Вступление
Наверняка любой человек слышал про LED освещение. Оно не входит, а уже прочно вошло в нашу жизнь, завоёвывая всё новые и новые ниши. Однако слышать про освещение не означает знать и понимать, что такое LED освещение. Популярная информации про LED освещение в этой статье.
Название LED
Аббревиатура LED означает light emitting diode, дословно переводится, как «светлый излучающий диод» или проще «светодиод». Именно на работе светодиода основана вся технология LED освещения.
История
Давайте в рамках этой статьи оставим интересную некоторым историю появления LED освещения в стороне, для другой статьи. Сосредоточимся на технологии.
Светодиод и его работа
Устройство под названием светодиод — это полупроводниковый прибор который преобразует электрический ток в световое излучение, без потерь на нагрев.
Свечение светодиода обеспечивает перераспределение электронов и дырок в зоне p–n–перехода, который обязателен в светодиоде. Читать статью: Физические основы свечения светодиода.
p–n–переход светодиода обеспечивается контактом полупроводников в зоне перехода. Однако контакт двух полупроводников чаще не создают свечения. Слишком чистые должны быть кристаллы и слишком мало расстояние между ними. Для свечения создаются многослойные полупроводниковые структуры (гетероструктуры).
Работа светодиода — это свечение при прохождении через него электрического тока. Напомню, что в лампах накаливания свечение происходит от нагревания проводника (нити накаливания) под действием тока.
В отличие от ламп накаливания, в светодиоде электроток сразу преобразуется в свечение. В этом и есть суть экономии светодиодного освещения — нет потерь электричества на нагрев нити накаливания.
Однако, если температура не выделяется для свечения LED, оно выделяется при работе p–n–перехода и на мощных светодиодах от 20 Вт требует серьёзного решения по отводу тепла.
Особенности светодиодов
Каждый светодиод излучает световое излучение в очень узком диапазоне. Это значит, что трудно, а изначально было невозможно, сделать светодиод широкого спектра белого цвета. Напомню, что белый свет это «микс» монохромных цветов. Читать статью: Что такое свет и цвет.
Однако несложно сделать светодиод монохромного цвета: красного, синего, оранжевого, зелёного, и т.д. Всё зависимости от материала используемых полупроводников, а точнее от ширины запрещённой зоны, в которой перераспределяются электроны и дырки.
В таблице ниже вы видите доступные цвета монохромных светодиодов с длинами волн, падением напряжения на светодиоде и материалах полупроводников.
Белый свет светодиода
Задача глобального освещения получить не монохромный цвет свечения (красный, зелёный, синий) а получить белый свет. Технологии LED освещение позволяют получить белый свет тремя способами:
Способ 1. Смешением красного, зелёного, синего свечения трёх плотно посаженных на матрицу светодиода. Это RGB технология.
Способ 2. Нанесение на поверхность ультразвукового диода трёх люминофоров излучающих синий, зелёный и красный свет.
Способ 3. На голубой светодиод наносят зелёный плюс красный люминофор или желто–зелёный плюс красный люминофор.
У каждого способа есть плюсы и минусы и мы их обсудим в последующих статях.
Заключение
В данной статье я рассказал, что такое LED освещение, показал основы LED технологии и способы получения белого LED свечения.
