Характеристики светодиодов. Как делают светодиоды

Светодиоды – это кристаллы, выращенные или наращенные из химических элементов на основе полупроводников. Они помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии изготовления светодиодов разнятся в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением различных химических элементов. Среди них полупроводники и не полупроводниковые металлы и их соединения. А также легирующие, то есть придающие составу определенные характеристики, примеси.

Изготовление светодиодов

Процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, следующим образом:

Пластины, служащие в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, помещают в специальную герметичную камеру. Такие пластины изготавливают из удобных для наращивания светодиодов материалов. Например, из искусственного сапфира, у которого подходящая для этого кристаллическая решетка. Прежде всего камеру заполняют смесью газообразных химических веществ на основе полупроводников и легирующих добавок. Затем внутренность такой камеры начинают нагревать. В процессе этого нагрева химические элементы, находящиеся до этого в газообразном состоянии, осаждаются на пластинах.

Процесс длится несколько часов. В итоге на подложке наращивается несколько десятков слоев общей толщиной лишь несколько микрон. Отличие в толщине пластины до и после наращивания не различимо на глаз.

Затем с помощью трафарета на пластину напыляются золотые контакты. После чего ее разрезают на мельчайшие части. Каждая такая часть – это отдельный кристалл светодиода со своими контактами. Размеры ее очень малы. По крайней мере, разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом.

На следующем этапе готовые кристаллы вставляют в корпус. После того, по необходимости покрывают слоем люминофора. Тип корпуса и количество кристаллов зависят от того, где и как данный светодиод будет использоваться.

Все светодиоды отличаются друг от друга как отпечатки пальцев. То есть нет двух идентичных по своим характеристикам светодиодов. Потому на следующем этапе и происходит сортировка светодиодов по двум-трем сотням параметров. Чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, цветовой температуре и другим характеристикам светодиоды.

В конце концов светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах. И лишь затем из них изготавливают светодиодные лампы, ленты или используют в других сферах применения.

Характеристики светодиодов 3 мм. Использование светодиодов в бытовом и промышленном освещении

Сейчас подобные элементы используются во всех отраслях, будь то машино- или автомобилестроение, освещение производственных цехов, улиц или квартир. Если взять последние разработки, то можно сказать, что даже характеристики светодиодов для фонариков порой не уступают старым галогеновым лампам на 220 В. Попробуем привести один пример. Если взять характеристики светодиода 3 Вт, то они будут сопоставимы с данными лампы накаливания с потреблением 20-25 Вт. Получается экономия электроэнергии почти в 10 раз, что при ежедневном постоянном использовании в квартире дает весьма существенную выгоду.

Фонари на диодах со специальными линзами светят на расстояние до 3 км

Чем хороши светодиоды и есть ли в них минусы

О положительных качествах световых диодов можно сказать многое. Основными из них можно назвать:

Экономичность без потери силы светового потока – здесь они вне конкуренции;
Прочный корпус – отсутствует опасность механического повреждения;
Долговечность – такие элементы работают в десятки раз дольше ламп накаливания;
Компактность – имеют малые габариты;
Наиболее безопасны – работают от сети 3-24 В;
Экологичны – не требуют специальной утилизации.

Что же касается отрицательных сторон, то их всего две:

Работают только с постоянным напряжением;
Вытекает из первого – высокая стоимость ламп на их основе по причине необходимости использования драйвера (электронного стабилизирующего блока).

Основные характеристики светодиодов. Характеристики светодиодов Cree

Компания Cree (США) занимается разработкой и выпуском сверхъярких и самых мощных светодиодов. Одна из групп светодиодов Cree представлена серией приборов Xlamp, которые делятся на однокристальные и многокристальные. Одной из особенностей однокристальных источников является распределение излучения по краям прибора. Это инновация позволила выпускать светильники с большим углом свечения, используя минимальное количество кристаллов.

В серии LED-источников XQ-E High Intensity угол свечения составляет от 100 до 145 градусов. Имея небольшие геометрические размеры 1,6х1,6 мм, мощность сверхярких светодиодов – 3 Вольта, а световой поток – 330 лм. Это одна из новейших разработок компании Cree. Все светодиоды, конструкция которых разработана на базе одного кристалла, имеют качественную цветопередачу в пределах CRE 70-90.

