Светоизлучающий диод
Светоизлучающий диод ( LED ) — это полупроводниковый источник света , излучающий свет при протекании через него тока . Электроны в полупроводнике рекомбинируют с электронными дырками , высвобождая энергию в виде фотонов . Цвет света (соответствующий энергии фотонов) определяется энергией, необходимой электронам для пересечения запрещенной зоны полупроводника. [5] Белый свет получается при использовании нескольких полупроводников или слоя светоизлучающего люминофора на полупроводниковом устройстве. [6]
Первые светодиоды, появившиеся в качестве практических электронных компонентов в 1962 году, излучали низкоинтенсивный инфракрасный (ИК) свет. [7] Инфракрасные светодиоды используются в схемах дистанционного управления , например, в самых разных устройствах бытовой электроники. Первые светодиоды видимого света имели низкую интенсивность и ограничивались красным светом. Ранние светодиоды часто использовались в качестве индикаторных ламп, заменяя небольшие лампы накаливания , и в семисегментных дисплеях . Недавние разработки позволили получить светодиоды, доступные в видимом и ультрафиолетовом диапазонах.(УФ) и инфракрасные длины волн с высокой, низкой или средней светоотдачей, например, белые светодиоды, подходящие для освещения помещений и наружных площадок. Светодиоды также привели к появлению новых типов дисплеев и датчиков, а их высокая скорость переключения полезна в передовых коммуникационных технологиях с такими разнообразными приложениями, как авиационное освещение , гирлянды , автомобильные фары , реклама, общее освещение , сигналы светофора , вспышки фотокамер, освещение. обои , садовые светильники и медицинские приборы. [8]
Светодиоды имеют много преимуществ по сравнению с лампами накаливания, в том числе более низкое энергопотребление, более длительный срок службы, повышенную физическую надежность, меньший размер и более быстрое переключение. В обмен на эти в целом благоприятные свойства к недостаткам светодиодов относятся электрические ограничения для низкого напряжения и, как правило, для питания постоянного (не переменного) тока, неспособность обеспечить устойчивое освещение от пульсирующего источника постоянного или переменного тока, а также меньшая максимальная рабочая температура и условия хранения. температура. В отличие от светодиодов, лампы накаливания могут работать практически при любом напряжении питания, могут взаимозаменяемо использовать переменный или постоянный ток и будут обеспечивать устойчивое освещение при питании от переменного или пульсирующего постоянного тока даже при частоте до 50 Гц. Для работы светодиодов обычно требуются электронные вспомогательные компоненты.[ нужна ссылка ]
Электролюминесценция как явление была открыта в 1907 году английским экспериментатором Г. Дж. Раундом из Marconi Labs с использованием кристалла карбида кремния и детектора «кошачий ус» . [9] [10] Русский изобретатель Олег Лосев сообщил о создании первого светодиода в 1927 году. [11] Его исследования были опубликованы в советских, немецких и британских научных журналах, но в течение нескольких десятилетий открытие не получило практического применения. [12] [13]
В 1936 году Жорж Дестрио заметил, что электролюминесценция может возникать, когда порошок сульфида цинка (ZnS) подвешивают в изоляторе и прикладывают к нему переменное электрическое поле. В своих публикациях Дестрио часто называл люминесценцию Лосевым-Светом. Дестрио работал в лабораториях мадам Марии Кюри , также пионером в области люминесценции, проводившей исследования радия . [14] [15]
Венгерский Золтан Бэй вместе с Дьёрдь Сигети опередил светодиодное освещение в Венгрии в 1939 году, запатентовав осветительное устройство на основе карбида кремния с опцией карбида бора, которое излучало белый, желтовато-белый или зеленовато-белый свет в зависимости от присутствующих примесей. [16]
.svg)
