كيف الصمام: عملية

في اختصار الإنجليزية LED تعني حرفيا "الصمام الثنائي التي تنبعث ضوء." هو جهاز أشباه الموصلات التي يمكن تحويل التيار الكهربائي إلى ضوء. وهو جهاز بسيط، الذي تصميم يختلف تماما عن منتجاتنا المعتادة للإضاءة (المصابيح المتوهجة، ومصابيح التفريغ، ومصابيح الفلورسنت، وهلم جرا. D.).

كيف LED، سيكون من المثير للاهتمام أن يعرف كل الناس. هذا الجهاز لا في البداية العناصر الهيكلية هشة لا يمكن الاعتماد عليها وقوارير الزجاج (على عكس المصابيح الأخرى). تكلفة الثنائيات صغيرة جدا لدرجة أنه لا يختلف كثيرا عن البطاريات، والتي تكون بمثابة مصدر طعامهم. ويرجع ذلك إلى عدد من العوامل، بما في ذلك تصميمها شعبية هذه المنتجات.

تاريخ حدوثها

النظر في مسألة لماذا المصابيح تعمل، يجب دراسة تاريخ مصدرها. لأول مرة تم إنشاء مثل هذا الجهاز في عام 1962 من قبل علماء N. هولنياك. وكانت أحادية اللون الصمام توهج الأحمر. وكان لديه عدد من العيوب، ولكن تم التعرف على التكنولوجيا واعدة.

بعد 10 عاما على إنشاء الصمام الثنائي الأحمر ظهر أصناف الخضراء والصفراء. كانت تستخدم كمؤشرات في العديد من الأجهزة الإلكترونية. وزاد الثنائيات شدة الضوء بشكل مطرد نتيجة للتطورات العلمية. في 90s للإضاءة تم إنشاؤه مع تدفق 1 التجويف الكفاءة.

في عام 1993 أنشأت godu S. ناكامورا أول LED زرقاء، التي تميزت سطوع عالية. ومنذ تلك اللحظة أصبح من الممكن إنشاء أي لون من ألوان الطيف (بما في ذلك الأبيض). التكنولوجيا تطورت باستمرار.

عند الاتصال الزرقاء وفوق البنفسجية نوع الثنائيات يتحول الفوسفور إضاءة بيضاء. وبدأ الاثنان في لتحل تدريجيا محل المصابيح المتوهجة. بحلول عام 2005، أصدرنا الثنائيات مع الإخراج ضوء ما يصل الى 100 شمعة أو أعلى. بدأنا في إنتاج إضاءة بيضاء مع ظلال مختلفة (الدافئة، والباردة).

جهاز الصمام

لفهم كيفية الصمام النقطة، فمن الضروري النظر في الجهاز بالتفصيل. هذا الجهاز الإضاءة، وفقا لممثلي رابطة صناعة الضوئية وزارة الطاقة، وسوف تصبح قريبا المصدر الأكثر شعبية من الإضاءة في المنازل العادية والمكاتب والمؤسسات.

LED هو أساس رقاقة أشباه الموصلات. وقال انه يمر تيار كهربائي في اتجاه واحد فقط. كريستال تقع على ركيزة معينة. وهي لا تجري الحالي. السكن يحمي شريحة من التأثيرات الخارجية. لديها مخرجات في شكل الاتصالات، فضلا عن النظام البصري.

لزيادة العمر الافتراضي للجهاز، والمسافة بين العدسة البلاستيك والكريستال شغل واضحة عنصر السيليكون. لتحويل الحرارة الزائدة يستخدم الألومنيوم قاعدة. هذا هو جهاز مشترك من الصمام الثنائي الحديث. في العمل، وقال انه يسلط الضوء صغيرة نسبيا كمية الحرارة. بل هو أيضا ميزة للجهاز.

مبدأ العملية

النظر في كيفية الصمام، فمن الضروري أن نفهم المبدأ الأساسي لتشغيل تلك الأجهزة. ويمثل نوع الجهاز من خلال الانتقال من الإلكترونات مثقب. ويرجع ذلك إلى مبادئ مختلفة من مكونات التوصيل إضاءة هذا. A أشباه الموصلات ديه الإلكترونات الزائدة، والآخر - على الثقوب.

مع المواد مثقب عملية المنشطات المخصب مع حاملات الشحنة السلبية. اذا كان مكان أشباه الموصلات التخصيب مقابل رسوم لجعل التيار سوف تحيل التحيز. من خلال الانتقال من اثنين من المواد سيتم تشغيل الكهرباء.

وعندما يحدث هذا في حزمة الصمام الثنائي صناعة السبائك حاملات الشحنة مع الوضع الكهربائي مختلفة. عندما تصطدم الثقوب والإلكترونات، يتم تحرير كمية معينة من الطاقة. هذا الكم من الضوء. ويسمى الفوتون.

لون الصمام

وتستخدم مواد أشباه الموصلات المختلفة في خلق الثنائيات. هذا يحدد اللون الذي ينبعث عندما يكون الجهاز توفيره. ويمكن إرسال مواد مختلفة في أطوال موجية مختلفة الفضاء. وهذا يسمح للعين البشرية لرؤية واحدة أو لون آخر من الطيف المرئي.

من خلال دراسة مسألة كيفية LED، ينبغي النظر في مواد أشباه الموصلات. كانت تستخدم في السابق لأغراض مماثلة فوسفيد الغاليوم، الثلاثي مركبات GaAsP، AlGaAs. في هذه الحالة، يمكن إرسال الجهاز إلى الفضاء الأحمر والأصفر والأخضر ضوء.

والآن تستخدم التكنولوجيا عرض فقط لأجهزة العرض. اليوم، وهذه المنتجات تستخدم الألمنيوم الإنديوم الغاليوم (AllnGaP) ونيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). فإنها يمكن أن تحمل على مستوى عال نسبيا من تدفق التيار، ومستويات عالية من الرطوبة والحرارة. مزيج من أنواع مختلفة من المصابيح.

خلط الألوان

قد توفر الصمام الثنائي الشريط الحديثة ظلال مختلفة من الضوء. وحدة واحدة يمكن أن ينتج لون رتيبة. عند إنشاء جهاز متعدد رقاقة قد تحصل على الكثير من ظلال مختلفة. مثل جهاز تلفزيون أو شاشة الكمبيوتر، ويمكن أن الصمام الثنائي خلق أي لون باستخدام RGB (لتقف على الأحمر والأخضر والأزرق).

وهو مبدأ بسيط، والذي يسمح لفهم كيف تعمل RGB-المصابيح. يمكنك إنشاء وإضاءة بيضاء مع مساعدة من هذه التكنولوجيا. لهذا، كل ثلاثة ألوان مختلطة في تساوي النسب.

ومع ذلك، بالإضافة إلى التكنولوجيا المقدمة يمكن الحصول على الضوء الأبيض عندما الصمام الثنائي جنبا إلى جنب إشعاع الموجات القصيرة (UV والأزرق) جنبا إلى جنب مع الأصفر نوع الفوسفور الطلاء. مع مزيج من الفوتونات من الأصفر والأزرق في النهاية يتحول وهج أبيض.

إنتاج

لفهم على مقدار فولت الصمام العمل، فمن الضروري النظر في إنتاج هذه الأجهزة. أولا وقبل كل ذلك وتجدر الإشارة إلى أنه مع RGB الأجهزة نوع المصفوفة هي أكثر تكلفة من الفوسفور. هذا الأخير يمكن أن يحقق الإضاءة عالية الجودة.

والعيب من الفسفور هو أصغر ناتج الضوء، وكذلك التلوين مختلفة التدفق (درجة الحرارة). هذا الجهاز هو الشيخوخة أسرع من LED. لذلك، وهي متاحة تجاريا الإضاءة على حد سواء مبادئ التشغيل. لإنشاء مؤشرات إنتاج الثنائيات مع استهلاك 2-4 نوع الجهد المباشر (مع تيار 50 أمبير).

لإنشاء كامل التغطية المطلوبة من الأجهزة مع نفس الجهد الاستهلاك، ولكن أعلى مستوى التيار - 1 A. إذا كان أحد وحدة الثنائيات في سلسلة متصلة، ومجموع الجهد سوف تصل إلى 12 أو 24 V.

سطوع كسب

النظر في مسألة ما الثنائيات الباعثة للضوء، ينبغي أن يقال العمل الجهد عنه من زيادة في السطوع التي تقدمها الأجهزة. أجهزة السلطة مثل ارتفاع الى 60 ميغاواط. إذا وضعت هذه الثنائيات في مبنى المتوسطة الحجم، تحتاج العناصر الخفيفة لتثبيت 15-20 وحدة.

الثنائيات مع سطوع التلألؤ تعزيز قد تحمل السلطة إلى 240 واط. لضمان الإضاءة المناسبة، وهذه العناصر تحتاج 4-8 قطعة. على بيع أجهزة قادرة على إلقاء الضوء بشكل كامل المبنى، لوحات واجهات المتاجر، الخ ... يتم إنشاء بعض الأشرطة لأداء إضاءة متوسطة أو منخفضة الحدة.

وتستخدم وحدات التحكم في الطاقة المقابلة لربط هذه المعدات. لشرائط ملونة المحتملة لاستخدام وحدات التحكم التي تتحكم ليس فقط من شدة الإضاءة، ولكن أيضا لتطلب ظلال وأساليب عملها.

إدارة توهج

هناك الكثير من الخيارات المعروضة المعدات. هناك المصابيح، تعمل بالبطارية (على سبيل المثال، والبطاريات)، والمدعوم في الشبكة الثابتة. وهي تستخدم لعمل الداخلي والخارجي على حد سواء. اعتمادا على التطبيق اختيار الصمام الثنائي المقابلة تصنيف الحماية.

لضبط السطوع، وامدادات التيار الكهربائي لا نقصان. يستخدم نبض تعديل العرض (PWM) للحد من شدة استضاءة. في هذه الحالة، يتم الحصول على وحدة التحكم.

يتم تطبيق طريقة عرضها على الصمام الثنائي تيار منظم النبض. حيث تردد إشارة يصل إلى آلاف هيرتز. قد تختلف عرض النبضة وقفة فترات. ومن الممكن السيطرة على جهاز الإضاءة. الصمام الثنائي في هذه الحالة لا إيقاف.

متانة

تعتبر الثنائيات الأجهزة المعمرة. ويرجع ذلك إلى تصميمها هذا. ومع ذلك، إذا كان المصابيح لا تعمل على مصباح، ربما حياتهم اليسار. هذا ويمكن تحديد كثافة التلألؤ وتغير لونها.

أيضا، لاحظ الخبراء أن الحياة من الأجهزة منخفضة الطاقة هي أطول من ذلك بكثير. ولكن حتى في ألمع شرائط أو المصابيح مصابيح مضمونة للعمل 20-50000. ساعات. لأنها لا تملك بنية من العناصر الهشة، من المرجح أن لا تضر هذه الولاعات التأثيرات الميكانيكية.

من خلال تعلم كيفية جهاز الصمام يمكن أن نفهم مبدأ هذا الجهاز والخصائص التشغيلية لها. ويعتبر هذا الجهاز ليكون الولاعات الجيل القادم.