Led - Biblioteka.sk

Upozornenie: Prezeranie týchto stránok je určené len pre návštevníkov nad 18 rokov!
Zásady ochrany osobných údajov.
Používaním tohto webu súhlasíte s uchovávaním cookies, ktoré slúžia na poskytovanie služieb, nastavenie reklám a analýzu návštevnosti. OK, súhlasím


Panta Rhei Doprava Zadarmo
...
...


A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Led
Schematická značka LED
Detail LED
Rôzne druhy LED

Luminiscenčná dióda alebo svetelná dióda (iné názvy: elektroluminiscenčná dióda, LED, zriedkavo svietivá dióda, žiarivá dióda, dióda emitujúca svetlo, ľudovo ledka, angl. light-emitting diode) je polovodičová elektronická súčiastka, ktorá vyžaruje úzkospektrálne svetlo, keď ňou prechádza elektrický prúd v priepustnom smere. Svietiaci jav vzniká následkom žiarivej rekombinácie elektrónovo-dierového páru a je formou elektroluminiscencie. Farba vyžarovaného svetla závisí od štruktúry PN priechodu aj od použitého materiálu.

Vytvorenie LED a laserových diód sa stalo možné vďaka výskumu polovodičových heteroštruktúr, na ktorom pracoval ruský vedec Žores Ivanovič Alfiorov. Prvú prakticky použiteľnú LED vyvinul v roku 1962 americký vedec Nick Holonyak.

Najlacnejšie sa vyrábajú infračervené diódy, po nich najlacnejšie svietivé sú červené. Zelené sú o približne o 20 % drahšie ako červené. Modré sú podľa výrobcu aj niekoľkonásobne drahšie ako červené, ale ich cena v poslednom čase prudko klesá.

Samostatnou konštrukčnou kategóriou sú OLED (Organické LED).

Spektrálne charakteristiky luminiscenčných diód vyrobených z niekoľkých materiálov. (krivka: GaAsP-gáliumarsenidfosfid, SiC-siliciumkarbid, GaAs-gáliumarzenid, eye-charakteristika ľudského oka, Filament lamp-charakteristika žiarovky s wolfrámovým vláknom). P-pomerný žiarivý výkon.

Druhy LED

Ultrafialové (UV) LED

LED, ktorých špička vyžarovacieho diagramu leží pod 420 nm, sa nazývajú UV LED. Výrobné technológie (voľné patenty pre trh a z bezpečnostných dôvodov) nedovoľujú uvádzať UV LED s výkonom nad 10 mW. V predajniach je možné najčastejšie dostať UV LED s vlnovými dĺžkami 380 – 420 nm a 320 – 370 nm.

Infračervené (IR) LED

Vyžarovací diagram týchto LED má výkonovú špičku nad 680 nm. Keďže ľudské oko (zrenička nie je schopná prepustiť žiarenie s vlnovou dĺžkou nad 1 400 nm) a v podstate celá fyziológia človeka je na IR žiarenie imúnna, je možné zaobstarať IR LED s výkonmi aj vysoko nad 10 mW. Bežne sa predávajú IR LED s vlnovou dĺžkou 680 – 750 nm a 870 – 950 nm, ktoré sú vhodné ako zdroje IR žiarenia do diaľkových ovládaní. Svetlo týchto diód sa nedá pozorovať voľným okom, ale dá sa pozrieť napr. cez digitálny fotoaparát, ktorý je na IR svetlo citlivý.

Jednofarebné (monochromatické) LED

Každá LED vyrobená iba z jedného druhu polovodiča má svoju charakteristickú vlnovú dĺžku, na ktorej emituje svetlo (danú prevažne šírkou zakázaného pásma polovodiča). Túto vlnovú dĺžku možno „nastaviť“ pomocou použitého druhu polovodiča (t. j. pomerom obsahu jednotlivých prvkov – zložiek – polovodiča) a pri niektorých polovodičoch (GaN) aj zmenou obsahu dotovacieho prvku. Takto možno vyrobiť LED s tým istým substrátom v širokom spektre vlnových dĺžok. Prakticky je možné vyrobiť LED vyžarujúce svetlo s vlnovými dĺžkami od 250 do 3 500 nm. LED s jedinou výkonovou špičkou sa nazýva monochromatická LED. Spektrálna krivka vyžiareného svetla má v ich prípade tvar Gaussovej krivky, ktorá nie je širšia ako +/-25 nm. Monochromatické LED vyžarujú minimálne 90 % celého žiarivého výkonu v rozmedzí maximálne +/-10 nm. Reálne LED však nemajú úplne ideálny spektrálny diagram a pri niektorých typoch sa prejavujú aj sekundárne maximá na iných vlnových dĺžkach. Ale tieto sekundárne maximá nepredstavujú ani 1 % z celkového výkonu.