Как сделать или починить LED-гирлянду самостоятельно. Цены и основные характеристики наиболее популярных моделей.

Компания Cree выпустила несколько вариантов многокристальных LED-приборов с новейшими типами питания от 6 до 72 Вольт. Многокристальные светодиоды делятся на три группы, в которые входят приборы с высоким напряжением, мощностью до 4Вт и выше 4Вт. В источниках до 4Вт собраны 6 кристаллов в корпусе типа MX и ML. Угол рассеивания составляет 120 градусов. Купить светодиоды Cree такого типа можно с белым теплым и холодным цветом свечения.

Полезный совет! Несмотря на высокую надежность и качество света, купить мощные светодиоды серии MX и ML можно по относительно небольшой цене.

В группу свыше 4Вт входят светодиоды из нескольких кристаллов. Самыми габаритными в группе являются приборы мощностью 25Вт, представленные серией MT-G. Новинка компании – светодиоды модели XHP. Один из крупных LED-приборов имеет корпус 7х7 мм, его мощность 12Вт, светоотдача 1710 лм. Светодиоды с высоким напряжением питания объединяют в себе небольшие габариты и высокую светоотдачу.

Светодиод напряжение. Как узнать напряжение светодиода?

Простая схема для проверки рабочего напряжения LED приборов. Как и у любого диода, у светодиода есть некоторая барьерная точка, до которой сопротивление диода велико. Но, после достижения напряжением этой точки диод (и светодиод) открывается, - диод проявляет свои свойства односторонней проводимости, а светодиод начинает светиться. Дальнейшее повышение напряжения приводит только к резкому снижению сопротивления диода. Напряжение на нем повышается несильно, но ток возрастает стремительно. Фактически, светодиод стремится стабилизировать напряжение источника на уровне своего барьерного напряжения. Можно сказать, что начинается «борьба» между источником напряжения и светодиодом. При напряжении источника 4,5V и напряжении падения на светодиоде 1,5V идет борьба за 3V. И, при свежей «батарейке», в проигрыше часто оказывается светодиод. Ток через него превышает допустимое значение, и он перегорает. Именно поэтому, в схемах на светодиодах всегда последовательно светодиоду включен токоограничительный резистор. Этот резистор нужен, чтобы на нем «повисли» эти «спорные», в данном случае, 3V, и каждый остался при своем. Так как же измерить «на какое напряжение» светодиод? Если есть мультиметр (или другой вольтметр) можно собрать схему, показанную на рисунке:

Поскольку, сейчас часто встречаются светодиоды на 6 или 7V желательно взять «батарейку» с напряжением 12В и выше. Подключить к ней, через токоограничительный резистор, сопротивлением, например, 1К, светодиод, так чтобы он светился, и измерить на нем напряжение. То, что покажет мультиметр и будет тем самым напряжением, «на которое» этот светодиод. Можно обойтись и без мультиметра, если есть сетевой источник с переключаемым выходным напряжением (например, универсальный сетевой адаптер с выходными напряжениями 1,5V, 3V, 4,5V, 6V, 9V, 12V). Подключаете к нему светодиод через токоограничительный резистор и повышаете напряжение от минимального до тех пор, пока светодиод не загорится. Это и будет, примерно, то напряжение «на которое» этот светодиод.

Ик светодиоды характеристики. Светодиоды инфракрасного излучения

Светодиоды, как и любые другие приборы освещения, на сегодняшний день имеют большое разнообразие форм и цветов. Они могут выдавать световой поток любого оттенка. Что касается инфракрасных светодиодов, то их излучение находится на границе восприятия глаз человека. Данная особенность влияет на сферу их применения.

Светодиоды инфракрасного излучения

Технические характеристики

Они могут вырабатывать волны в диапазоне 0,74 – 2 000 мкм. Свет в этих границах – понятие условное, но это и не излучение. Данный спектр доступен не всем людям.

