Светодиод, который обозначает светоизлучающий диод, представляет собой полупроводниковый диод, который светится при приложении напряжения. Эти устройства используются повсюду в вашей электронике, новых типах освещения и цифровых телевизионных мониторах.
Как работает светодиод
Сравните, как светоизлучающий диод работает с более старой лампой накаливания. Лампа накаливания работает, пропуская электричество через нить накаливания внутри стеклянной колбы. Нить накала нагревается и светится, и это создает свет; однако он также создает много тепла. Лампа накаливания теряет около 98% тепла, выделяемого для производства энергии, что делает ее весьма неэффективной.
Светодиоды являются частью нового семейства технологий освещения, называемого твердотельными. государственное освещение; Светодиоды на ощупь классные. Вместо одной лампочки в светодиодной лампе много маленьких светодиодов.
Светодиоды основаны на эффекте электролюминесценции, когда определенные материалы излучают свет. при подаче электричества. У светодиодов нет накала, которая нагревается, но они освещаются движением электронов в полупроводниковом материале, обычно арсениде алюминия-галлия. Свет излучается pn переходом диода. Принцип работы светодиода сложен, но понятен, если вы изучите детали.
Фон
Электролюминесценция, естественное явление, на котором светодиоды Технология построена, была открыта в 1907 году британским радиологом и помощником Гульельмо Маркони Генри Джозефом Раундом во время экспериментов с карбидом кремния и кошачьим усом.
В 1920-е годы российский радиоведущий Олег Владимирович Лосев изучал явления электролюминесценции в диодах, используемых в радиоприемниках. В 1927 году он опубликовал статью под названием «Детектор и обнаружение светящегося карборунда [карбида кремния] с кристаллами», в которой подробно описал свои исследования, и хотя в то время на основе его работы не было создано практических светодиодов, его исследования действительно повлияли на будущих изобретателей. >
Спустя годы, в 1961 году, Роберт Биард и Гэри Питтман изобрели и запатентовали инфракрасный светодиод для Texas Instruments. Это был первый светодиод; однако, поскольку он был инфракрасным, он находился за пределами видимого светового спектра. Люди не могут видеть инфракрасный свет. По иронии судьбы, Бэрд и Питтман только случайно изобрели светоизлучающий диод, когда они фактически пытались изобрести лазерный диод.
Светодиоды видимого диапазона
В 1962 году Ник Холоньяк, инженер-консультант General Electric, изобрел первый светодиод видимого света. Это был красный светодиод, и Holonyack использовал фосфид арсенида галлия в качестве подложки для диода. Холоняк заслужил честь называться «Отцом светодиодов» за свой вклад. Он также имеет 41 патент, а другие его изобретения включают лазерный диод и первый диммер..
В 1972 году инженер-электрик Джордж Крафорд изобрел для Monsanto первый светодиод желтого цвета, в котором в диоде использовался фосфид арсенида галлия. Крэфорд также изобрел красный светодиод, который был в 10 раз ярче, чем у Holonyack.
Monsanto была первой компанией, которая начала массово производить светодиоды видимого диапазона. В 1968 году Monsanto выпустила красные светодиоды, используемые в качестве индикаторов. Но только в 1970-х годах светодиоды стали популярными, когда Fairchild Optoelectronics начала производить недорогие светодиодные устройства (менее пяти центов каждое) для производителей.
In В 1976 году Томас П. Пирсалл изобрел высокоэффективный и чрезвычайно яркий светодиод для использования в волоконной оптике и волоконной электросвязи. Пирсалл изобрел новые полупроводниковые материалы, оптимизированные для передачи длин волн оптического волокна. В 1994 году Сюдзи Накамура изобрел первый синий светодиод с использованием нитрида галлия.
Совсем недавно, в мае 2020 года, Arrow Electronics, фирма из списка Fortune 500, предоставляющая услуги связанных с электронными компонентами и компьютерной продукцией, отметили самые последние разработки в области светодиодов:
«… ученые разработали метод, который позволяет один светодиод для воспроизведения всех трех основных цветов. Это имеет большое значение для активных светодиодных дисплеев, которым обычно требуется от трех до четырех крошечных отдельных светодиодов, расположенных рядом друг с другом для отображения всего спектра. “
Источники
- «Текущее состояние светодиодов: новейшие светодиодные технологии». Arrow.com , 31 мая 2020 г.
- Лосев О.В. “Детектор люминесцентного карборунда и обнаружение с помощью кристаллов”. Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и журнал Science, 6 (39), 1024–1044, 1 ноября 1928 г. doi: 10.1080/14786441108564683.