Niskie zużycie energii elektrycznej przy bardzo dużej jasności
Diody świecące LED, to wysokowydajne źródło kolorowego światła. Diody LED, jako przyrządy półprzewodnikowe, bezpośrednio zamieniają energię elektryczną na promieniowanie świetlne (w procesie tzw. rekombinacji promienistej). Sprawność tej przemiany jest bardzo wysoka (bliska 100%). Niestety nie wszystkie kwanty światła zdołają opuścić kryształ półprzewodnika (część ulegnie pochłonięciu poprzez sieć kryształu i podniesie temperaturę półprzewodnika).
Przykładowo: dla koloru czerwonego, żółtego, zielonego ten sam strumień światła można uzyskać przy 6-10 krotnie mniejszej mocy elektrycznej w stosunku do rozwiązań opartych na konwencjonalnych świetlówkach i elementach filtrujących (np. biała świetlówka i kolorowe plexi).
Bardzo wysoka trwałość i niezawodność diod LED
1. Średnia, użyteczna trwałość diod świecących LED jest nawet kilkunastokrotnie wyższa niż popularnych lamp fluorescencyjnych i kilkudziesięciokrotnie wyższa niż zwykłych żarówek.
2. Diody nie ulegają nagłemu wygaśnięciu, zmniejszają tylko stopniowo strumień emitowanego światła (np. kolor pomarańczowy o 50% w ciągu 50.000- 70.000 godzin ciągłej pracy)
Diody świecące LED, dzięki swej długowieczności nie wymagają konserwacji. Unika się, jak w przypadku innych źródeł światła, nagłych wygaśnięć pojedynczych lamp. Dopiero po kilkudziesięciu tysiącach godzin świecenia (diody żółte i pomarańczowe), strumień świetlny diod obniża się do 50-40% początkowej wartości.
Wysoka odporność na uszkodzenia mechaniczne (także silne wstrząsy) oraz możliwość pracy w trudnych warunkach atmosferycznych
Diody LED w modułach podświetlających pracują poprawnie w bardzo szerokim zakresie temperatur otoczenia (od -30 C do +65 C). Dzięki zwartej budowie (świecący kryształ umieszczony jest w przeźroczystej zalewie) oraz z powodu braku części szklanych i żarników, moduły podświetlające są szczególnie odporne na uszkodzenia mechaniczne (wibracje, udary).
Łatwy i wygodny montaż modułów podświetlanych
Diody LED są montowane na płytkach PCB. Płytki mogą być przykręcane (średnica otworu 3,5 mm) lub przyklejane (np. przy użyciu dwustronnej taśmy klejącej lub klejów silikonowych)
Niskie (bezpieczne) napięcie zasilania
Układy zasilane są napięciem nie przekraczającym 24 VDC, zapewniona jest stabilizacja prądu diod z odpowiednią kompensacją termiczną (zabezpiecza to diody przed przegrzaniem oraz umożliwia uzyskanie powtarzalnego strumienia światła niezależnie od odległości pomiędzy modułem LED a źródłem zasilającym)
Brak wydzielania ciepła
Wysoka sprawność energetyczna diod świecących LED sprawia, że tylko niewielka część energii elektrycznej zamienia się w ciepło (temperatura świecącej diody - w przemyślanych konstrukcjach - jest niewiele większa od temperatury otoczenia).
Brak emisji w zakresie UV i podczerwieni
Widmo diod świecąch LED (wyjąwszy elementy specjalistyczne, tj.: emitery IR i UV) nie zawiera szkodliwych (bo przyspieszających proces starzenia się oświetlanych przedmiotów) prążków podczerwieni i ultrafioletu. Z tego względu diody LED są szczególnie cenione jako źródła światła oświetlające eksponaty muzealne.
Łatwe współdziałanie z procesorowymi układami sterowania
Moduły z diodami świecącymi LED mogą być sterowane szybkozmiennymi sygnałami elektrycznymi. Umożliwia to łatwą i praktycznie bezstratną (przy wykorzystaniu modulacji PWM) regulację jasności modułów. Dzięki tej własności można uzyskać ciekawe efekty wizualne (np. liniową zmianę intensywności światła z dowolnie zadaną dynamiką, pulsowanie światła, błyski itp.).
myśle ze ci pomogłem zrób z tymi informacjami co chcesz
Dodano po 16 [minuty]: sory jezeli informacje będa sie powtarzały ale są brane z różnych zródeł
wiem ze na prace magisterską tego materiału jest zamałoi więc wzuce jeszcze troche
Diody są to elementy elektroniczne, które w zależności od przeznaczenia mają wiele zastosowań. Zbudowane są z dwóch elektrod – anody i katody. Zadaniem anody jest przyjmowanie ładunku ujemnego, a następnie przekształcanie go w ładunek dodatni. Katoda pełni funkcję przyjmowania ładunku dodatniego powstałego w anodzie.
