Светодиод, также называемый электролюминесцентным диодом, сокращённо LED (англ. light-emitting diode) — это тип полупроводника, который излучает световое излучение под воздействием проходящего через него тока. Чаще всего встречаются диоды, излучающие различные цвета видимого света, но также это может быть инфракрасное или ультрафиолетовое излучение. Светодиоды бывают в разных формах — от классических цилиндрических выводных элементов, через микроскопические компоненты для поверхностного монтажа, до больших сборок типа chip-on-board (COB). Какие характеристики отличают их от других типов полупроводников? Ответ на этот вопрос вы найдёте в этой статье.
Какие применения имеет светодиод?
Технология LED сопровождает нас в повседневной жизни — в качестве индикаторов в различных электронных устройствах, а также подсветки дисплеев и ЖК-мониторов. Она также является стандартом в большинстве современных осветительных продуктов. Есть большая вероятность, что в недалёком будущем вместе с развитием технологий светодиоды смогут полностью заменить традиционное освещение. Поэтому стоит ознакомиться с характеристиками этого универсального источника света.
Какие основные параметры у светодиода?
Ниже представлен перечень основных параметров, характеризующих светодиоды:
Тип корпуса и способ монтажа
Светодиоды бывают разных форм и видов — различают многочисленные формы и размеры, типы выводов и монтажа, форму и цвет линзы, а также расположение эмиттера внутри корпуса. Также встречаются диоды, содержащие несколько отдельных эмиттеров в одном корпусе. Результатом является очень широкий спектр применений — светодиоды можно встретить как в уличных фонарях, так и в компактных переносных устройствах. Способ монтажа диода — тоже важный аспект при его выборе. Например, компоненты SMD (поверхностного монтажа) позволяют машинный монтаж и занимают меньше места, но не позволяют устанавливать их непосредственно в корпусе или передней панели устройства.
Максимальный прямой ток
Это значение варьируется в зависимости от типа и назначения диода — обычно указывается производителем. Например, для светодиода 5 мм, красного диффузного,используемого, в частности, в индикаторах номинальный ток составляет 50 мА.Превышение этого значения может привести к постоянному повреждению или уничтожению диода, тогда как более низкий ток позволяет увеличить его срок службы. Ток через диод зависит от напряжения — чем выше напряжение, тем больше ток. А чем больше ток, тем выше интенсивность свечения (сила излучения).
Прямое напряжение
Значение этого параметра тесно связано с цветом излучаемого света, который, в свою очередь, соответствует энергии фотонов. Для данного цвета диода диапазон прямых напряжений обычно стабилен, а допустимые границы составляют около 1.2 В – 5 В. Например, прямое напряжение красного диода составляет от 1.6 В до 2.4 В, а синего — от 2.8 В до 3.6 В.
Цвет света (длина волны)
Светодиоды обычно излучают один определённый цвет света — в очень узком диапазоне длин волн. Он зависит в первую очередь от типа использованного полупроводникового материала, точнее — от ширины энергетической щели данного полупроводника. Чем шире эта щель, тем короче длина излучаемой волны. Белые диоды, применяемые в осветительных продуктах, используют люминофор для расширения спектра излучаемого света. Также встречаются различные виды многоцветных светодиодов, специфичных для разных применений. Примером такого диода является предлагаемая нами светодиод 5 мм RGB, диффузный.
Световой поток (яркость)
Это физическая величина из области визуальной фотометрии, определяющая общую мощность света, излучаемого данным источником. Единицей измерения является люмен (лм). При измерении светового потока учитывается чувствительность человеческого глаза к разным цветам — её определяет так называемая функция яркости. Например, зелёный диод достигает значительно большей яркости, чем синий диод с той же мощностью, поскольку человеческий глаз лучше воспринимает зелёный свет по сравнению с другими цветами.
Световая эффективность (иначе — производительность или световая отдача)
Это значение определяет световой поток, который данный источник света способен произвести на единицу потребляемой мощности. Выражается в люменах на ватт (лм/Вт). Для светодиодов обычно находится в диапазоне 70-120 лм/Вт, а высокоэффективные эмиттеры могут достигать эффективности выше 200 лм/Вт. Для сравнения, традиционная лампочка мощностью 60 Вт имеет световую эффективность около 12 лм/Вт, а галогенная лампа той же мощности — около 20 лм/Вт. Такая значительная разница в производительности особенно важна именно в осветительных применениях, позволяя значительно снизить энергопотребление.
Индекс цветопередачи (сокращённо CRI или Ra)
Этот параметр применим главным образом к белым светодиодам, используемым в осветительной технике. Он определяет, насколько точно воспроизводятся цвета объектов, освещённых данным источником. Его значение выражается числом от 0 до 100 — чем выше значение, тем естественнее цвета отображаются. Обычно LED-освещение не дотягивает по качеству цветопередачи до классических ламп накаливания. Значения CRI белых светодиодов обычно находятся в диапазоне 80–90, тогда как лампы накаливания и галогенные лампы достигают значения CRI близкого к 100. Однако существуют высококлассные осветительные диоды с индексом цветопередачи выше 95.