Исходя из вышесказанного, стандартные характеристики светодиодов к ним не подходят. Тут больше применимы такие параметры, как:

Мощность генерируемого излучения.
Интенсивность светового потока. С помощью данного параметра излучающая система собирает и направляет излучение. Измеряется в ваттах и стерадианах.

Многие виды деятельности не нуждаются в постоянной подаче энергии, поэтому становится возможным генерировать импульсный сигнал. При помощи схемы можно значительно увеличить мощность.

Направления по развитию инфракрасных светодиодов

Производители постоянно сталкиваются со следующими проблемами: чтобы создать мощный диод, нужен большой кристалл, но, к сожалению, цена в этом случае значительно вырастает. При скреплении двух кристаллов в один увеличивается зона нерабочей площади, что влечет за собой потерю мощности. При работе мощного диода выделяется большое количество энергии, а соответственно и тепла, что ведет к перегреву схемы.

Светодиоды различного спектра

Есть следующие варианты решения таких проблем:

На данный момент возможно делать кристаллы размером до 1 мм2. Это позволяет увеличить силу тока за счет уменьшения сопротивления.
Постоянно идет разработка более новых и современных отражателей. Их КПД значительно больше. Они собирают излучение боковых граней и направляют его в центр.
Также все время проводится работа над оптическими системами с большим коэффициентом преломления. Они позволяют собрать в одно целое излучение с боков рассеивателя.

Применение

Силы, потраченные на ликвидацию проблем, описанных выше, уходят не напрасно. Светодиоды инфракрасного излучения отдельно не используются. Их применяют в составе других схем и оборудований, сфера использования которых все увеличивается. Именно поэтому нужны диоды, мощность которых становится больше, а цветовой спектр расширяется.

Наиболее распространено применение светодиодов для работы в темное время суток. Рассмотрим прибор ночного видения. Чем мощнее в нем будет светодиод, тем больше радиус возврата полноценного изображения. Но здесь еще можно применить импульсы, чего не скажешь про

Высококлассные продукты цифровой техники диктуют спрос на рынке. Они используются человеком каждый день. В 2007 г. опция ночной съемки была большой редкостью, а сейчас она – неотъемлемая часть техники. Все это благодаря развитию инфракрасных светодиодов.

Применение инфракрасного излучения в аграрной промышленности

Мнение практиков

Высококвалифицированные инженеры связывают эти результаты с определенной проблемой. Потому как достижение высокой мощности сопровождается перегревом. Малейший сбой в работе системы ведет к потере эффективности прибора и даже выходу из строя кристалла.

Применяя импульсную систему, нужно придерживаться постоянного напряжения. Малейшее отклонение от нормы приведет к некачественному излучению. К таким системам нужно относиться очень трепетно и обслуживать регулярно.

Сфера применения светодиодов будет постоянно расширяться, так как спрос на такие приборы растет с каждым днем, а характеристики со временем улучшаются. Основную нишу по продаже этой продукции на рынке заняли китайцы. Их инфракрасные светодиоды не всегда качественные. Остается надеяться, что рыночная конкуренция со временем заставит продукцию подешеветь, а качество ее будет только расти.

Как узнать ток потребления светодиода. Gunman84 › Блог › Как измерять рабочий ток светодиода

Все мы или не все, но знаем, что работа диодов определяется именно током, проходящим через них.
Чтобы не спалить диод сразу или во время его работы нужно знать его рабочий ток, чего мы не знаем о нойнейм-китай-диодах.
А всё предельно просто!
Собираем схему из последовательно соединенных:
1) блока питания с напряжением 12в или почти любым другим, параллельно ему-напряжометр
2) переменного сопротивления ~1 ком (плюс-минус 1ком)
3) постоянного сопротивления номиналом от 500 ом до 6 ком (подбираем по свечению)
4) амперметра, меряющего миллиамперы
Алгоритм:
1) находим минимальный ток при котором идиод начинает светить хоть как-то
1.1) ставим к примеру 6ком + переменник и смотрим, горит ли, если нет, то уменьшаем сопротивление переменника
1.2) если уменьшения переменного R не хватает-уменьшаем постоянник и т.д.
1.3) не забываем, что уменьшение напряжения в 2 раза равносильно увеличению нашего ограничивающего сопротивления (суммы переменника и постоянника)
2) плавно увеличиваем ток до стандартного для идиода (например 10-20ма) — НЕ ПРЕВЫШАТЬ ДЛЯ НЕИЗВЕСТНОГО ДИОДА!
3) решаем, какой ток и напряжение оптимальны для нашего малыша чтобы он жил долго и счастливо, не забывая, что, например, в машине скачки до 16в-легко; в моем случае я настроил на минимальный ток при более-менее светимости на 12в, это оказался резюк 5-6ком вместо стандартного 1ком (в кнопках светимость особо не важна, а вот надежность…).
Увеличивая ток в 10 раз получаешь от диода чуть-чуть большее свечение, всё дело в нелинейной характеристике напряжение-ток-светимость всех дидов. Поэтому греть (от нагрева происходит деградация p-n перехода, лавинообразное диффундирование (с) электронов в зону проводимости и другие непонятные слова) малюсенький диод в 10 раз больше не всегда имеет смысл.

ПыСы: Не забываем, что весь этот о(а)на(о)низм хорош только, когда не требуется большая светимость, не зависящая от напряжения борт.сети и/или диоды дешевые (обычные выводные 3/5мм). Во всех остальных случаем юзаем стабилизаторы тока/напряжения. По стабам инфы полно, но тоже, скорее всего, отпишу позднее (какбэ непереключайтесь).

Источник: https://dom-na-vodah.ru/novosti/tablica-svetodiodov-moshchnost-spravochnaya-tablica-parametrov-populyarnyh-smd-svetodiodov

Характеристики осветительных светодиодов. Применение

Первые светодиоды, поставляемые на рынок, выпускались в корпусах из металла. Постепенно его стала заменять пластмасса. При этом по цвету она, как правило, выбирается с учетом цвета свечения светодиода. Однако довольно часто встречаются также прозрачные пластмассовые корпуса.

Рассматриваемые электронные устройства находят широкое применение в самых разных сферах. Это обусловлено тем, что практически все виды светодиодов характеризуются:

- энергоэффективностью;

- долгим сроком службы;

- возможностью определять цвет свечения, а также регулировать его мощность;

- безопасностью;

- экологичностью.

Если говорить об энергоэффективности, светодиоды при одинаковой световой отдаче могут иметь существенно меньшую мощность, чем обычные лампы. Меньшая мощность светодиода при этом снижает общую нагрузку на энергосистему здания. Срок службы устройств может в несколько десятков раз превышать тот, что характеризует обычные лампы. При этом с точки зрения функций светодиоды могут совершенно не уступать им.

По мере образования массового спроса на подобные изделия, а также их удешевления, светодиоды все чаще применяются в тех же целях, что и обычные лампы. Каких-либо сложностей в инсталляции соответствующих решений в сравнении с традиционными осветительными приборами не возникает. Важно только убедиться в том, подходит ли конкретный светодиод для установки в электросеть помещения. Для этого может потребоваться заблаговременно — перед закупкой светодиодов - выявить ее основные параметры.

Какие еще преимущества могут иметь рассматриваемые решения?

Так, можно отметить, что цветовая температура светодиода может быть практически любой — в том числе при сочетании указанных выше цветов. Кроме того, устройства можно дополнять различными светофильтрами, которые могут значительно расширить сферу применения светодиодов с точки зрения подбора требуемой цветовой температуры.

Возможность управления мощностью свечения — еще одно преимущество рассматриваемых устройств. Данная опция отлично сочетается с их высокой энергоэффективностью. Мощность светодиода может регулироваться в автоматическом режиме — исходя из фактических условий пользования осветительными приборами. И это практически не влияет на срок их службы.

Светодиоды экологичны, поскольку не выделяют вредных для человека видов излучения. Данная характеристика, опять же, расширяет возможности применения рассматриваемых устройств.

Источник: https://gorizont-pro.ru/novosti/svetodiod-belyy-harakteristiki-sushchestvuyut-sleduyushchie-osnovnye-harakteristiki