Dioda
Ładunek przepływający między nimi może przybierać różne formy (elektronów i jonów). Charakterystyczne dla diod jest to, że przepuszczają one prąd tylko w jednym kierunku.
Rozróżniamy wiele rodzajów diody:
* dioda prostownicza – służy do prostowania napięcia prądu zmiennego, a stosowana jest w prostownikach i zasilaczach
* dioda półprzewodnikowa – zbudowana ze złącza typu p-n, tak jak dioda prostownicza ma swoje zastosowanie w prostownikach, ale ponadto ma wiele innych zastosowań
* diody Schottky’ego – zamiast złącza p-n zastosowano metal-półprzewodnik. Diody tego typu znajdują zastosowanie w układach o bardzo dużej częstotliwości
* diody Zenera - podstawowym zastosowaniem diody Zenera jest źródło napięcia odniesienia, ponadto używana bywa do przesuwania poziomów napięć oraz jako element zabezpieczający i przeciwprzepięciowy
* diody impulsowe – charakteryzują się bardzo dużą szybkością pracy, szybkość włączania mierzona jest nanosekundach, a przy wyższych napięciach w mikrosekundach. Stosowana jest jako diody prostownicze lub diody zabezpieczające
* diody LED – są to diody świecące o bardzo szerokim zastosowaniu w wszelkiego rodzaju oświetleniach. Jest tańsza porównaniu do tradycyjnych oświetleń, a ich żywotność jest o wiele dłuższa.
Poza wymienionymi powyżej najbardziej znanymi diodami jest kilka o wiele mniejszym zastosowaniu – są to diody: uniwersalne, pojemnościowe, ładunkowe, stałoprądowe, diody PIN lub diody Gunna i Esakiego. Najczęściej wykonane są z krzemu, a coraz rzadziej z germanu.
Krzem jest pewnego rodzaju zabezpieczeniem ponieważ pracuje poprawnie tylko przy małych prądach, które nie przekraczają 0,7V. Jeśli dioda przekroczy przyjęte wcześniej napięcie niszczy się – dlatego ma ona obecnie bardzo szerokie zastosowanie.
Diody wykonane z germanu, mają swoje lata już za sobą, po tym jak w latach sześćdziesiątych opracowano rozwiązania krzemowe.
Diody LED cechują się tym, że pracują niezawodnie w ciężkich warunkach atmosferycznych i są o wiele bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne. Doskonale sprawdzają się w zakresie temperatur dochodzących od -30 C do 65 C. Pokrywane są specjalną warstwą farby która chroni je przed takimi czynnikami jak woda, wstrząsy oraz wibracje. Do zalet zaliczany jest fakt, że dioda LED nie wydziela ciepła, a ich temperatura minimalnie przekracza temperaturę otoczenia.
Zastanawiające jest gdzie podziały się wady tych konstrukcji. Wadą jest to, że nie które z stosowanych oświetleń zawierają szczątkowe promieniowanie UV, które wydostają się z warstwy luminoforu którym są pokryte diody. Jednak obecnie diody oświetlające promieniujące UV są bardzo rzadko produkowane i nie ma żadnych zagrożeń związanych z naszym zdrowiem.
Diody świecące to nic innego jak szeroko stosowane w naszych czasach oświetlenia elektroluminescencyjne.
Diody świecące. Diody LED.
Diody świecące to nic innego jak szeroko stosowane w naszych czasach oświetlenia elektroluminescencyjne.
Są źródłem światła widzialnego oraz dzięki specjalnej budowie promieniują niewidzialne fale podczerwieni. Znane też są pod nazwą diody LED (Light Emitting Diode), które pod wpływem przepływu prądu z anody p do katody n emitują promieniowania widzialne. Prąd w postaci jonów lub elektronów uzyskiwania jest ze źródła energii zewnętrznego.
