Угол свечения светодиода. Как делают светодиоды

Угол свечения светодиода. 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.

Ток светодиода. Как определить ток светодиода

Светодиоды широко используются в современной электронной аппаратуре. К числу их несомненных достоинств относятся небольшие размеры и яркое свечение. Но для того чтобы светодиод исправно работал, необходимо правильно установить его рабочий ток.

Вам понадобится

• - тестер (мультиметр);

Инструкция

1

Светодиоды могут исправно служить многие годы, одна быстро выходят из строя, если работают при повышенной силе тока. Чтобы правильно рассчитать силу тока, надо знать напряжение, на которое рассчитан конкретный светодиод.

2

Напряжение питания большинства светодиодов можно определить по цвету их свечения. Так, для белых, синих и зеленых светодиодов напряжение питания обычно составляет 3 В (допустимо до 3,5 В). Красные и желтые светодиоды рассчитаны на питающее напряжение 2 В (1,8 – 2,4 В). Большинство обычных светодиодов рассчитаны на ток 20 мА, хотя есть светодиоды, для которых сила тока может превышать 150 мА.

3

Оценить номинальный ток неизвестного светодиода при отсутствии справочных материалов достаточно сложно. Смотрите на колбу - чем она больше, тем выше обычно номинальный ток. Одним из признаков того, что установленный ток выше допустимого, может являться изменение спектра излучаемого света. Например, если излучение белого светодиода приобретает синий оттенок, то сила тока явно превышена.

4

Не забывайте о том, что светодиоды очень чувствительны к превышению питающего напряжения. Например, включив светодиод, рассчитанный на 2 В, в цепь с двумя последовательно соединенными 1,5-вольтовыми батарейками (в сумме 3 В), вы можете его сжечь.

5

Если используется напряжение питания выше рекомендованного, лишние вольты необходимо погасить добавочным (гасящим) резистором. Рассчитать сопротивление резистора можно по формуле R=U/I. Например, вам надо запитать светодиод на 3 В от бортовой сети автомобиля в 12 В. У вас лишние 9 В. При номинальном токе светодиода 20 мА (0,02 А) вы получите нужное значение, поделив 9 на 0,02 – это будет 450 Ом.

6

Собрав схему со светодиодом, обязательно измерьте потребляемый им ток, включив тестер в разрыв цепи. Если ток превышает 20 мА, его надо уменьшить, увеличив номинал резистора. Чуть меньший ток – например, 18 мА, только пойдет светодиоду на пользу, увеличив срок его службы.

7

Следите за правильностью подключения светодиода. К плюсу источника питания подключается анод, к минусу - катод. Катод имеет более короткий вывод, на колбе с его стороны сделан срез (плоская площадка).

Расшифровка маркировки светодиодов. Маркировка светодиодов

Маркировка несет в себе информацию о светодиоде, и каждый производитель закладывает в нее свои данные. На светодиодах, как правило, не хватает места для размещения маркировки, поэтому ее следует искать на упаковочной таре: коробки, пакеты. Некоторые производители размещают светодиоды на ленте и сматывают на катушку. В таком виде они поступают в продажу. Маркировку следует искать на этой катушке. Не стесняйтесь в магазине попросить у продавца упаковочную тару для того, чтобы выяснить маркировку LED.

Маркировка светодиодов не имеет мирового стандарта, она индивидуальна от производителя к производителю. Каждый создает свою, в которой шифрует, по своему мнению, необходимые данные. Чтобы разобрать значения маркировок всех производителей, потребуется написать целый справочник, поэтому разберем только маркировки самых известных производителей (марок).

Маркировка Philips

Маркировку данной фирмы рассмотрим на примере известного LED – Luxeon Rebel. Его маркировка: LXML-ABCD-EFGH

• LXML – серия;
• A – тип распределения света (P для распределения Lambertian);
• B – излучаемый цвет (W – белый, от слова White);
• С – белый цвет (С – холодный, N – нейтральный, W – теплый);
• D – номинальный ток (I для тока 350 мА);
• E – разряд зарезервирован для будущих версий LED;
• FGH – световой поток измеряемый в люменах.

К примеру, белый светодиод с номинальным током 350 мА будет иметь маркировку: LXML-PWxI-0xxx.

LED Luxeon похожих серий имеют аналогичную маркировку. В общих чертах можно сказать, что маркировка данного диода очень информативна в сравнении с другими производителями.

Маркировка Cree

Фирмаспециализируется на производстве мощных светодиодов и имеет маркировку: SSSCCC-BD-0000-NNNNN

• первые три символа (SSS) – это серия, например XPG для серии XP-G;
• вторые три символа (CCC) – это цвет, закодированный при помощи аббревиатур соответствующих цветов на английском языке:
  • WHT – белый;
  • ROY – королевский (яркий) синий;
  • RED – красный;
  • AMB – оранжевый;
  • GRN – зеленый;
  • BLU – синий;
  • HEW – высокоэффективный (high efficiency) белый;
  • BWT – белый второго поколения (речь идет о втором поколении светодиодов белого цвета, например, если серия XP-G обозначалась XPGWHT…, то серия XP-G2 будет обозначаться XPGBWT…);
• седьмой и восьмой символы (BD) – это характеристика качества цвета, индекс цветопередачи CRI:
  • 01 – белый для наружного освещения;
  • B1 – CRI min 70 (индекс цветопередачи не менее 70);
  • L1 – стандартный (типовой) CRI – зависит от конкретной модели светодиода и его цветовой температуры;
  • H1 – CRI min 80;
  • P1 – CRI min 85;
  • U1 – CRI min 90;
• четыре нуля – код производителя, на практике не несет никакого смыслового значения;
• последние пять знаков (NNNNN) – номер набора по коррелированной цветовой температуре и световой отдаче. Количество возможных значений этого параметра очень большое, описание в рамках статьи займет очень много времени, поэтому за подробным описанием рекомендуем обращаться к даташиту конкретного светоизлучающего диода.

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).

Номинальный ток светодиода. Величина тока потребления светодиода

Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.

Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.

Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.

Полезный совет! Чтобы правильно подобрать резистор, можно воспользоваться калькулятором расчета резистора для светодиода, размещенным в сети интернет.