LED dengan cepat menggantikan lampu pijar dari hampir semua area di mana posisi mereka tampak tak tergoyahkan. Keunggulan kompetitif elemen semikonduktor terbukti meyakinkan: biaya rendah, masa pakai yang lama, dan, yang paling penting, efisiensi yang lebih tinggi. Jika untuk lampu tidak melebihi 5%, maka beberapa produsen LED menyatakan transformasi menjadi cahaya setidaknya 60% dari listrik yang dikonsumsi. Kebenaran pernyataan-pernyataan ini tetap berada di hati para pemasar, tetapi perkembangan pesat sifat-sifat konsumen dari elemen-elemen semikonduktor tidak diragukan lagi.
Isi
Apa itu LED dan cara kerjanya
Light-emitting diode (LED, LED) adalah konvensional dioda semikonduktor, dibuat atas dasar kristal:
- gallium arsenide, indium phosphide atau zinc selenide - untuk penghasil emisi optik;
- galium nitrida - untuk perangkat bagian ultraviolet;
- timbal sulfida - untuk elemen yang memancarkan dalam kisaran inframerah.
Pilihan bahan ini disebabkan oleh fakta bahwa sambungan p-n dioda yang dibuat darinya memancarkan cahaya ketika tegangan maju diterapkan. Untuk dioda silikon atau germanium biasa, properti ini diekspresikan dengan sangat lemah - praktis tidak ada cahaya.
Emisi LED tidak terkait dengan derajat pemanasan elemen semikonduktor, hal ini disebabkan oleh transisi elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya selama rekombinasi pembawa muatan (elektron dan lubang). Cahaya yang dipancarkan sebagai hasilnya adalah monokromatik.
Fitur radiasi semacam itu adalah spektrum yang sangat sempit, dan sulit untuk memilih warna yang diinginkan dengan filter cahaya. Dan beberapa warna cahaya (putih, biru) dengan prinsip pembuatan ini tidak dapat dicapai. Oleh karena itu, saat ini, sebuah teknologi tersebar luas di mana permukaan luar LED ditutupi dengan fosfor, dan pancarannya diprakarsai oleh radiasi sambungan p-n (yang dapat terlihat atau terletak pada kisaran UV).
perangkat LED
LED pada awalnya diatur dengan cara yang sama seperti dioda konvensional - sambungan p-n dan dua keluaran. Hanya wadah yang terbuat dari kompon transparan atau terbuat dari logam dengan jendela transparan untuk mengamati pancaran. Tetapi mereka belajar untuk menyematkan elemen tambahan ke dalam cangkang perangkat. Sebagai contoh, resistor - untuk menyalakan LED ke sirkuit tegangan yang diperlukan (12 V, 220 V) tanpa pemipaan eksternal. Atau generator dengan pembagi untuk membuat elemen pemancar cahaya berkedip. Juga, kasing mulai ditutupi dengan fosfor, yang bersinar ketika persimpangan p-n dinyalakan - ini adalah bagaimana dimungkinkan untuk memperluas kemampuan LED.
Tren transisi ke elemen radio tanpa timbal tidak melewati LED. Perangkat SMD dengan cepat menangkap pasar pencahayaan, dengan keunggulan dalam teknologi produksi. Unsur-unsur tersebut tidak memiliki kesimpulan. Sambungan P-n dipasang pada dasar keramik, diisi dengan senyawa dan dilapisi dengan fosfor. Tegangan diterapkan melalui bantalan kontak.
Saat ini, perangkat penerangan mulai dilengkapi dengan LED yang diproduksi menggunakan teknologi COB. Esensinya adalah bahwa beberapa (dari 2-3 hingga ratusan) sambungan p-n dipasang pada satu pelat, dihubungkan ke dalam matriks. Dari atas, semuanya ditempatkan dalam satu wadah (atau modul SMD dibentuk) dan ditutup dengan fosfor. Teknologi ini memiliki prospek yang bagus, tetapi sepertinya tidak akan sepenuhnya menggantikan versi SD lainnya.