Charakterystyczna dla tego rodzaju oświetleń jest barwa emitowanego światła. W zależności od długości fali i rodzaju materiału półprzewodnikowego emitują one różne barwy światła. Na przykład arsenofosforek galu (GaAsP) emituje barwy żółte i czerwone, a azotek galu (Gan) kolory niebieskie. Intensywność świecenia zależy od mocy prądu przepływającego przez diodę, przy czym są to wartości o wielkości od kilku do kilkudzieiesięciu miliamperów.
Diody świecące mają bardzo dużo zalet, do których należą: małe rozmiary, bardzo długo żywotność, niezawodne działanie, małe zużycie energii przy małych stratach mocy oraz duża wartość iluminacji.
Tego typu diody mogą występować jak samodzielne elementy lub też jako moduły segmentowe, które stanowią część podświetleń wyświetlaczy i podświetleń dla klawiszy np. w telefonach komórkowych. Podobnie diody emitujące barwne światło stosowane są jako elementy wyświetlaczy kolorowych.
Ponadto bardzo często są używane do zwiększenia efektów wizualnych komputerów, wiatraków i innych urządzeń elektronicznych. Bardzo ważne są diody emitujące niewidzialne światło podczerwieni, które stosowane są w fotodetektorach takich jak fotodiody i fototranzystory np. jako czytniki kodów kreskowych.
Dioda elektroluminescencyjna
Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) – dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.
Wynalezienie diody [edytuj]
Do produkcji weszła w latach sześćdziesiątych w formie opracowanej przez amerykańskiego inżyniera Nicka Holonyaka juniora, który jest uważany za jej wynalazcę.
Możliwe jest, że została wynaleziona już wcześniej, w latach 20. XX wieku. Radziecki technik radiowy Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diody używane w odbiornikach radiowych emitują światło, w latach 1927-30 opublikował łącznie 16 artykułów opisujących działanie diod elektroluminescencyjnych[1].
Działanie [edytuj]
Działanie diody elektroluminescencyjnej (LED) opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują w półprzewodnikach z prostym układem pasmowym, w którym minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.
Główne parametry diod LED:
* sprawność kwantowa (zewnętrzna);
* skuteczność świetlna;
* długość fali emitowanego światła;
* szerokość widmowa;
* moc wyjściowa;
* częstotliwość graniczna;
* czas narastania lub opadania;
* maksymalny prąd (przewodzenia) zasilający (w mA);
* maksymalne napięcie wsteczne (do kilku V).
Półprzewodnikiem cechującym się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu (GaAs) i między innymi dzięki tej własności głównie on jest wykorzystywany do produkcji źródeł promieniowania (drugim powodem jest bardzo duża sprawność kwantowa – jest to parametr określający udział przejść rekombinacyjnych w wyniku których generowane są fotony do ilości nośników ładunku przechodzących przez warstwę zaporową złącza p-n, przejścia rekombinowane zachodzą w obszarze czynnym złącza).
\nu_{qw}=\frac{N_{fot}}{N_{noso}}=\frac{\frac{P_{prom}}{hv}}{\frac{I}{e}}
przy czym:
* Nfot – całkowita ilość fotonów generowanych wewnątrz obszaru czynnego;
* Nnośo – całkowita ilość nośników wstrzykiwanych do obszaru czynnego złącza;
* Pprom – moc promieniowania generowanego wewnątrz półprzewodnika;
* h – stała Plancka;
* v – częstotliwość generowanego promieniowania;
* I – prąd elektryczny doprowadzony do diody;
* e – ładunek elektronu.
W krzemie i germanie dominują przejścia skośne.
Luminescencja jest zjawiskiem fizycznym polegającym na emitowaniu przez materię promieniowania elektromagnetycznego pod wpływem czynnika pobudzającego, które dla pewnych długości fali przewyższa emitowane przez tę materię promieniowanie temperaturowe. W diodzie LED mamy do czynienia z tzw. elektroluminescencją, przy wytworzeniu której źródłem energii pobudzającej jest prąd elektryczny dostarczony z zewnątrz, czasami pole elektryczne. Najefektywniejsza elektroluminescencja w półprzewodniku powstaje w wyniku rekombinacji swobodnych nośników ładunku w złączu p-n, gdy jest ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Intensywność świecenia zależy od wartości doprowadzonego prądu, przy czym zależność ta jest liniowa w dużym zakresie zmian prądu. Zjawiska przeszkadzające elektroluminescencji to pochłanianie wewnętrzne i całkowite odbicie wewnętrzne. Długość fali generowanego promieniowania:
\lambda=\frac{hc}{W_g}
przy czym:
* Wg = Wc – Wv – szerokość pasma zabronionego lub różnica energii poziomów, między którymi zachodzi rekombinacja,
* h – stała Plancka,
* c – prędkość światła.
