LEDs midab leh: sidee ku helaysaa midabada kala duwan?

ka LED-yada midabeysan Sannadihii u dambeeyay ayay nala socdeen. Mar kasta oo hadhka cusub ee LED-yada ay soo baxaan, maadaama aysan fududayn kiisaska oo dhan. Tusaale ahaan, xiiso ahaan, waa inaad ogaataa in LED-yada iftiinka cad iyo nalalka buluuga ah ay ka mid yihiin kuwa ugu dambeeya ee soo gala suuqa.

Hadda, waxay noqdeen nooc ka mid ah diode lagama maarmaan u ah goobo badan. Sidaa darteed, maqaalkan waxaad ku baran doontaa Dhammaan waxaad u baahan tahay inaad ogaato Kuwan qaybaha elektarooniga ah ee aasaasiga ah, iyo ku saabsan sababta ay iftiinka u sii daayaan, sababta midabadaas, iyo wax ka badan ...

Semiconductor Iftiinka Ilaha soo baxaya

Sida aad ogtahay, labada ilo ee qiiqa iftiinka ee ka iman kara qalabka semiconductor waa Diodes leysarka iyo LED-yada. Halka LED-ku ku salaysan yahay qiiqa iskiis ah, Lasers-ku waxay ku salaysan yihiin qiiqa la kiciyey. Taasi waa farqiga u dhexeeya labada.

ka Diodes iftiimiya iftiinka (Light Emitting Diode) waa ilayska ugu caansan ee qalabka elektarooniga ah. Waxaa loo isticmaalaa in lagu muujiyo wakhtiga saacadaha dhijitaalka ah, si loo calaamadiyo hawlgalka ama dallaca batteriga, iwm. Codsiyada waa badan yihiin, oo hadda waxay sidoo kale ku boodeen nalka nalalka LED-yada cusub si ay u iftiimiyaan dhammaan noocyada qolalka iyo xitaa baabuurta.

Qalabkan LED waxay ka tirsan yihiin kooxda opto-semiconductors, awood u leh inuu u beddelo qulqulka korontada iftiinka. Qalabkan nalalka ah ayaa faa'iido weyn u leh inuu ahaado mid waara, maadaama uusan u gubin sida nalalka iftiinka, sidoo kale aad ayuu uga waxtar badan yahay, sidaas darteed isticmaalka ayaa aad uga hooseeya nalalka caadiga ah. Intaa waxaa dheer, qiimaha wax soo saarkoodu aad ayuu u hooseeyaa, waana sababta ay caan u noqdeen.

Sida qalab kasta oo kale oo semiconductor ah, LED-ku wuxuu leeyahay walxaha aasaasiga ah ee aasaasiga ah, sida Aagagga P leh godadka (+) iyo N aagagga leh electrons (-), taas oo ah, qaadayaasha caadiga ah ee semiconductor kasta. Oo tani waxay keenaysaa:

• Marka dhinaca P ay ku xidhmaan sahay koronto iyo dhinaca N ilaa dhulka, xidhiidhka ayaa hore u socda, taas oo u oggolaanaysa in hadda uu dhex socdo diode iyo iftiiminta iftiin aan dhammaanteen arki karno.
• Haddii dhinaca P ay ku xiran tahay dhulka oo N ay ku xiran tahay korontada, xiriirka ayaa la sheegay in uu yahay mid leexsan, taas oo ka hortagaysa socodka hadda. Waxaad hore u ogeyd in diodes-ku ay ka hortagayaan socodka hadda ee hal jiho.
• Marka hore loo eexdo, P-side iyo N-dhinaca aqlabiyadda iyo qaadeyaasha laga tirada badan yahay ayaa midba midka kale isku daraa, iyaga oo ka takhalusaya kharash-qaadayaasha lakabka dhimista ee isgoyska PN. Iyo, markeeda, socdaalkan elektarooniga ah iyo godadku waxay sii daayaan cadad cayiman oo photons ah, taas oo ah, qayb tamarta ka mid ah ayaa ku sii deynaysa qaabka iftiinka, oo leh dherer joogto ah ( monochromatic). Tani waa waxa sifeyn doona midabka LED-ka, maadaama ay ku xiran tahay hirarka dhererka ay soo saarto waxay noqon kartaa IR, buluug, jaalle, cagaar, jaale, amber, caddaan, casaan, UV, iwm.
• Mawjadda la sii daayay ee spectrum elektromagnetic, oo sidaas darteed midabka, waxaa go'aamiya walxaha semiconductor ee sameeya isku xirka PN ee diode. Sidaa darteed, xeryahooda semiconductor waa la kala duwanaan karaa ama lagu ciyaari karaa si ay u abuuraan midabyo cusub gudaha spectrum ama baaxadda muuqata.