Biele LED

Existujú dva základné spôsoby produkovania vysoko intenzívneho bieleho svetla s použitím LED. Jeden využíva samostatné LEDky, emitujúce základné farby – červenú, zelenú, modrú – a ich zmiešaním vznikne biele svetlo. Druhý s použitím fosforového materiálu mení monochromatické svetlo z modrej alebo ultrafialovej LED na širokospektrálne biele svetlo.

RGB LED

Prvý typ je poskladaný z troch monochromatických LED, ktoré emitujú žiarenie vo farbách červená, zelená, modrá. Takýmto LED sa hovorí RGB LED (z angl. skratiek pre red, green, blue). Ich výnimočnosťou je možnosť regulovať výkony jednotlivých zložiek (jednotlivých monochromatických LED) a tak dosiahnuť nielen biele svetlo, ale aj celé spektrum farieb, v rozpätí okrajových zložiek RGB LED.

Fluorescenčné LED

Druhý typ bielych LED je založený na zmene vlnovej dĺžky emitovaného žiarenia klasickou monochromatickou LED na širokopásmové spojité spektrum, ktorého energia je rozložená približne rovnako po celom spektre. Zmena vlnovej dĺžky sa dosahuje vo vrstve luminoforu (fluorescenčného materiálu). Ako budiaca monochromatická LED je použitá vysokosvietivá modrá LED. Jej použitie však prináša aj malý neduh týchto LED. Vlnová dĺžka budiacej LED sa prejavuje ako primárne maximum vyžarovacieho spektrálneho diagramu, no vyžarovaná energia neklesá až na nulu (smerom k červenej farbe), ale po miernom poklese nadobúda sekundárne (nižšie a širšie) maximum niekde v okolí 560 nm (oranžová farba), čo je dané vyžarovacím spektrom použitého luminoforu. Až následne po tomto sekundárnom maxime pozvoľna klesá k nule, ktorú dosahuje väčšinou až za hranicou VIS/IR žiarenia. Z toho vyplýva modrastý až zelenkastý nádych vyžarovaného bieleho svetla. Čím je biela LED kvalitnejšia, tým je tento nádych menej badateľný.

Klasické LED vs. vysoko svietivé LED

Výkonové vysokosvietivé LED. Základňa slúži zároveň ako chladič čipu.

Bežná LED má žiarivý výkon hlboko pod 5 mW. Je to spôsobené tým že vznikajúce elektrónovo-dierové páry v PN priechode v homogénnom polovodiči pri zvyšujúcom sa prúde majú tendenciu rekombinovať nežiarivo (t. j. menia svoju energiu na teplo), a priechod sa prehrieva. Týmto je obmedzená prúdová hustota na priechode, a keďže polovodiče, z ktorých sa LED vyrábajú, majú pomerne veľkú hustotu porúch, a teda kvôli výťažnosti a spoľahlivosti je obmedzená maximálna možná plocha čipu na niekoľko mm², je tým obmedzený aj celkový prúd čipom. Navonok to z elektrického hľadiska vyzerá tak, že limitujúcou fyzikálnou vlastnosťou je sériový odpor a strmosť V-A charakteristiky v otvorenom stave. Ak chceme LED prinútiť emitovať viac svetla, musíme zvýšiť napájacie napätie, čím sa zvýši aj prúd pretekajúci LED. Po prekonaní kritickej hodnoty prúdu dochádza k degradácii PN priechodu a doslova k jeho pretaveniu v dôsledku vysokej teploty (viac ako 1 000 °C). Preto kvôli zvýšeniu výkonu LED boli vypracované technológie, ktoré ich posúvajú ďaleko za hranice 5 mW vyžarovaného výkonu. Na dosiahnutie vyšších výkonov sa používajú polovodiče s menšou strmosťou V-A charakteristiky a s rozmernejším PN priechodom alebo paralelizáciou PN priechodov agregovaných (vrstvené PN priechody) na tom istom čipe. Ďalej sa konštruujú multi-PN priechodové LED, ktoré, síce na úkor zvýšenia napájacieho napätia, zvyšujú výsledný výkon. Najpodstatnejšou zmenou je však použitie tzv. heteropriechodu (t. j. P a N vrstvy sú z rozdielnych polovodičov), pri ktorom je možné dosiahnuť vyššiu tzv. injekčnú účinnosť, následkom čoho viac elektrónovo-dierových párov rekombinuje žiarivo než nežiarivo aj pri veľkých prúdoch. Dnes možno zohnať LED s výkonom aj viac ako 1 W. LED, ktoré dosahujú svietivosť viac ako 100 mCd, sa hovorí vysokosvietivé (ultrabright) LED.

Laserové diódy

Laserová dióda v puzdre
Samotný čip laserovej diódy (položený pre porovnanie na uchu ihly)

Laserové LED nie sú úplne laserové. Aj keď ich svetlo vzniká na základe stimulovanej emisie, nemožno ich považovať za pravý laser, ale iba za zdroj laseroveho svetla. Z definície laserového svetla je zrejmé, že laserové LED majú vyššie nároky na parametre ako klasické LED. Predovšetkým majú laserové LED užšiu šírku pásma v ktorom vyžarujú (max. +/-5 nm). Smerovosť a rozbiehavosť vyžarovaného lúča LED alebo surovej laserovej LED (bez rezonátora alebo s poškodeným rezonátorom) je približne rovnaká (ale v prípade laserovej LED je sústredená do jednej roviny, podľa toho ako sú usporiadané vrstvené PN priechody laserovej LED). Laserové diódy sa vyrábajú v dvoch usporiadaniach: vyžarujúce z hrany (edge emitting), pri ktorých rezonátor je tvorený prirodzeným lomom okraja čipu; a vyžarujúce z povrchu (VCSEL – vertical cavity surface emitting laser), kde rezonátor je tvorený striedajúcimi sa vrstvami polovodičov rôzneho zloženia, tvoriac Braggov reflektor pod a nad žiarivou oblasťou (t. j. PN priechodom). Niekedy sa laserové LED vkladajú do externých rezonátorov. Základným problémom laserových diód je chladenie a stabilizácia výkonu (ktorý podobne ako pri LED závisí silne od teploty).

Obe skupiny – svetelné i laserové diódy sa vyrábajú z intermetalických zliatin (polovodičových zlúčenín), a to spravidla z karbidu kremičitého (SiC), arzenidu galitého (GaAs), fosfidu galitého (GaP), alebo zo zliatin typu gálium-arzenid-fosfid (GaAsP) a ďalších.

Charakteristické hodnoty napätia v priepustnom smere

Farba vlnová dĺžka (nm) Napätie (V) Látka
Infračervená λ > 760 ΔV < 1.9 GaAs
AlGaAs
Červená 610 < λ < 760 1.63 < ΔV < 2.03 AlGaAs
GaAsP
AlGaInP
GaP
Oranžová 590 < λ < 610 2.03 < ΔV < 2.10 GaAsP
AlGaInP
GaP
Žltá 570 < λ < 590 2.10 < ΔV < 2.18 GaAsP
AlGaInP
GaP
Zelená 500 < λ < 570 1.9> < ΔV < 4.0 InGaN/GaN
GaP
AlGaInP
AlGaP
Modrá 450 < λ < 500 2.48 < ΔV < 3.7 ZnSe
InGaN
SiC
Si
Fialová 400 < λ < 450 2.76 < ΔV < 4.0 InGaN
červená/modrá + fialový luminofor
Ultrafialová λ < 400 3.1 < ΔV < 4.4 diamant (vlnová dĺžka 235 nm)

nitrát borný (vlnová dĺžka 215 nm)

Biela Celé spektrum ΔV = 3.5 modrá/ultrafialová + žltý luminofor  


Mechanická a optická konštrukcia

LED čip sa montuje na reflektor (na obrázku viditeľný ako kužeľ na konci jedného z vonkajších prívodov) tvoriaci súčasne spodný kontakt (obvykle katódu, keďže substrát je obvykle typu N), aby sa využil výkon vyžiarený z PN priechodu v smere do substrátu; a horný kontakt sa kontaktuje podobne ako pri integrovaných obvodoch. Puzdri sa do priehľadného plastu (bodová LED) alebo do mliečne sfarbeného plastu (difúzna LED). Plast je často sfarbený v rovnakej farbe ako emituje LED. Často je na zvýšenie smerovosti vytvarovaný vrchol puzdra do polgule, čo má efekt kolimačnej šošovky.

Použitie

LED sa tradične používajú najmä ako indikátory a ako zobrazovacie prvky v segmentových zobrazovačoch a bodových maticových zobrazovačoch (známe ako „bežiace nápisy“). Známe je aj ich použitie vo veľkoplošných zobrazovačoch používaných na reklamné účely. V poslednom čase s nástupom vysokosvietivých LED sa začalo ich využívanie na osvetľovacie účely a v dopravnej svetelnej signalizácii (cestné semafory, železničné návestidlá). Pre svoju dlhú životnosť a otrasuvzdornosť sa uplatňujú aj v automobiloch, dokonca aj ako náhrada koncových brzdových či smerových svetiel. Riešeniu v interiéroch ako náhrada žiaroviek spočiatku bránila vysoká cena za dostatočne výkonné LED svetelné zdroje, avšak po poklese ceny (vplyvom Haitzovho zákona) sa začali presadzovať LED žiarovky aj v domácnostiach. Infračervené LED a najmä laserové diódy sa používajú na prenos informácií prostredníctvom optických vláken. Laserové diódy našli hromadné uplatnenie aj v oblasti uchovávania údajov (CD, DVD).

Pozri aj

Iné projekty

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Zdroj: Wikipedia.org - čítajte viac o Led

Podporte znalostnú spoločnosť na Slovensku...
čítajte viac na tomto odkaze: Doprava v roku 1882

'Ndrangheta
Írán
Úmrtí v roce 2021
Časová osa ruské invaze na Ukrajinu (2024)
Čchung-čen
Červený obr
Česká Wikipedie
Česko
Čtvrtá vláda Roberta Fica
Říše Ming
Švédsko
10. listopad
1074
11. listopad
12. listopad
1464
1644
17. duben
1711
1789
18. duben
1816
1847
1874
19. duben
19. listopad
1924
1941
1946
1954
1974
1991
20. duben
2014
23. duben
24. duben
25. duben
31. říjen
461
6. listopad
9. listopad
Achtung Baby
Afghánistán
Albedo
Aliko Dangote
Americký dolar
Andrej Babiš
António de Oliveira Salazar
Antonio Cantafora
Anton von Werner
Argentinské tango
Athéna
Austrálie
Avenida Corrientes
Bílý trpaslík
Bellovy laboratoře
Bitva u Hedgeley Moor
Bohemia Energy
Cassini (sonda)
Chřástal weka
Chlorid sodný
Commons:Featured pictures/cs
Covid-19
Dalibor Tolaš
Dickey Betts
Dione (měsíc)
Dodavatel poslední instance
Druhá světová válka
Dušan Grúň
Enceladus (měsíc)
Encyklopedie
Enkelados
Estado Novo
Fonograf
Frederik Willem de Klerk
Gama Sagittae
Gediminas Kirkilas
Gejzír
Gibraltarský průliv
Gigant
Glasgow
Guglielmo Marconi
Hana Brejchová
Heřman I. Bádenský
Heath Freeman
Helena Langšádlová
Hladomor v Pásmu Gazy
Hlavní strana
HMAS Sydney (D48)
Hmotná nouze
Hnědý trpaslík
Hvězdná velikost
Ilegální obchod s drogami
Impaktní kráter
Indonésie
Isfahán
Island
Itálie
Izrael
Izraelské vojenské letectvo
Ján Bahna
Jana Altmannová
Jaroslav Šaroch
Joe Biden
Johannes Kepler
John Herschel
Josef Laufer (herec)
Josip Manolić
Jupiter (planeta)
Kabinová lanová dráha na Ještěd
Kalábrie
Karafiátová revoluce
Kategorie:Čas
Kategorie:Články podle témat
Kategorie:Život
Kategorie:Dorozumívání
Kategorie:Geografie
Kategorie:Historie
Kategorie:Hlavní kategorie
Kategorie:Informace
Kategorie:Kultura
Kategorie:Lidé
Kategorie:Matematika
Kategorie:Příroda
Kategorie:Politika
Kategorie:Právo
Kategorie:Rekordy
Kategorie:Seznamy
Kategorie:Společnost
Kategorie:Sport
Kategorie:Technika
Kategorie:Umění
Kategorie:Věda
Kategorie:Vojenství
Kategorie:Vzdělávání
Kategorie:Zdravotnictví
Kauza Čapí hnízdo
Klaudios Ptolemaios
Koncentrační tábor Lety
Konference OSN o změně klimatu 2021 v Glasgow
Kormoran (1940)
Krize v Rudém moři
Kryovulkanismus
Lamezia Terme
Latina
Led
Lety (okres Písek)
Libius Severus
Li C’-čcheng
Měsíce Saturnu
Marek Vokáč
Maroko
Memorial
Mezinárodní astronomická unie
Mezinárodní vesmírná stanice
Michail Lomonosov
Milešovka
Miloš Zeman
Mimas (měsíc)
Ministerstvo práce a sociálních věcí České republiky
Miroslav Švejda
Miroslav Žbirka
Miroslav Středa
Muzeum romské kultury
Mysterium Cosmographicum
Nápověda:Úvod
Nápověda:Úvod pro nováčky
Nápověda:Obsah
Nadace Wikimedia
Nova
Obelisk (Buenos Aires)
Opičí selfie
Organizace spojených národů
Písek (město)
Památník holokaustu Romů a Sintů v Čechách
Pandemie covidu-19
Pandemie covidu-19 v Česku
Paulo Vanzolini
Pavol Molnár
Peking
Petr Fiala
Pitná voda
Planeta
Platónské těleso
Ploutvonožci
Portál:Aktuality
Portál:Doprava
Portál:Geografie
Portál:Historie
Portál:Kultura
Portál:Lidé
Portál:Náboženství
Portál:Obsah
Portál:Příroda
Portál:Sport
Portugalsko
Poslanecká sněmovna Parlamentu České republiky
Praní špinavých peněz
Prezident České republiky
Prezident Spojených států amerických
Program Copernicus
Prophets of Rage
Prusko-francouzská válka
Public Enemy
Pyreneje
Pyrenejský poloostrov
Rada bezpečnosti OSN
Radioaktivita
Rezonance
Ricimer
Robert Browning
Ron Flowers
Rozhlas a televize Slovenska
Ruang
Ruská invaze na Ukrajinu
Rusko
SARS-CoV-2
Satelitní fotografie
Sentinel (družice)
Seznam členských států OSN
Seznam ministrů pro vědu a výzkum České republiky
Skotsko
Slapová síla
Slovensko
Slunce
Sluneční světlo
Sněmovna reprezentantů Spojených států amerických
Solární panel
Soubor:李自成.jpg
Soubor:Bundesarchiv Bild 146-1985-074-27, Hilfskreuzer Kormoran.jpg
Soubor:Gallirallus australis LC0248 (cropped).jpg
Soubor:Macaca nigra self-portrait large.jpg
Soubor:PIA17202 - Approaching Enceladus.jpg
Soubor:Sagitta constellation map.png
Soubor:Spain’s chilly blanket ESA22415247.jpeg
Soubor:Tango Porteño.jpg
Souhvězdí
Souhvězdí Šípu
SpaceX
SpaceX Crew-3
Speciální:Kategorie
Speciální:Nové stránky
Speciální:Statistika
Spojené království
Spojené státy americké
SPOLU
Státní zastupitelství
Stát Palestina
Superskupina (hudba)
Tchaj-wan
Teplota
TikTok
Titan (měsíc)
Tsunami
U2
Ukrajina
Válka Izraele s Hamásem (2023–2024)
Války růží
Vakcína proti covidu-19
Varšavská univerzita
Veřejnoprávní médium
Vláda Petra Fialy
Vražda
Vydírání
Wiki
Wikicitáty:Hlavní strana
Wikidata:Hlavní strana
Wikifunctions:Main Page
Wikiknihy:Hlavní strana
Wikimedia Česká republika
Wikipedie:Údržba
Wikipedie:Časté chyby
Wikipedie:Často kladené otázky
Wikipedie:Článek týdne
Wikipedie:Článek týdne/2021
Wikipedie:Článek týdne/2024
Wikipedie:Citování Wikipedie
Wikipedie:Dobré články
Wikipedie:Dobré články#Portály
Wikipedie:Kontakt
Wikipedie:Nejlepší články
Wikipedie:Obrázek týdne
Wikipedie:Obrázek týdne/2021
Wikipedie:Obrázek týdne/2024
Wikipedie:Požadované články
Wikipedie:Pod lípou
Wikipedie:Portál Wikipedie
Wikipedie:Potřebuji pomoc
Wikipedie:Průvodce
Wikipedie:Seznam jazyků Wikipedie
Wikipedie:Velvyslanectví
Wikipedie:Vybraná výročí dne/duben
Wikipedie:Vybraná výročí dne/listopad
Wikipedie:WikiProjekt Kvalita/Články k rozšíření
Wikipedie:Zajímavosti
Wikipedie:Zajímavosti/2021
Wikipedie:Zajímavosti/2024
Wikipedie:Zdroje informací
Wikislovník:Hlavní strana
Wikiverzita:Hlavní strana
Wikizdroje:Hlavní strana
Wikizprávy:Hlavní strana
Wilbur Smith
William Herschel
Yorkové




Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

Your browser doesn’t support the object tag.

www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk