


Светодиóд или полупроводниковый светоизлучающий диод (англ. - LED, Light-emitting diode) — полупроводниковое устройство, излучающее свет при прохождении через него электрического тока. Испускаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра, его цвет зависит от используемого типа полупроводника.
Обозначение светодиода в электрических схемах
Как и любой другой полупроводниковый диод, светодиод имеет p-n переход и как диод, пропускает ток только в одном направлении. Если к светодиоду в прямом направлении приложить напряжение, превышающее величину запрещенной зоны, через p-n переход потечет ток. Носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют в области p-n перехода с излучением квантов излучения.
Светодиоды диаметром 5 мм
Для того, чтобы полупроводниковый диод излучал свет, необходимо сочетание полупроводниковых материалов, в которых с одной стороны, величина энергетического барьера сравнима с энергией фотонов излучения, с другой стороны, применяемый полупроводник должен быть прямозонным, то есть таким, в котором разрешены прямые переходы между зонами без промежуточных энергетических уровней. Например, материалы галлия, индия с легированием мышьяком и фосфором (GaAs, GaN или InP), перечень используемых полупроводниковых материалов более подробно описан в статье материалы для производства светодиодов. Подбирая состав полупроводника, можно изготовить светодиод для различных длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового.
Светодиод с пластиковой оболочкой
Кроме способности излучать свет, материал полупроводникового чипа должен обладать другими не менее важными характеристиками, например малой толщиной активной зоны и прозрачностью в диапазоне спектра излучения, материал подложки и слой полупроводникового материала должен обладать хорошей отражающей способностью и высокой теплопроводностью. Только сочетание этих сторон позволяют получить светодиоды с высокой эффективностью и значительным сроком службы. Немаловажной частью полупроводникового прибора является его корпус. Корпус светодиода должен обеспечивать механическую прочность, выдерживать большие перепады температуры, сохранять оптические характеристики, обеспечивать необходимую фокусировку излучаемого света.
Спектр излучения красного, зелёного, синего и белого (люминофорного) светодиода
В сравнении с другими электрическими источниками света, светодиодные излучатели имеют следующие отличия:
Светодиодный фонарь для освещения
Светодиодный в светофор
Светодиоды в фараx автомобиля
Первое известное упоминание об излучении света твёрдотельным диодом датируется 1907 годом, в опытах британского исследователя Генри Раунда в лабораториях Маркони.
В 1961 году американские физики Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments запатентовали структуру полупроводникового инфракрасного светодиода.
Первый светодиод, выпускаемый в промышленных масштабах и работающий в красном световом диапазоне, изготовил в 1962 году также американец Ник Холоньяк в компании General Electric. До 1968 года светодиоды были очень дороги (до $200 за экземпляр) и имели узкое применение, когда компании Монсанто и Хьюллет-Паккард начали использовать светодиоды в бытовых приборах, калькуляторах. В 1972 году ученик Ника Холоньяка Джордж Крафорд изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и повысил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз. В 1976 году, Т.Пирсол разработал первый в мире высокоэффективный светодиод для передачи данных по оптическим линиям связи.
В 1923 году, советский ученый Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиолаборатории изучал возникновение свечения в области p-n-перехода.
Олег Владимирович Лосев
О.В. Лосев правильно оценил практическую ценность своего открытия, позволявшего создать источники света с низким напряжением питания, небольших размеров, твёрдотельные (безвакуумные) и с очень высоким быстродействием. Лосев получил два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) и формально закрепил за Россией приоритет в области технологии светодиодов, который был затем утрачен в 1960-гг. в связи с работами Роберта Байарда, Гари Питтмана и Ника Холоньяка, которые создали практически применимые светодиодные излучатели.
Светодиодное табло Электронное табло Светодиодный экран Бегущая строка Часы термометр Система очереди
© Все материалы сайта защищены авторским правом.