıllı telefon kamerasından görülebilse de);
- elemanı, polariteye sıkı sıkıya bağlı kalarak sabit bir voltaj kaynağına bağlamak gerekir, aksi takdirde LED'i cihazın yeteneklerini aşan bir ters voltajla devre dışı bırakmak kolaydır.
Elemanın pin çıkışını bilme konusunda bir güven yoksa, voltajı 3 ... 3,5 V'a yükseltmek daha iyidir, LED yanmazsa voltajı çıkarın, kaynak kutuplarının bağlantısını değiştirin ve işlemi tekrarlayın. prosedür.
Bir LED'in polaritesi nasıl belirlenir
Lead'lerin polaritesini belirlemek için birkaç yöntem vardır.
- Kurşunsuz elemanlar için (COB dahil), besleme voltajının polaritesi doğrudan kasada gösterilir - kabuktaki semboller veya gelgitlerle.
- LED normal bir p-n bağlantısına sahip olduğundan, diyot test modunda bir multimetre ile çağrılabilir. Bazı test cihazları, LED'i yakmak için yeterli bir ölçüm voltajına sahiptir. Daha sonra bağlantının doğruluğu, elemanın parlaması ile görsel olarak kontrol edilebilir.
- CCCP tarafından metal bir kasada üretilen bazı cihazların katot alanında bir anahtar (çıkıntı) vardı.
- Çıkış elemanları için katot çıkışı daha uzundur. Bu temelde, pinout'u sadece lehimlenmemiş elemanlar için belirlemek mümkündür. Kullanılan LED kabloları herhangi bir şekilde montaj için kısaltılır ve bükülür.
- Son olarak, konumu öğrenin anot ve katot belki de LED'in voltajını belirlemek için kullanılan yöntemle aynı. Parlama, yalnızca eleman doğru bir şekilde açıldığında mümkün olacaktır - katot kaynağın eksisine, anot artıya.
Teknoloji geliştirme durmuyor. Birkaç on yıl öncesine kadar LED, laboratuvar deneyleri için pahalı bir oyuncaktı. Şimdi onsuz bir hayat hayal etmek zor. Bundan sonra ne olacak - zaman gösterecek.
Benzer makaleler:
