Светодиоды. Устройство, принцип работы и недостатки.

Светодиоды.
Устройство, принцип работы и недостатки.
Проект подготовили: ученицы 9 «Е», школы №1980, города
Москвы Ковальчук Ирина и Мельничук Евгения.
Цель :
Изучить
устройство,
принцип
работы и недостатки светодиодов.
План проекта
●
Что такое светодиод или светоизлучающий диод.
●
История возникновения.
●
Устройство и принцип работы.
●
Цвет светодиода, соответствующий химическому составу.
●
Применение.
●
Недостатки и достоинства.
Что такое светодиод?
Светодиод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом,
создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока
в прямом направлении.
Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными
словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет. Диапазон излучения
светодиода зависит от химического состава полупроводников.
История возникновения
Первое сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было
сделано в 1907 году Генри Раундом. Он описал электролюминесценцию,
обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре карбида
кремния и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.
Это было повторено в 1923 году О. В. Лосевым, показавшего, что
электролюминесценция возникает вблизи спая материалов. Он оценил
значимость
открытия,
позволявшего
создавать
Олег Лосев
1903 —1942
малогабаритные
твёрдотельные источники света с низким напряжением и высоким
быстродействием.
Генри Раунд
1881 - 1966
Устройство
светодиода
Анод
соединен
с
катодом
через
полупроводник.
Место
соединения
расположено в герметичном корпусе, чтобы
избежать окисления контактов. Свечение
возникает в месте контакта проводника и
полупроводника.
Современный
сверхъяркий
светодиод
представляет собой несколько светодиодов,
совмещенных в одном корпусе.
Принцип работы
Обозначение светодиода в электрических схемах:
При
пропускании
переход,
тока
электроны
через
и
p-n
дырки
рекомбинируют с излучением фотонов.
Диоды, сделанные из непрямозонных
полупроводников , свет практически не
излучают. Диод начинает проводить ток
начиная
с
напряжения,
некоторого
порогового
позволяющее
точно
определить материал полупроводника.
Цвет
Химический состав
Инфракрасный
Арсенид галлия
Алюминия галлия арсенид
Красный
Алюминия-галлия арсенид
Галлия арсенид-фосфид
Алюминия-галлия-индия фосфид
Галлия(III) фосфид
Оранжевый
Галлия фосфид-арсенид
Алюминия-галлия-индия фосфид
Галлия(III) фосфид
Жёлтый
Галлия арсенид-фосфид
Алюминия-галлия-индия фосфид
Галлия(III) фосфид
Зелёный
Галлия(III) нитрид
Галлия(III) фосфид
Алюминия-галлия-индия фосфид
Алюминия-галлия фосфид
Синий
Селенид цинка
Индия-галлия нитрид
Карбид кремния
Фиолетовый
Индия-галлия нитрид
Ультрафиолетовый
Нитрид бора
Нитрид алюминия
Нитрид алюминия-галлия
Нитрид алюминия-галлия-индия
Белый
Бирюзовый/ультрафиолетовый диод с люминофором
Применение светодиодов
• осветительные приборы;
• в фонарях;
• в автотранспорте (габариты, поворотники),
• подсветки, сигнальных лампочек и пр. ,
• салонное освещение.
Комнатное освещение
В светофорах
В автомобильных фарах
Декоративное применение
Мощный белый
светодиод 20
Вт. В сравнении
с красным
индикаторным
светодиодом 5
мм.
Виды светодиодов:
Светодиод с
пластиковой
оболочкойкорпусом.
Светодиодный
фонарь для
сценического
направленного
освещения.
Люминофорный
светодиод в
электрическом
фонаре.
Мощные
сверхъяркие
светодиоды на
теплоотводящей
пластине.
Недостатки
Преимущества
1.
Очень высокая цена.
2.
В реальности, срок служения меньше. Потому
1. Электропотребление в 10 раз меньшее,
что
со
временем,
кристаллы
чем у ламп накаливания и в 3 раза
постепенно
меньшее, чем у люминисцентных ламп.
яркость, потом совсем гаснут.
2. Срок службы около 100000 часов или 11
3.
безвредность,
светодиодов
т.е.
электропотребления.
они
теряют
свет.
для
Понадобиться
получения
больше
привычной
освещенности.
отсутствие ртути и простая утилизация,
однако это не влияет на снижение
сначала
Неприятный спектр свечения, т.к. диоды дают
направленный
лет непрерывной работы
3. Относительная
“умирают”,
светодиодов
4.
Для долговечной работы этих светильников
нужно применять дорогие источники питания и
системы
охлаждения.
Без
этих
светодиоды быстро выходят из строя.
устройств
Спасибо за внимание!
Источники информации :
➢ https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D
0%BE%D0%B4#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BD.D1.86.D0.B8.D0.BF_.D1.80.D0.B0.D0.B1.D0.BE.D1.8
2.D1.8B
➢ http://svetodiodnoe-osveshenie.ru/svetodiod/index.html
➢ http://specelec.ru/reference-book/item/38-spravochnik-svetodiodnoe-osveschenie-2.html
➢ http://electrik.info/main/voprosy/324-realnye-dostoinstva-i-nedostatki-svetodiodnyh-lampvyyavlennye-opytnym-putem.htmlи