Немного о светодиодах

История появления светодиода.

История появления светодиодов (электролюминесценции полупроводников) началась в начале 20 века. Первое известное сообщение об излучении света твердотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом.

В 1923г. Наш соотечественник Олег Владимирович Лосев, проводя радиотехнические исследования, заметил голубоватое свечение, испускаемое некоторыми полупроводниковыми

детекторами. При этом разогрева конструкции не было, свет рождался внутри карбидокремниевого кристалла вследствие неизвестных тогда электронных превращений. Лосев впервые в мире провел глубокие исследования этого явления и вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твердотельные (безвакумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В.) и очень высоким быстродействием. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в 1927 году) формально закрепили за Россией приоритет в области светодиодов. Но лишь спустя 40 лет, после исследований О.В. Лосева ученые всерьез занялись проблемой «полупроводникового света». И лидерство в этой области перешло к Соединенным Штатам Америки. В лабораториях университета штата Иллинойс, знаменитым ученым Ником Холньяком, были созданы первые промышленные полупроводниковые лампы. В 1951 году начался их выпуск. Первые полупроводниковые лампы были очень дорогими примерно 200$ за штуку, их световая отдача составляла 1-2 Лм/Вт, их практическое применение было очень ограничено. Как правило, светодиоды той поры применялись в качестве индикаторов на лицевых панелях радиоприемников, телевизоров и прочей радиоаппаратуры. В 1968 году были созданы светодиоды, из которых в США компания Hewlett-Packard был изготовлен первый в мире светодиодный экран, предназначенный для рекламы. В тоже время начинается бурное развитие отрасли создания светодиодов. Светодиоды совершенствуются по двум направлениям: расширение диапазона излучения и увеличение светового потока. В семидесятых годах лауреату Ленинской премии Жорес Ивановичу Алферову, с группой единомышленников удалось достичь светоотдачи светодиодов 10Лм/Вт. Но в то время светодиоды излучали только красный свет. В 1976 году выходят в свет желтые, желто-зеленые и красно-оранжевые светодиоды. Возрос и поток света, излучаемый светодиодом. Но до 1991 года не удавалось получить прибор, излучающий синий цвет. А именно такие светодиоды являются основой для производства осветительной аппаратуры. Создать такие источники удалось японским ученым под руководством доктора Ш. Накамура из компании Nichia Chemical. К декабрю 1997 года компания Nichia Chemical запатентовала главные этапы технологии. Вскоре объем производства светодиодов, этой компании достиг 20 миллионов шт. в месяц. К концу 1990 годов светоотдача промышленных светодиодов перешагнула рубеж 30 Лм/Вт. С этого времени светодиоды становятся адекватной альтернативой лампам накаливания. В 2000 году начался массовый выпуск светодиодов компаниями «Osram» и «Nichia Chemical». В том же году «Большой тройкой» LumiLeds/Phillips, Osram/Cree b GELcore/Uniroyal/CE было инвестировано свыше 70 миллионов долларов в исследовательскую деятельность, связанную с возможностями применения и производства светодиодов. В настоящее время светодиодное освещение прочно вошло в повседневную жизнь. По своим светотехническим характеристикам они несколько превосходят все основные газоразрядные лампы. А по экономичности и долговечности превосходят их в разы.

1297779399_1-blog-1

Что такое светодиод?

Светодиод или светоизлучающий диод является полупроводниковым прибором, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава, использованного в нем полупроводника. Его активная часть, называемая «кристалл» или «чип», как и у обычных диодов состоит из двух типов полупроводника с электронной (n-типа) и с дырочной (р-типа) проводимостью. В отличие же от обычного диода, в светодиоде на границе полупроводников разного типа существует определенный энергетический барьер, препятствует рекомбинации электронно-дырочных пар. Электрическое поле, приложенное к кристаллу, позволяет преодолеть этот барьер и происходит рекомбинация (аннигиляции) пары с излучением кванта света. Длина волны излучаемого света определяется величиной энергетического барьера, который в свою очередь, зависит от материала и структуры полупроводника, а также наличия примесей.

Основные преимущества светодиодного светильника перед традиционными:

  • малое энергопотребление светодиодов,
  • компактность, малый вес,
  • устойчивость к перепадам напряжения в питающей сети (от 130 В до 270 В),
  • отсутствие мерцания излучаемого света,
  • отсутствие высоких пусковых напряжений при включении светильников,
  • высокая механическая прочность и виброустойчивость, обусловленная отсутствием стеклянной колбы и нити накаливания,
  • высокая световая отдача, т.е. отношение светового потока к потребляемой электрической мощности,
  • отсутствие ультрафиолетового и иных вредных для здоровья излучений,
  • не содержит вредных соединений и металлов, отсутствуют проблемы с утилизацией,
  • срок службы более 10-15 лет.

LED module (LED emitter)