Jenis LED apa yang ada dan di mana mereka digunakan
LED rentang optik digunakan sebagai elemen tampilan dan sebagai perangkat pencahayaan. Setiap spesialisasi memiliki persyaratannya sendiri.
LED indikator
Tugas LED indikator adalah menunjukkan status perangkat (catu daya, alarm, operasi sensor, dll.). Di area ini, LED dengan p-n junction glow banyak digunakan. Tidak dilarang menggunakan perangkat dengan fosfor, tetapi tidak ada gunanya.Di sini, kecerahan cahaya bukanlah yang utama. Prioritasnya adalah kontras dan sudut pandang lebar. Output LED (true hole) digunakan pada panel instrumen, LED output dan SMD digunakan pada board.
LED pencahayaan
Untuk penerangan, sebaliknya, elemen dengan fosfor terutama digunakan. Ini memungkinkan Anda mendapatkan keluaran cahaya yang cukup dan warna yang mendekati alami. Lead-out LED dari area ini praktis diperas oleh elemen SMD. LED COB banyak digunakan.
Dalam kategori terpisah, kita dapat membedakan perangkat yang dirancang untuk mengirimkan sinyal dalam rentang optik atau inframerah. Misalnya, untuk remote control untuk peralatan rumah tangga atau untuk perangkat keamanan. Dan elemen kisaran UV dapat digunakan untuk sumber ultraviolet kompak (detektor untuk mata uang, bahan biologis, dll.).
Karakteristik utama dari LED
Seperti dioda lainnya, LED memiliki karakteristik umum "dioda". Batasi parameter, yang kelebihannya menyebabkan kegagalan perangkat:
- arus maju maksimum yang diijinkan;
- tegangan maju maksimum yang diijinkan;
- tegangan balik maksimum yang diizinkan.
Karakteristik yang tersisa adalah karakter "LED" tertentu.
Warna bersinar
Warna bercahaya - parameter ini mencirikan LED rentang optik. Dalam perlengkapan pencahayaan, dalam banyak kasus, putih dengan perbedaan suhu cahaya. Yang indikator dapat memiliki salah satu warna yang terlihat.
panjang gelombang
Parameter ini sampai batas tertentu menduplikasi yang sebelumnya, tetapi dengan dua peringatan:
- perangkat dalam rentang IR dan UV tidak memiliki warna yang terlihat, oleh karena itu bagi mereka karakteristik ini adalah satu-satunya yang menjadi ciri spektrum radiasi;
- parameter ini lebih berlaku untuk LED dengan emisi langsung - elemen dengan fosfor memancarkan dalam pita lebar, sehingga panjang gelombangnya tidak dapat dicirikan dengan jelas (panjang gelombang apa yang dapat dimiliki warna putih?).
Oleh karena itu, panjang gelombang dari gelombang yang dipancarkan merupakan angka yang cukup informatif.
Konsumsi saat ini
Arus yang dikonsumsi adalah arus operasi di mana kecerahan radiasi optimal. Jika sedikit terlampaui, perangkat tidak akan cepat gagal - dan ini adalah perbedaannya dari maksimum yang diizinkan. Menguranginya juga tidak diinginkan - intensitas radiasi akan turun.
Kekuasaan
Konsumsi daya - semuanya sederhana di sini. Pada arus searah, itu hanyalah produk dari arus yang dikonsumsi dan tegangan yang diberikan. Produsen teknologi pencahayaan memperkenalkan kebingungan ke dalam konsep ini dengan menunjukkan kekuatan setara pada kemasan dalam jumlah besar - kekuatan lampu pijar, fluks bercahaya yang sama dengan fluks lampu yang diberikan.
Sudut padat yang terlihat
Sudut padat yang tampak paling mudah direpresentasikan sebagai kerucut yang berasal dari pusat sumber cahaya. Parameter ini sama dengan sudut pembukaan kerucut ini. Untuk LED indikator, ini menentukan bagaimana alarm akan terlihat dari luar. Untuk elemen pencahayaan, fluks cahaya bergantung padanya.
Intensitas cahaya maksimum
Intensitas cahaya maksimum dalam karakteristik teknis perangkat ditunjukkan dalam candela. Namun dalam praktiknya ternyata lebih nyaman dioperasikan dengan konsep fluks bercahaya. Fluks bercahaya (dalam lumen) sama dengan produk dari intensitas cahaya (dalam candela) dan sudut padat yang tampak.Dua LED dengan intensitas cahaya yang sama memberikan pencahayaan yang berbeda pada sudut yang berbeda. Semakin besar sudutnya, semakin besar fluks bercahaya. Jadi lebih nyaman untuk perhitungan sistem pencahayaan.
penurunan tegangan
Jatuh tegangan maju adalah tegangan yang turun melintasi LED saat menyala. Mengetahuinya, seseorang dapat menghitung tegangan yang diperlukan, misalnya, untuk membuka rangkaian rangkaian elemen pemancar cahaya.
Bagaimana cara mengetahui voltase apa yang dinilai untuk LED?
Cara termudah untuk mengetahui tegangan nominal LED adalah dengan membaca literatur referensi. Tetapi jika Anda menemukan perangkat yang tidak diketahui asalnya tanpa menandai, maka Anda dapat menghubungkannya ke sumber daya yang dapat disesuaikan dan menaikkan tegangan dengan lancar dari nol. Pada tegangan tertentu, LED akan berkedip terang. Ini adalah tegangan operasi elemen. Ada beberapa hal yang perlu diingat saat melakukan pemeriksaan ini:
- perangkat yang diuji dapat dengan resistor built-in dan dirancang untuk tegangan yang cukup tinggi (hingga 220 V) - tidak setiap sumber daya memiliki rentang penyesuaian seperti itu;
- Radiasi LED mungkin berada di luar bagian spektrum yang terlihat (UV atau IR) - maka momen penyalaan tidak dapat ditentukan secara visual (walaupun pancaran perangkat IR dalam beberapa kasus dapat dilihat melalui kamera smartphone);
- perlu untuk menghubungkan elemen ke sumber tegangan konstan dengan kepatuhan ketat terhadap polaritas, jika tidak mudah untuk menonaktifkan LED dengan tegangan balik yang melebihi kemampuan perangkat.
Jika tidak ada kepercayaan untuk mengetahui pinout elemen, lebih baik menaikkan tegangan menjadi 3 ... 3,5 V, jika LED tidak menyala, lepaskan tegangan, ubah sambungan kutub sumber dan ulangi prosedur.
Cara menentukan polaritas LED
Ada beberapa metode untuk menentukan polaritas lead.
- Untuk elemen tanpa timbal (termasuk COB), polaritas tegangan suplai ditunjukkan langsung pada kasing - dengan simbol atau pasang surut pada cangkang.
- Karena LED memiliki sambungan p-n biasa, LED dapat dipanggil dengan multimeter dalam mode uji dioda. Beberapa penguji memiliki voltase pengukur yang cukup untuk menyalakan LED. Kemudian kebenaran koneksi dapat dikontrol secara visual oleh pancaran elemen.
- Beberapa perangkat yang diproduksi oleh CCCP dalam wadah logam memiliki kunci (tonjolan) di area katoda.
- Untuk elemen keluaran, keluaran katoda lebih panjang. Atas dasar ini, dimungkinkan untuk menentukan pinout hanya untuk elemen yang tidak disolder. Kabel LED bekas dipendekkan dan ditekuk untuk dipasang dengan cara apa pun.
- Akhirnya, cari tahu lokasinya anoda dan katoda mungkin metode yang sama seperti untuk menentukan tegangan LED. Cahaya hanya akan mungkin jika elemen dihidupkan dengan benar - katoda ke sumber minus, anoda ke plus.
Perkembangan teknologi tidak tinggal diam. Sampai beberapa dekade yang lalu, LED adalah mainan mahal untuk eksperimen laboratorium. Sekarang sulit membayangkan hidup tanpa dia. Apa yang akan terjadi selanjutnya - waktu akan memberi tahu.
Artikel serupa:
