Жарық диодының жиынтығы мен конструкциясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

Жоспары:

2. 1. Жарық диодының тарихы.

2. 2. Кеңес оқымыстыларының қосқан үлесі.

2. 3. Жартылай өткізгіштің түстері мен материалдары.

2. 4. Жарық диодының қасиеті.

2. 5. Жарық диодының қолданылуы.

2. 6. Шектеулі OLED жарық диодтары.

2. 7. Жарық диодының жиынтығы мен конструкциясы.

2. 8. Қыздыру шамының даму негізі.

2. 9. Қыздыру шамының құрылысы.

2. 10. Галогенді шам.

2. 11. Екі спиральды шам.

2. 12. Қыздыру шамдарының түрлері.

2. 13. Қазіргі заманғы шамның пайда болу тарихы.

Жарық диоды.

Жарық диодты шам. Жарық диоды немесе жарық түсіруші диод ( СД, СИД, LED ағыл. Light-emitting diode ) - электрондық -кемтіктік ауысуы бар жартылай -өткізкішті құрылғы немесе бойынан электр тогы өткен кезде оптикалық сәулелену болатын және металл-жартылай өткізгіш контактісі бар аспап.

Сәулеленетін жарық спектрдің қысқа диапазонында жатады. Оның спектрлік сипаттамасы жартылай өткізгіштің құрамында қандай химиялық заттың бар болуына байланысты болады. Ең алғашқы жарық диодын 1962 жылы Иллинойс Университетінде Ник Холоньяктің басқаруымен түсетін жарықтың көрінетін спектр диапазонында жасалды. ауысуы арқылы тура бағытта электр тогы өткен кезде заряд тасушы электрондар мен кемтіктер фотон сәулесінің әсерінен рекомбинацияланады. (электрондардың бір энергетикалық деңгейден екінші энергетикалық деңгейге өтуі )

Жартылайөткізгіш материалдардың кез келгені рекомбинация кезінде жарықты әсерлі түрде өткізбейді. Сапалы сәулелендіргіштер тура зоналы жартылайөткізгіштерге жатады. Олардың тура оптикалық айналымы зона-зона түрінде болады. Мысалы, типтіге мен және типтіге мен . Жартылайөткізгіштің құрамын бөгеттеп, ультракүлгін толқыннан орташа инфрақызыл түсті диапазон ұзындығындағы барлық түстер мүмкін болады. Тура емес зоналы жартылайөткізгіштен жасалған диодтар ( мысалы, кремний, германий және кремний карбиді) жарықты мүлдем шығармайды. Кремний технологиясының дамуына байланысты, жарық диодын кремний негізінде құрудың жұмысы белсенді жүргізіле бастады. Соңғы уақытта технологиялық кванттық нүктеге және фотонды кристалға үлкен үміт артылуда.

Қыздыру шамы

Қыздыру шамы -ол электрлік жарық көзі.

Жарықтың денесі деп аталатын заттың бойынан электрлік ток өткен кезде температураның мәні жоғарылап қызады да нәтижесінде көрінетін жарық сәулеленеді. Жарық денесінің орнына қазіргі кезде негізінен вольфрамнан жасалған спираль қолданылады.

Жарық диодының тарихы.

Олег Лосев ол кремниий карбидінен электролюменциян тапқан кеңестік физик.

Олег Лосев.

Қатты денелі диодта жарықтың түсуі туралы маңызды хабарламаны 1907 жылы британдық экспериментші Генри Раундтың арқасында жасалды.

1961 жылы Texas Instrumets компаниясының қызмеикерлері Роберт Байард пен Гари Питтман инфрақызыл жарық диоды технологиясын ашып, оны патенттеп алды. Жарықпен ( қызыл) жұмыс жасайтын және әлемде тәжірибе жүзінде бірінші рет қолданылатын жарық диодын 1962 жылы General компаниясында Ник Холоньяк құрастырды. Сондықтан ол « жаңа заманғы жарық диодының атасы » болып есептеледі. Оның бұрынғы студенті Джордж Крафорд 1972 жылы әлемде бірінші рет сары түсті жарық диодын ойлап тапты және қызыл, қызыл-сары түсті жарық диодының жарықтылығын жақсартты.

1976 жылы Т. Пирсол телекоммуникациялық қолдануға қажетті жарықтылығы жоғары эффективті (әсерлі) жарық диодын алғашқы болып жасады. Оптикалық талшықпен тасымалданатын арнайы адаптирленген жартылайөткізгіш материалды да осы Т. Пирсол ашты.

1968 жылға дейінгі жарық диодтарының бағасы мейлінше қымбат (бір ғана түрі 200 долларға жуық болған), ал оларды тәжірибеде қолдану шектеулі болды.

Көрінетін жарық диапазонында жұмыс жасайтын және индикаторларда қолданылатын жарық диодының бірнеше түрін «Монсанто» компаниясы құрастырды. «Хьюллет -Паккард » компаниясы өздерінің бұрынғы қалта калькуляторларына арналған жарық диодтарын жасауды қолға алды.

Кеңес оқымыстыларының қосқан үлесі

Кремний карбидіндегі люминесценцияны 1907 жылы Раунд бірінші байқаса да, 1923 жылы О. В. Лосев Нижгород радиолабораториясында люминесценцияның таяу қашықтықта пайда болатынын көрсетті. Ол кезде бұл құбылысқа теоретикалық анықтама берілмеген болатын.

О. В. Лосев өзінің ашқан жаңалығының тәжірибелік негізін жақсы бағалады да қатты денелі (вакуумсыз ) аз габаритті жарық көзінің өте төменгі кернеу көзінде және өте жоғары қозғалыста болатынын айтты.

Авторлардың жұмыстарының нәтижесінде 1927 жылы ақпанда «Световое тело » деп аталатын еңбек Ресейге жарық диоды жөніндегі толық мәләметті берді. 1960 жылы АҚШ-та жаңадан жасалған диодтардың пайда болғаннан соң олардың тәжірибеде қолданылуының қажетті сипаттамасы анықталды.

Электр сұлбаларындағы жарық диодының белгіленуі

Жарық диодының вольт-амперлік сипаттамасы тура бағытта сызықты емес. Диодтың бойынан ток қандай да бір кіре берісінен бастап өте бастайды. Бұл кернеу жартылайөткізгіштің материалын жеткілікті түрде нақты анықтауға мүмкіндік береді. Светодиодтың ПӘК-і көбінесе 30% -тен 50% аралығында алмасады. Олардың энергияны шығаруы жай жарықтандырғыш шамдарға қарағанда 8 есе аз. Қызмет көрсету уақыты 80 есе жоғары ( шамамен 50 мың сағат ) .

Жартылай өткізгіштердің түстері мен материалдары

Жарық диодының түрлері:

Негізгі жарық диодтары әр қилы шексіз жартылай өткізгіш материалдардан жасалған және келесі кестеде толқын ұзындығының қажетті түсетерінен және диод кернеуінің төмендеуімен жасалған материалдары келтірілген.

Портативті прожекторларға және автомобильдердің фарларында қолданылатын жарық диодтарының бүгінгі күндегі бағасы 300 рубль. Ережеге сәйкес кішкене фонариктарда және тұрмыстық шамдардың жиынтығында қуаттылығы онша көп емес жарық диодтарының бірнеше ондаған түрлері қолданылады. 2011 жылдың басында қуатты жарық диодтарының бағасы 50-60 рубль.

Түстер

Толқын ұзындығы

Кернеу

Жартылайөткізгіштің

материалы

Түстер: инфрақызыл

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Галлий арсениді

Галлий алюминий арсениді

Түстер: қызыл

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Галлий арсенид фосфиді

Галлий ІІІ фосфиді

Түстер: қызыл сары

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы: Gallium III phosphide

Түстер: сары

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Alliuminium gallium indium phospide.

Gallium (III) phosphide

(GaP)

Indium gallium nitride

(InGaN)

Gallium (III) nitride (GaN)

Түстер: жасыл

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Gallium (III) phosphide (GaP)

Alluminium gallium Phosphide (AlGaP)

Түстер: көгілдір

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Indium gallium nitride (InGaN)

Silicon Carbide (SiC)

Түстер: күлгін

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы: Indium gallium nitride (InGaN)

Түстер: пурпурлы

Толқын ұзындығы: бірнеше спектрдің жиынтығы

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Екілік:көк және қызыл диод, қызыл люминофорлы көк түсті диод немесе пурпурлы ақ түсті пластикті диод.

Diamond (235nm)

Boron nitride (215nm)

Түстер: ультракүлгін

Толқын ұзындығы:

Кернеу:

Жартылайөткізгіштіңматериалы: Alluminium nitride (AlN) (210nm)

Түстер: ақ

Толқын ұзындығы: жалпақ спектр

Кернеу: жалпақ спектр

Жартылайөткізгіштіңматериалы:

Көк/ ультракүлгін диодтың

люминофорлы түрі

Қасиеті.

Басқа электрлік жарық көздерімен салыстырғанда жарық диодтарының келесі ерешеліктері бар:

-Жоғары ПӘК. Жаңа заманғы жарық диодтары газразрядты шамдардан осы қасиет бойынша алға шығады. Спецификалық жарыққа байланысты тұрғын үйлерді толық жарықтандыруға натрий шамдарының пайдасы тимейді.

-Жоғарғы механикалық беріктілік, вибротұрақтылық (қыздырылған қыл сымның болмауына және бөлек сезгіш құраушыларна байланысты)

-Қызмет көрсету ұзақтылығы. Жұмыс ұзақтылығы кезінде және нашар салқындатуда кристалда «жіберу» пайда болады да жарықтылықтың біртіндеп төмендеуі басталады. Сондықтан жарық диодының қызмет көрсету ұзақтығы шексіз болмайды.

-Бұрыннан қолданылатын люминесценциялық шамдардың спектрі жаңа люминофорлы диодтардың спектрімен ұқсас. Спектрдің ұқсастығы былай келісілген: бұл жарық диодтары ультракүлгін немесе көк сәулелерді жақсы көрінетін спектрмен түрленетін люминофор қолданылуында.

-Төменгі инерттілік.

-Төмен сәулелену бұрышы. Бұл белгілі нәтиже болсын және сонымен қатар қажетсіз.

-Индикаторлы жарық диодтарының төмен бағасы, бірақ оларды жарықтандыруға қолданатын жоғарғы бағасы.

-Қауіпсіздігі. Жоғары кернеу көзі қолданылмайды.

-Төмен және өте төмен температурада сезгіштіктің болмауы. Бірақ жарық диодына жоғары температура қарама-қарсы келтіріледі.

-Улы қоспаның болмауы. ( сынап т. б. )

Жарық диодтарының қолданылуы

(бөлме (бағдаршамдарда) (автомобильдерде)

сәулелендіргішінде)

Көшеде, қоғамдық, тұрмыстық орындарда.
Жеке жарық диодтары индикатор ретінде қолданылады. Мысалы, аспап тақтасын қосуға арналған индикатор. Олар цифрлық және әріптік-цифрлық табло түрінде (сағаттағы цифрлар) .
Көптеген жарық диодтары үлкен көше экрандарында, жүгіру жолдарында қолданылады. Мұндай диодтарды көбінесе жарық диодының кластері немесе жай ғана кластер деп атайды.
Оптожұптарда.
Фонарларда және бағдаршамдарда қуатты жарық диодтарын жарық көзі ретінде қолданылады.
Моделденген оптикалық жарықтандыру көзі ретінде жарық диодтары қолданылады. (оптоталшықты дабылды таратуда, ДУ басқарғышында, жарық телефондарында, интернетте) .
ЖК экранының жарқырауы кезінде (ұялы телефондарда, мониторларда, теледидарларда т. с. с. )
Ойындарда, ойыншықтарда, белгілеу тақташаларында және USB-құрылғыларында да жарық диодтары қажет.
Жолдағы белгілерде де жарық диоды орнатылады.
Иілгіш ПВХ-ның Дюралайт шнурларында қолданылады.

Шектеулі OLED жарық диодтары

OLED дисплейі. Жұқа пленкалы, көп қабатты құрылым. Жарықтың әсерлі түсуін электр тогын шектеу арқылы біріктіріп жасайды. OLED-нің негізгі қолданылатын жері көлеңкелі ақпарат құралдарын жасағанда. Мұндай дисплейді құрастыру сұйық кристалды дисплейден әлдеқайда арзанырақ.

OLED дисплейі үшін негізгі кемшілік жұмыс істеу уақытының шексіздігі. Ол 15 мың сағаттан аз болмауы керек. Бұл технологияның қазіргі уақыттағы қиындығының бірі «қызыл» және «жасыл» OLED-тардың «көк» OLED-қа қарағанда шектеусіз 10-даған мың сағатқа дейін жұмыс істеуінде болып тұр.

Шектелген жарық диодтары бар дисплей соңғы үлгідегі ұялы байланыс телефондарында, GPS-навигаторларында, түнде жарықтандырып тұратын құрылғыларды жиі кездеседі.

Аса үлкен көлемді жарық диодтарының шығарылуымен әлемде «Siemens» компаниясы өзінің ішкі құрастырушы бөлігі «Osram Opto Semiconductors» мен «Osram Sylvania» көмегімен шығарады. Жарық диодтарын шығарумен айналысатын тағы бір ірі компания-

«Royal Philips Electronics» болып табылады және олардың негізгі алға қойған мақсаты жарық диодын жасайтын жасаушы бірінші компания болу.

Осыдан «Hewlett-Packard» компаниясы 2005 жылы өзінің бір бөлігі Lumileds Lighting-ті «Philips» компаниясына сатты. Ал 2006 жылы кең технологиялық желі арқылы ақ спектрлі жарық диодтарын шығаратын «Color Kinetics» және «TIR Systems» компаниясы ашылды.

Nichia Corporation компаниясының «Nichia Chemical» бөлігінде ең алғашқы ақ және көк жарық диодтары жасалды. Осы ағымдық уақыт моментінде компанияның көшбасшылығы артып, жарықтылығы жоғары жарық диодтары: ақ, көк және жасыл болып шыға бастады.

Жеке жарық диодтарын және жоғары сапалы чип құрылғыларын шығарумен келесі компаниялар айналысады: Emcore Corp., Veeco Instruments, Seoul Semiconductor және Germany’s Aixtron.

Шығыс Еуропасындағы және Ресейдегі жарық диодтарын құрастыратын негізгі компаниясы «Роснано»-ның көмегімен құрылған «Оптоган». Ол Санкт -Петербург қаласында орналасқан. «Оптоган» компаниясы жарық диодтарын шығарып қана қоймай сонымен қатар чиптер, матрицалар да шығарады.