LED는 백열 전구를 빠르게 대체하고 있습니다. 그들의 위치가 흔들리지 않는 것처럼 보이는 거의 모든 지역에서. 반도체 소자의 경쟁력은 저비용, 긴 서비스 수명, 가장 중요한 것은 더 높은 효율성이라는 설득력 있는 것으로 판명되었습니다. 램프의 경우 5%를 초과하지 않은 경우 일부 LED 제조업체는 소비 전력의 최소 60%를 빛으로 변환한다고 선언합니다. 이 진술의 진실성은 마케터의 양심에 달려 있지만 반도체 요소의 소비자 속성의 급속한 발전은 의심의 여지가 없습니다.
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LED 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
발광다이오드(LED, LED)는 기존의 반도체 다이오드, 결정체를 기반으로 만든:
- 갈륨 비소, 인듐 인화물 또는 아연 셀렌화물 - 광학 범위의 방출기용;
- 질화 갈륨 - 자외선 부분의 장치 용;
- 황화납 - 적외선 범위에서 방출하는 요소용.
이러한 재료의 선택은 순방향 전압이 인가될 때 다이오드의 pn 접합이 빛을 방출한다는 사실 때문입니다. 일반 실리콘 또는 게르마늄 다이오드의 경우 이 속성은 매우 약하게 표현됩니다. 실제로는 발광이 없습니다.
LED의 발광은 반도체 소자의 가열 정도와 관련이 없으며, 전하 캐리어(전자와 정공)의 재결합 동안 한 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 전자가 전이되기 때문에 발생합니다. 결과적으로 방출되는 빛은 단색입니다.
이러한 방사선의 특징은 매우 좁은 스펙트럼이며 광 필터로 원하는 색상을 선택하기 어렵습니다. 그리고 이 제조 원리에 따라 일부 발광 색상(흰색, 파란색)은 얻을 수 없습니다. 따라서 현재 LED의 외부 표면이 인광체로 덮여 있고 그 발광이 p-n 접합 복사(가시 가능하거나 UV 범위에 있을 수 있음)에 의해 시작되는 기술이 널리 보급되어 있습니다.
LED 장치
LED는 원래 기존 다이오드와 같은 방식으로 배열되었습니다. 즉, p-n 접합과 2개의 출력입니다. 빛을 관찰할 수 있는 투명한 창이 있는 투명한 화합물 또는 금속으로 만들어진 유일한 케이스. 그러나 그들은 장치의 셸에 추가 요소를 포함하는 방법을 배웠습니다. 예를 들어, 저항 - LED 켜기 외부 배관 없이 필요한 전압(12V, 220V)의 회로에. 또는 깜박이는 발광 요소를 만들기 위한 분배기가 있는 발전기. 또한 케이스는 pn 접합이 점화될 때 빛나는 형광체로 덮이기 시작했습니다. 이것이 LED의 기능을 확장할 수 있었던 방법입니다.
무연 무선 소자로의 전환 추세는 LED를 우회하지 않았습니다. SMD 장치는 생산 기술의 이점으로 조명 시장을 빠르게 장악하고 있습니다. 그러한 요소에는 결론이 없습니다. P-n 접합은 화합물로 채워지고 형광체로 코팅된 세라믹 베이스에 장착됩니다. 접촉 패드를 통해 전압이 인가됩니다.
현재 조명 장치에는 COB 기술을 사용하여 제조된 LED가 장착되기 시작했습니다. 그 본질은 여러 (2-3에서 수백) pn 접합이 하나의 플레이트에 장착되어 매트릭스에 연결된 것입니다. 위에서 모든 것이 단일 케이스에 배치되고(또는 SMD 모듈이 형성됨) 형광체로 덮여 있습니다. 이 기술은 큰 전망을 가지고 있지만 SD의 다른 버전을 완전히 대체할 것 같지는 않습니다.
어떤 유형의 LED가 존재하고 어디에 사용됩니까?
광학 범위의 LED는 표시 요소 및 조명 장치로 사용됩니다. 각 전문 분야에는 고유한 요구 사항이 있습니다.
표시등 LED
표시등 LED의 역할은 장치의 상태(전원 공급, 알람, 센서 작동 등)를 표시하는 것입니다. 이 분야에서는 p-n 접합 발광이 있는 LED가 널리 사용됩니다. 형광체와 함께 장치를 사용하는 것이 금지 된 것은 아니지만 많은 요점이 없습니다.여기서 글로우의 밝기는 처음이 아닙니다. 우선 순위는 대비와 넓은 시야각입니다. 출력 LED(트루 홀)는 계기판에 사용되고 출력 LED와 SMD는 보드에 사용됩니다.
조명 LED
반대로 조명의 경우 형광체를 포함하는 요소가 주로 사용됩니다. 이를 통해 충분한 광 출력과 자연에 가까운 색상을 얻을 수 있습니다. 이 영역의 리드 아웃 LED는 SMD 요소에 의해 실질적으로 압착됩니다. COB LED가 널리 사용됩니다.
별도의 범주에서 광학 또는 적외선 범위에서 신호를 전송하도록 설계된 장치를 구별할 수 있습니다. 예를 들어 가전 제품이나 보안 장치의 원격 제어용입니다. 그리고 UV 범위의 요소는 소형 자외선 소스(화폐 감지기, 생물학적 재료 등)에 사용할 수 있습니다.
LED의 주요 특성
모든 다이오드와 마찬가지로 LED는 일반적인 "다이오드" 특성을 가지고 있습니다. 매개 변수를 제한하면 초과하면 장치가 고장납니다.
- 최대 허용 순방향 전류;
- 최대 허용 순방향 전압;
- 최대 허용 역전압.
나머지 특성은 특정 "LED" 문자입니다.
글로우 컬러
발광 색상 -이 매개 변수는 광학 범위의 LED를 특성화합니다. 조명기구에서 대부분의 경우 흰색과 다른 가벼운 온도. 표시기는 보이는 색상 중 하나를 가질 수 있습니다.
파장
이 매개변수는 어느 정도 이전 매개변수를 복제하지만 두 가지 주의 사항이 있습니다.
- IR 및 UV 범위의 장치에는 가시 색상이 없으므로이 특성이 복사 스펙트럼을 특성화하는 유일한 것입니다.
- 이 매개변수는 직접 방출이 있는 LED에 더 적합합니다. 인광체가 있는 요소는 넓은 대역에서 방출하므로 파장을 명확하게 특성화할 수 없습니다(백색은 어떤 파장을 가질 수 있습니까?).
따라서 방출되는 파동의 파장은 상당히 유익한 수치입니다.
전류 소비
소비 전류는 방사선의 밝기가 최적인 작동 전류입니다. 약간 초과하면 장치가 빨리 고장나지 않으며 이것이 최대 허용치와의 차이입니다. 그것을 줄이는 것도 바람직하지 않습니다. 방사선 강도가 떨어집니다.
힘
전력 소비 - 여기에서는 모든 것이 간단합니다. 직류에서는 단순히 소비 전류와 인가 전압의 곱입니다. 조명 기술 제조업체는 포장에 등가 전력(광속이 주어진 램프의 플럭스와 동일한 백열 램프의 전력)을 대량으로 표시하여 이 개념에 혼란을 야기합니다.
가시 입체각
겉보기 입체각은 광원의 중심에서 나오는 원뿔로 가장 쉽게 표현됩니다. 이 매개변수는 이 원뿔의 개방 각도와 같습니다. 표시등 LED의 경우 외부에서 경보가 어떻게 보일지 결정합니다. 조명 요소의 경우 광속이 이에 따라 다릅니다.
최대 광도
장치의 기술적 특성에서 최대 광도는 칸델라로 표시됩니다. 그러나 실제로는 광속의 개념으로 작동하는 것이 더 편리한 것으로 판명되었습니다. 광속(루멘 단위)은 광도(칸델라 단위)와 겉보기 입체각의 곱과 같습니다.동일한 광도를 가진 두 개의 LED는 다른 각도에서 다른 조명을 제공합니다. 각도가 클수록 광속이 커집니다. 따라서 조명 시스템 계산에 더 편리합니다.
전력 감소
순방향 전압 강하는 LED가 켜져 있을 때 LED에서 떨어지는 전압입니다. 이를 알면 예를 들어 일련의 발광 소자 체인을 여는 데 필요한 전압을 계산할 수 있습니다.
LED의 정격 전압을 찾는 방법
LED의 공칭 전압을 찾는 가장 쉬운 방법은 참조 문헌을 참조하는 것입니다. 그러나 표시가없는 출처를 알 수없는 장치를 발견하면 조정 가능한 전원에 연결하고 전압을 0에서 부드럽게 올릴 수 있습니다. 특정 전압에서 LED가 밝게 깜박입니다. 이것은 소자의 작동 전압입니다. 이 검사를 수행할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
- 테스트 대상 장치는 저항이 내장되어 있을 수 있으며 충분히 높은 전압(최대 220V)용으로 설계되었습니다. 모든 전원에 이러한 조정 범위가 있는 것은 아닙니다.
- LED 복사는 스펙트럼의 가시 영역(UV 또는 IR) 외부에 있을 수 있습니다. 그러면 점화 순간을 시각적으로 결정할 수 없습니다(IR 장치의 빛은 경우에 따라 스마트폰 카메라를 통해 볼 수 있음).
- 극성을 엄격하게 준수하여 요소를 정전압 소스에 연결해야 합니다. 그렇지 않으면 장치의 기능을 초과하는 역전압으로 LED를 비활성화하기 쉽습니다.
요소의 핀 배치를 아는 데 확신이 없으면 전압을 3 ... 3.5V로 높이는 것이 좋습니다. LED가 켜지지 않으면 전압을 제거하고 소스 극의 연결을 변경하고 반복하십시오 절차.
LED의 극성을 결정하는 방법
리드의 극성을 결정하는 몇 가지 방법이 있습니다.
- 무연 소자(COB 포함)의 경우 공급 전압의 극성은 케이스에 직접 기호 또는 조수로 표시됩니다.
- LED는 규칙적인 p-n 접합을 가지므로 다이오드 테스트 모드에서 멀티미터로 호출할 수 있습니다. 일부 테스터에는 LED를 켜기에 충분한 측정 전압이 있습니다. 그런 다음 요소의 광선으로 연결의 정확성을 시각적으로 제어할 수 있습니다.
- 금속 케이스에 CCCP에서 제조한 일부 장치에는 음극 영역에 키(돌기)가 있었습니다.
- 출력 소자의 경우 음극 출력이 더 깁니다. 이를 기반으로 납땜되지 않은 요소에 대해서만 핀 배치를 결정할 수 있습니다. 사용된 LED 리드는 어떤 식으로든 장착할 수 있도록 단축되고 구부러집니다.
- 마지막으로 위치 파악 양극과 음극 아마도 LED의 전압을 결정하는 것과 같은 방법일 것입니다. 글로우는 요소가 올바르게 켜져있을 때만 가능합니다. 음극은 소스의 마이너스, 양극은 플러스입니다.
기술 개발은 멈추지 않습니다. 수십 년 전까지만 해도 LED는 실험실 실험을 위한 값비싼 장난감이었습니다. 이제 그가 없는 삶은 상상하기 어렵습니다. 다음에 일어날 일 - 시간이 말해줄 것입니다.
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