Waa in la sheegaa in midabada casaanka, buluuga iyo cagaarka (RGB ama Cagaaran Cagaaran Buluugga ah) si fudud loo isku dari karo si loo awoodo soo saar iftiin cad. Dhanka kale, waa in la sheegaa in tamarta shaqada ee LED-yada ay sidoo kale kala duwan tahay iyadoo ku xiran midabka. Tusaale ahaan, midabada casaanka, cagaarka, amber, iyo jaalaha waxay u baahan yihiin qiyaastii 1.8 volts si ay u shaqeeyaan. Oo waa in kala duwanaanshaha tamarta shaqada ee diode iftiiminta iftiinka lagu go'aamin karo iyadoo loo eegayo korantada burburka ee walxaha semiconductor ee loo isticmaalo soosaarka LED-ka.

Noocyada LED

LED-yada waxaa loo kala saari karaa siyaabo dhowr ah, mid ka mid ah kuwa ugu muhiimsan waa in la sameeyo iyadoo loo eegayo dhererka hirarka ay sii daayaan, ka tagaan laba qaybood:

•  LEDs muuqda: waa kuwa sii daaya hirarka dhererka gudaha spectrum muuqda, taas oo ah, inta u dhaxaysa 400nm iyo 750nm. Kala duwanaanshahan waa waxa ay isha bini'aadamku arki karto, si la mid ah goobta dhawaaqa aynu maqalno oo keliya inta u dhaxaysa 20 Hz iyo 20 Khz. Waxa ka hooseeya 20 Hz waa infrasound oo aynaan maqli karin, iyo in ka badan 20 Khz waa ultrasound oo aynaan midna qabsan karin. Wax la mid ah ayaa dhaca dhinaca iftiinka, isagoo leh infrared ama IR marka uu ka hooseeyo 400 nm iyo iftiinka ultraviolet marka uu ka sarreeyo 750 nm. Labaduba lama arki karo isha bini'aadamka.
•  LEDs aan la arki karin: waa kuwan hirarka dhaadheer ee aynaan arki karin, sida kiiska IR diode ama diode UV.

Nalalka la arki karo waxaa inta badan loo isticmaalaa nalka ama calaamadaynta. Nalalka aan la arki karin ayaa loo adeegsadaa codsiyada ay ka mid yihiin furayaasha indhaha, isgaarsiinta indhaha iyo falanqaynta, iwm, iyadoo la adeegsanayo dareemayaasha sawirka.

Waxtarka

Sida aad si fiican u ogtahay, nalka LED waa wax badan waxtar badan marka loo eego tan caadiga ah, sidaas darteed waxay isticmaashaa tamar aad uga yar. Tani waxay sabab u tahay dabeecadda LED-yada. Jadwalka soo socdana waxaad ku arki kartaa xidhiidhka ka dhexeeya qulqulka iftiinka iyo tamarta galitaanka korantada ee la siiyo LED-ka. Taasi waa, waxaa lagu muujin karaa lumens per watt (lm/W):

Dhismaha LED

Xigasho: ResearchGate

La qaab dhismeedka iyo dhismaha dabaylaha iftiimiya waxay aad uga duwan yihiin kuwa diode caadiga ah, sida zener, iwm. Iftiinku wuxuu ka soo bixi doonaa LED-ka marka isgoystiisa PN uu yahay mid eexsan. Isku xirka PN waxaa daboolay resin adag oo epoxy ah iyo qubbad hemispherical caag ah oo hufan oo ka ilaalinaysa gudaha LEDka qaska jawiga, gariirka iyo kulaylka.

Isku xirka PN waxaa la sameeyay iyadoo la isticmaalayo qalabka xeryahooda bandgap hoose sida gallium arsenide, gallium arsenide phosphide, gallium phosphide, indium gallium nitride, gallium aluminium nitride, silicon carbide, iwm. Tusaale ahaan, LED-yada cas ayaa lagu dhisay gallium arsenide substrate, cagaar, jaalle iyo oranji oo ku yaal gallium phosphide, iwm. Casaannada, lakabka N-nooca waxaa lagu dahaadhay tellurium (Te) iyo lakabka P waxaa lagu dulmay zinc (Zn). Dhanka kale, lakabyada xiriirka ayaa la sameeyay iyadoo la isticmaalayo aluminium dhinaca P iyo tin-aluminium dhinaca N.

Sidoo kale, waa in aad ogaataa in isgoysyadani aysan bixin iftiin badan, sidaas darteed Epoxy resin qubbad waxa loo dhisay qaab sawir-qaadayaasha iftiinka ee ka baxaya isgoysyada PN ay si fiican uga muuqdaan oo diiradda u saaraan iyada oo loo marayo. Taasi waa, ma aha oo kaliya u dhaqmo sida difaac, laakiin sidoo kale sida muraayad diirada iftiinka. Waa sababta iftiinka soo baxay uu u muuqdo inuu ka iftiimay xagga sare ee LED-ka.

LED-yada waxaa loogu talagalay in lagu hubiyo in Inta badan dib-u-habaynta xamuul-qaadayaasha waxay ka dhacaan dusha sare ee isgoyska PN sababo muuqda dartood, taasina waxaa lagu gaaraa sidan:

• Marka la kordhiyo xoogga doping-ka ee substrate-ka, elektaroonnada sidaha tirada yar ee dheeraadka ah waxay u guuraan xagga sare ee qaab dhismeedka, dib ayay isu abaabulaan, oo waxay sii daayaan iftiinka dusha LED-ga.
• Iyada oo la kordhinayo dhererka fidinta dallaca qaadayaasha, taas oo ah, L = √ Dτ, halkaas oo D ay tahay isku xidhka faafinta iyo τ ay tahay inta uu nool yahay qaadiyaha. Marka la kordhiyo wax ka baxsan qiimaha muhiimka ah, waxaa jiri doona suurtogalnimada dib u nuugista sawir-qaadayaasha la sii daayay ee qalabka.

Sidaa darteed, marka diode LED uu ku xiran yahay eexda hore, xamuulka qaada waxay helayaan tamar ku filan si ay uga gudbaan caqabadaha jira ee ka jira isgoyska PN. Qaadayaasha khidmadaha tirada yar ee nooca P-iyo-nooca semiconductor-ka ayaa lagu duraa isgoysyada oo dhan waxayna la midoobaan sidayaal badan. Isku darka sidayaal badan iyo kuwa laga tirada badan yahay waxay noqon karaan laba siyaabood:

• shucaac: marka iftiinku soo baxo inta lagu jiro dib-u-habaynta.
• aan shucaac ahaynInta lagu jiro dib-u-habaynta wax iftiin ah lama sii daayo, kulayl ayaa la soo saaraa. Taasi waa, qayb ka mid ah tamarta korantada ee lagu dabaqo ayaa luminaysa qaabka kulaylka ee maaha iftiin. Iyada oo ku xidhan boqolkiiba tamarta loo isticmaalo in lagu dhaliyo iftiinka ama kulaylka, tani waxay noqon doontaa waxtarka LED-ka.

semiconductors organic

Dhawaan sidoo kale waxay jabsadeen suuqa OLED ama diodes-ka iftiimiya organic, kuwaas oo loo isticmaalay bandhigyada. Diode-yadan cusub ee dabiiciga ah waxay ka kooban yihiin walxo dabiici ah oo dabiici ah, taas oo ah, semiconductor organic, halkaasoo la oggol yahay qayb ahaan ama dhammaan molecule organic.

Maaddooyinkan dabiiciga ah ayaa laga yaabaa inay ku jiraan wajiga crystalline ama ku jira molecules polymeric. Tani waxay faa'iido u leedahay haysashada qaab-dhismeed aad u khafiif ah, qiimo jaban, waxay u baahan yihiin danab aad u hooseeya si ay u shaqeeyaan, waxay leeyihiin iftiin sare, iyo farqiga ugu sarreeya iyo xoojinta.

Midabada LED

Si ka duwan diode-yada caadiga ah ee semiconductor, LED-yadu waxay sii daayaan iftiinkaas sababtoo ah xeryahooda ay isticmaalaan, sidaan hore u soo sheegay. Diodes-ka caadiga ah ee semiconductor waxaa laga sameeyaa silikoon ama germanium, laakiin dareeraha iftiimiya waxay leeyihiin xeryahooda sida:

• gallium arsenide
• gallium arsenide fosfide
• Silicium carbide
• indium gallium nitride

Isku darka walxahan waxay soo saari karaan mawjado gaar ah oo kala duwan, si loo gaaro midabka la rabo. Iskudhisyada semiconductor ee kala duwan ayaa iftiimiya iftiinka gobollada qeexan ee iftiinka iftiinka muuqda sidaas darteedna waxay soo saaraan heerar kala duwan oo iftiin leh. Doorashada walxaha semiconductor ee loo isticmaalo soosaarka LED-ka ayaa go'aamin doona dhererka hirarka qiiqa qiiqa iyo midabka ka dhalanaya iftiinka iftiinka.

Habka shucaaca

Habka shucaaca waxaa lagu qeexay xagasha iftiinka iftiinka marka loo eego dusha sare ee soo baxaya. Qadarka ugu badan ee awoodda, xoojinta ama tamarta ayaa lagu heli doonaa jihada toosan ee dusha sare ee soo baxaya. Xagasha sii daynta iftiinka waxay ku xiran tahay midabka la sii daayo oo badiyaa kala duwan yahay inta u dhaxaysa 80 ° iyo 110 °. Halkan waxaa ah miis uu leeyahay midabyo iyo qalab kala duwan:

Midabka iftiinka ay soo saarto LED laguma go'aamiyo midabka jirka caagga ah kaas oo kuxiran LED-ka. Tani waa in si cad loo caddeeyaa. Sidaan hore u soo sheegay, resin epoxy waxaa loo isticmaalaa labadaba si loo hagaajiyo wax soo saarka iftiinka iyo si loo muujiyo midabka marka LED-ku dansan yahay.

Midabyo badan leh

Suuqa waxaa ku yaal a noocyo kala duwan oo LEDs la heli karo, oo leh qaabab kala duwan, cabbirro, midabyo, xoogga iftiinka soo-saarka, iwm. Si kastaba ha ahaatee, waa in la sheegaa in boqorka aan lagu muransaneyn qiimihiisu yahay gallium arsenide fosfide LED LED, oo dhexroorkiisu yahay 5mm. Taasi waa tan ugu badan ee laga isticmaalo adduunka, sidaas darteed waa tan lagu soo saaro tirada ugu badan.

Si kastaba ha ahaatee, sida aad aragtay, hadda waxaa jira midabyo badan oo kala duwan, iyo dhowr midab ayaa xitaa la isku daraa si loo soo saaro a Midabyo badan leh sida midka aan ku arki doonno qaybtan…

Bicolor

LED laba midab leh, sida magaceeda ka muuqata, waa a LED awood u leh inay soo saarto laba midab oo kala duwan. Tan waxaa lagu gaaraa in la isku daro laba LEDs oo midabyo kala duwan leh oo isku mid ah. Sidan, waxaad ka beddeli kartaa hal midab oo aad u beddeli kartaa mid kale. Tusaale ahaan, sida kuwa LED-yada ah oo aad ku aragto aaladaha qaarkood si ay u muujiyaan xaaladda batteriga oo guduudan marka uu ku dallaco iyo cagaar marka uu hore u dallacay.

Si loo dhiso LED-yadan waxay isku xidhan yihiin si barbar socda, oo leh anode hal LED ah oo ku xiran cathode LED kale iyo liddi ku ah. Sidan oo kale, marka korantada la siiyo mid ka mid ah anodes-ka, hal LED oo kaliya ayaa iftiimin doona, kan tamarta ka helaya anode-keeda. Haddii labada anodes ay isku mar wada shaqeeyaan, waxa kale oo suurtogal ah in labadaba isku mar la shido iyada oo la adeegsanayo beddelaad firfircoon.

tricolor

Waxaan sidoo kale leenahay LEDs tricolor, taas oo ah, iyaga waxay soo saari kartaa saddex midab oo kala duwan halkii laba. Kuwani waxay isku daraan saddex LEDs oo leh cathode caadi ah oo isku mid ah, iyo in la iftiimiyo hal ama laba midab, waxaad u baahan tahay inaad ku xirto cathode dhulka. Iyo hadda oo ay bixiso anode ee midabka aad rabto inaad maamusho ama shid.

Taasi waa, hal ama laba-midab nalalka LED, waa lagama maarmaan in la isku xiro koronto la siiyo midkood anode shakhsi ahaan ama isku mar. LED-yadan saddex-midabka ah waxa sidoo kale loo adeegsadaa qalabyo badan, sida talefannada gacanta, si loo muujiyo ogeysiisyada, iwm. Sidoo kale, diode noocaan ah wuxuu abuuraa habab dheeraad ah oo midabada aasaasiga ah isagoo u rogaya labada LED-yada ee saamiga kala duwan ee hadda tooska ah.

RGB LED

Asal ahaan waa nooc ka mid ah LED-ka tricolor, kiiskan oo loo yaqaan RGB (Casaan Casaan Buluug), sababtoo ah waxay soo saartaa nalalka saddexda midab. Kuwani waxay noqdeen kuwo caan ku ah xariijinta midabada leh iyo qalabka ciyaaraha, sidaad ogtahay. Si kastaba ha noqotee, inkasta oo aad leedahay midabada asaasiga ah, suurtagal maaha in la abuuro dhammaan midabada iyo hooska. Midabada qaar waxay ku dhacaan meel ka baxsan saddexagalka RGB, iyo midabada sida casaanka, buniga ah, iwm. way adagtahay in lala yimaado RGB.

Faa'iidooyinka iyo khasaaraha LED

Hadda waa waqtigii la arki lahaa waxa ugu muhiimsan faa'iidooyinka iyo khasaarooyinka Diode-yadan LED-ka ah:

Faa'iidooyinka

• Cabbir yar
• Qiimaha wax soo saarka hooseeya
• Nolosha shelf dheer (ma dhalaali doonto)*
• Waxtarka tamarta sare / isticmaalka hooseeya
• Heerkulka hoose / kulayl yar oo shucaac ah
• Dabacsanaanta naqshadeynta
• Waxay soo saari karaan midabyo badan oo kala duwan, iyo xitaa iftiin cad.
• Xawaaraha beddelka sare
• xoogga iftiinka sare
• Waxaa loo qaabayn karaa in uu iftiimiyo iftiinka hal jiho
• Waa aaladaha semiconductor-ada adag, sidaa darteed aad bay u xoog badan yihiin: aad bay ugu adkeysanayaan shoogga kulaylka iyo gariirka
• Ma jiraan wax shucaaca UV ah

Dhibaatooyin

• Ku-tiirsanaanta heerkulka jawiga ee awoodda wax-soo-saarka shucaaca iyo dhererka hirarka LED-ka.
• Dareenka waxyeelada ay sabab u tahay koronta xad dhaafka ah iyo/ama hadda xad-dhaafka ah.
• Waxtarka guud ee aragtida waxa lagu gaaraa oo kaliya marka la eego xaaladaha qabowga gaarka ah ama garaaca wadnaha.

Aplicaciones

Ugu dambeyntii, laakiin ugu yaraan, waa lagama maarmaan in la muujiyo waxa ay yihiin codsiyada suurtagalka ah kuwaas oo LED-yadan midabka leh loogu talagalay:

• nalalka baabuurta
• Calaamadaha: tilmaamayaasha, calaamadaha, nalalka taraafigga
• Ku muuji macluumaadka muuqaalka muraayadaha
• Wixii bandhigyo ah halka pixels ay ka samaysan yihiin LEDs
• Codsiyada caafimaadka
• Alaabada
• Laydhka
• Koontaroolada fog (IR LEDs)
• iwm