Miarą strat na odbicie wewnętrzne i pochłanianie jest stosunek zewnętrznej do wewnętrznej sprawności kwantowej nqz/nnw. O ile wewnętrzna sprawność kwantowa nqw jest zależna od technologii procesu wytwarzania złącza oraz właściwości zastosowanego półprzewodnika, o tyle na zewnętrzną sprawność kwantową ma także wpływ kształt diody.
Wynalezienie diody [edytuj]
Do produkcji weszła w latach sześćdziesiątych w formie opracowanej przez amerykańskiego inżyniera Nicka Holonyaka juniora, który jest uważany za jej wynalazcę.
Możliwe jest, że została wynaleziona już wcześniej, w latach 20. XX wieku. Radziecki technik radiowy Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diody używane w odbiornikach radiowych emitują światło, w latach 1927-30 opublikował łącznie 16 artykułów opisujących działanie diod elektroluminescencyjnych[1].
Działanie [edytuj]
Działanie diody elektroluminescencyjnej (LED) opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują w półprzewodnikach z prostym układem pasmowym, w którym minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.
Główne parametry diod LED:
* sprawność kwantowa (zewnętrzna);
* skuteczność świetlna;
* długość fali emitowanego światła;
* szerokość widmowa;
* moc wyjściowa;
* częstotliwość graniczna;
* czas narastania lub opadania;
* maksymalny prąd (przewodzenia) zasilający (w mA);
* maksymalne napięcie wsteczne (do kilku V).
Półprzewodnikiem cechującym się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu (GaAs) i między innymi dzięki tej własności głównie on jest wykorzystywany do produkcji źródeł promieniowania (drugim powodem jest bardzo duża sprawność kwantowa – jest to parametr określający udział przejść rekombinacyjnych w wyniku których generowane są fotony do ilości nośników ładunku przechodzących przez warstwę zaporową złącza p-n, przejścia rekombinowane zachodzą w obszarze czynnym złącza).
\nu_{qw}=\frac{N_{fot}}{N_{noso}}=\frac{\frac{P_{prom}}{hv}}{\frac{I}{e}}
przy czym:
* Nfot – całkowita ilość fotonów generowanych wewnątrz obszaru czynnego;
* Nnośo – całkowita ilość nośników wstrzykiwanych do obszaru czynnego złącza;
* Pprom – moc promieniowania generowanego wewnątrz półprzewodnika;
* h – stała Plancka;
* v – częstotliwość generowanego promieniowania;
* I – prąd elektryczny doprowadzony do diody;
* e – ładunek elektronu.
W krzemie i germanie dominują przejścia skośne.
Luminescencja jest zjawiskiem fizycznym polegającym na emitowaniu przez materię promieniowania elektromagnetycznego pod wpływem czynnika pobudzającego, które dla pewnych długości fali przewyższa emitowane przez tę materię promieniowanie temperaturowe. W diodzie LED mamy do czynienia z tzw. elektroluminescencją, przy wytworzeniu której źródłem energii pobudzającej jest prąd elektryczny dostarczony z zewnątrz, czasami pole elektryczne. Najefektywniejsza elektroluminescencja w półprzewodniku powstaje w wyniku rekombinacji swobodnych nośników ładunku w złączu p-n, gdy jest ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Intensywność świecenia zależy od wartości doprowadzonego prądu, przy czym zależność ta jest liniowa w dużym zakresie zmian prądu. Zjawiska przeszkadzające elektroluminescencji to pochłanianie wewnętrzne i całkowite odbicie wewnętrzne. Długość fali generowanego promieniowania:
\lambda=\frac{hc}{W_g}
przy czym:
* Wg = Wc – Wv – szerokość pasma zabronionego lub różnica energii poziomów, między którymi zachodzi rekombinacja,
* h – stała Plancka,
* c – prędkość światła.
Miarą strat na odbicie wewnętrzne i pochłanianie jest stosunek zewnętrznej do wewnętrznej sprawności kwantowej nqz/nnw. O ile wewnętrzna sprawność kwantowa nqw jest zależna od technologii procesu wytwarzania złącza oraz właściwości zastosowanego półprzewodnika, o tyle na zewnętrzną sprawność kwantową ma także wpływ kształt dioobrazki i wykresy sa na tym linku
http://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna Dodano po 2 [minuty]: jeszcze trochę historii
Zjawisko etektroluminescencji po raz pierwszy zaobserwował w krysztale węglika krzemu (SiC) w roku 1907 Henry Joseph Round, ale wielkość światłości była bardzo mała. Dalsze eksperymenty prowadziła w Niemczech para naukowców Bernard Gudden i Robert Wichard Pohl, wykorzystując siarczan cynku zmieszany z miedzią (ZnS:Cu), rezultaty nadal jednak nie były zadowalające. Termin „etektroluminescencja" pojawił się po raz pierwszy w roku 1936 w publikacji George'a Destriau opisującej emisję światła z proszku siarczanu cynku pod wpływem prądu elektrycznego. Otrzymaniem pierwszych nowoczesnych" LED-ów zaowocowały dopiero brytyjskie badania nad elektroluminescencją z zastosowaniem półprzewodników galowo-arsenowych prowadzone pod kierownictwem H. Walkę r a w latach 50. minionego wieku. LED-y te nie były przystosowane do pracy w temperaturze pokojowej i musiały być zanurzone w ciekłym azocie. Pierwsze „komercyjne" diody elektroluminescencyjne emitowały tylko w podczerwieni, mimo to szybko znaleziono dla nich zastosowanie w czujnikach fotoelektrycznych. Diody emitujące promieniowanie w zakresie widzialnym o barwie czerwonej opracował zespół Nicka Holonyaka J r. z General Electronics pod koniec lat 60. Zastosował połączenie potrójnego związku galu, arsenu i fosforu (GaAsP) z arsenkiem galu [GaAs). Później arsenek galu zastąpiono jego fosforkiem (GaP). co pozwoliło na zwiększenie sprawności LED-ów i uzyskanie barwy pomarańczowej. Od połowy lat 70. jako materiał emitera wykorzystywano fosforek galu (GaP), dzięki czemu zaczęto produkować diody w kolorze zielonym, kolor żółty zaś uzyskiwano z połączenia emiterów czerwonego i zielonego. Zastosowanie nowych związków czteroskładnikowych (GaAlAsPI) w potowie lat 80. doprowadziło do powstania pierwszej generacji diod „superjasnych", początkowo świecących na czerwono, potem na żółto i zielono. Na początku lat 90. pojawiła się kolejna, jeszcze wydajniejsza generacja. Uzyskano kolory pomarańczowoczerwony, pomarańczowy, żółty oraz zielony. W tym samym czasie po raz pierwszy udało się otrzymać diody świecące na niebiesko. Ponownie zastosowano w nich węglik krzemu [SiC], Dużo większą sprawność, a przede wszystkim zmniejszenie kosztów wytwarzania, osiągnięto kilka lat później, stosując azotek galu (GaN). Stało się to dzięki wieloletnim pracom Isamu Akasakiego z uniwersytetu Nagoja oraz zespołu Shuji Nakamury. Uzyskana wówczas światłość pojedynczej diody niebieskiej przekraczała stokrotnie uzyskiwaną wcześniej. Wkrótce potem domieszka indu (lnGaN) spowodowała dalszy wzrost skuteczności świetlnej niebieskich emiterów, a podstawą produkcji białych LED-ów stało się pokrywanie niebieskiego chipa fluorescencyjnym fosforem - absorbuje on promieniowanie niebieskie i powoduje reemisję światła w barwie białej. Podobne techniki są stosowane w produkcji LED-ów świecących we wszystkich innych barwach, na przykład różowej czy morskiego błękitu.
Dodano po 2 [minuty]: na razie tyle może później coś jeszcze dodam poszukaj W GOOGLE
Dodano po 10 [minuty]: jeszcze trochę linków ci dam
http://www.edw.com.pl/ea/diody.html
http://www.dzikie.net/index.php?art=diody-faq
http://pl.wikibooks.org/wiki/Zastosowanie_diody_LED_w_o%C5%9Bwietleniu
http://www.instalacjebudowlane.pl/3826-29-62.htm
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic519588.html
http://www.lighting.pl/index.php?s_id=10&akcja=artykul&a_id=148&typ=3
http://www.lediko.com/file.php?nazwa=pl_prd_mod
