LED 란 무엇입니까 - 특성 및 유형에 대한 자세한 설명
LED는 가정, 자동차, 전화 등 모든 곳에 존재합니다. 그들은 비용 효율적인 광원을 생산하는 가제트의 밝은 백라이트 화면을 제공합니다. 이제는 없어서는 안될 광원입니다. 주요 유형의 LED의 장치 및 기술적 특성을 고려하십시오.
LED 란 무엇입니까
LED(Light Emitting Diode 또는 LED) - p- 및 n-전도도의 반도체 재료로 만들어진 인공 조명의 고체 상태 전원. 마스크 스퍼터링, 에칭, 에피택셜 증착 등의 여러 기술을 사용하여 pn 접합이 생성됩니다.
p형 반도체 재료에서 전류 캐리어는 "정공" - 반도체 결정의 원자이며 전자가 부족하도록 특수 금속으로 도핑됩니다. n-물질에서 캐리어는 결정의 과잉 전자입니다.
"구멍"은 실제로 고정되어 있습니다. 그것은 전자의 전하와 같은 양전하를 띠고 있습니다. 한 원자의 바깥 궤도에서 이웃 원자의 바깥 궤도로 "점프"하는 전자는 "구멍"을 반대 방향으로 움직입니다.
작동 방식 또는 LED에서 빛나는 것
전하 운반체 - "정공" - 양의 "입자" 및 전자 - 음의 전하 운반체의 역류 흐름 형태의 전류는 특정 크기와 극성의 정전압을 p-n 접합에 연결하여 유도할 수 있습니다. 이러한 플럭스가 pn 접합에서 만나면 재결합하거나 병합됩니다. 증가된 에너지를 가진 자유 전자가 "정공"에 들어가고 사라집니다.
오른쪽은 자유 전자가 "풍부한" 결정의 n-반도체 부분이고, 왼쪽은 양의 "입자"- "구멍"이 있는 p-반도체 부분입니다.
에너지는 빛의 양자 형태로 방출됩니다.. 그들은 방출, 즉 결정의 끝에서 방출됩니다. 양자의 흐름이 반사판에 부딪힙니다. 광택 처리된 표면은 원하는 방향으로 빛을 반사합니다. 광속의 원하는 방향성 패턴은 표면의 특별한 구성에 의해 형성됩니다.
접합에 전원을 공급하는 전압은 다이오드의 양극에 "+", 음극에 "-"가 적용됩니다.
설계
라일락 색상은 방열판을 나타냅니다. 회색 사다리꼴은 알루미늄 원형 구성의 반사 반사기-반사기 섹션입니다. 파란색 중앙에 금색 또는 은색 와이어가 연결된 LED 칩 크리스탈이 양극과 음극의 핀에 납땜됩니다.
LED의 종류
LED - 상당히 "젊은"장치. 그들의 최종 분류는 아직 형성되지 않았습니다. 따라서 많은 유명 제조업체가 자체 세분화 시스템을 사용합니다.
그 중 하나에 따르면 LED는 목적에 따라 다음과 같이 그룹화됩니다.
- 지시자.
- 조명.
해당 그룹의 표시등 LED는 다음 유형으로 나뉩니다.
DIP 다이오드 .
약어는 이중 인라인 패키지 또는 "이중 인라인 배치"에서 파생됩니다. 몸체는 일반적으로 실린더이지만 평행 육면체도 있습니다.하단에서 와이어 축 리드는 케이스의 주 대칭축에 평행합니다. 음극 리드는 양극 리드보다 짧습니다.
종류는 케이스 직경과 상단 렌즈에 따라 구분됩니다. 직경은 2-3에서 20mm 또는 그 이상입니다. 글로우 색상은 모든 색상이며 몇 가지 흰색 음영이 있습니다.
한 종류는 2가지 색으로 깜박이며 3개의 리드가 있습니다.
밀짚 모자.
문자 그대로의 번역은 밀짚모자 또는 브릴입니다. LED에 적용 – 하우징은 상단이 둥근 모자처럼 보입니다.
길이가 다른 리드를 볼 수 있으며 짧은 리드는 음극입니다. 장착 높이 제한 장치도 볼 수 있습니다. 렌즈 아래에는 노란색 형광체가 있는 수정이 있습니다.
슈퍼 플럭스 "피라냐"
직접 번역 - 슈퍼 플럭스. 피라냐 - 러시아어로 번역 - 피라냐. LED라는 이름은 좁은 스트립 형태의 금속 단자의 특징 때문에 얻었습니다. 회로 기판의 구멍에 쉽게 삽입할 수 있도록 스탬핑할 때 리드의 모서리를 잘랐습니다. 이것은 육식성 물고기의 날카로운 "이빨"을 초래했습니다.
보드 위의 케이스 높이를 설정하는 리미터인 "어깨"가 핀에 찍혀 있습니다. 이것은 아래에서 공기 냉각을 위한 케이스를 열었습니다. 핀의 상단에는 패시브 냉각용 크리스탈이 배치되었습니다.
케이스에 2~3개의 칩을 넣어 광속을 높였습니다. 그리고 다이오드는 매우 밝은 그룹에 있습니다.
렌즈에 의해 "덮인" 수정과 장착 높이의 테이퍼진 핀 형성기를 볼 수 있습니다.
SMD
표면 실장 장치의 약자로 영어로 번역된 표면 실장 장치입니다. 직사각형 플라스틱 또는 세라믹 하우징처럼 보입니다. 단자는 접촉 패드 형태로 하우징의 바닥과 측면에 있습니다.
가장 자주 - 조명이지만 저전력으로 표시 될 수 있습니다.용량 범위는 mW(밀리와트)에서 W. 글로우 - 모든 색상 또는 백색광 음영.
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OLED
실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소 등의 반도체 금속 기반 고체 LED 외에도 유기 화합물 필름에 LED 그룹이 있습니다. 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode) 또는 OLED-LED라고 합니다.
또한 반도체 다이오드와 마찬가지로 빛을 방출하지만 고체 구조가 아니라 박막에 의해 방출됩니다. 지금까지 주요 용도는 모노크롬 디스플레이의 개발이었습니다. 컬러 OLED 필름의 기존 단점 - 발광 색상이 다른 필름의 지속 시간이 다릅니다. 최소 약 12-15,000시간입니다.
완성된 이러한 LED는 휴대폰, 자동차 및 해상 GPS 네비게이터, 야간 명소 및 야간 사냥 및 사격용 장치 등에 널리 사용될 것입니다.
비디오 - 개요: QLED, OLED 및 LCD(IPS) 비교.
필라멘트
2012-2013년에는 필라멘트라고 하는 특이한 LED가 있었습니다. 직경이 2-3이고 길이가 15-30mm인 긴 실린더 형태의 COB 매트릭스입니다. 유리 또는 사파이어 실린더에 28-30개의 파란색 크리스탈을 약간의 빨간색 스플래시와 함께 붙였습니다. 그들은 연속적인 사슬로 연결되어 있으며 서비스 가능성을 확인한 후 노란색 형광체로 채워집니다.
이 필라멘트 모듈을 만드는 기술을 Chip-On-Glass 또는 COG라고 합니다.
조립식 COG 매트릭스는 기존 백열 램프의 전기자에 배치되고 베이스에 설치되고 유리 또는 플라스틱 전구에 배치됩니다. 전구는 LED를 냉각시키기 위해 헬륨으로 채워져 있습니다.
램프의 전력은 2-3 ~ 10-12 와트입니다. 광속은 80-100 Lm/W의 기존 LED의 광효율에 해당합니다.
그 결과 백열전구의 LED 개조가 얻어졌습니다. 종종 램프는 LED 백열 전구로 잘못 언급됩니다.
개조라는 용어는 현대화 또는 수정이라는 영어 개조에서 유래했습니다.이들은 기존 치수의 하우징에 있는 새로운 광원입니다.
위의 그림은 다른 와트수와 제조업체를 보여줍니다. LED 필라멘트 램프. E27 베이스가 있는 유리 전구에서 필라멘트 COL 모듈은 필라멘트 고정 장치에 부착됩니다.
PCB 스타 종
이 유형의 LED의 약어는 영어 단어 조합 Printed Circuit Board에서 파생됩니다. 그 번역은 인쇄 회로 기판입니다.
PCB 스타 다이오드 보드. 제조사는 미국 회사 CREE, Model XML 다이오드입니다. 노란색 직사각형은 고전력 다이오드의 COB 매트릭스입니다.
보드는 알루미늄과 같이 열을 잘 전도하는 금속으로 만들어집니다. 보드의 구성은 6빔 스타입니다. COB LED 매트릭스는 스타 보드 중앙에 공장에서 장착됩니다. 보드는 고전력 작동 발광 장치에서 생성되는 수동 열 분산을 증가시키기 위해 검은색으로 칠해져 있습니다.
왼쪽의 6개의 "별"은 다른 전력과 백색광 음영의 다이오드입니다. 아래쪽에 있는 두 개는 노란색 형광체의 큰 원이 있는 더 강력한 요소입니다. 오른쪽에는 4조각의 기둥이 있습니다. - 인쇄 회로 기판의 접촉 패드 표면에 평면 실장용 다이오드.
스타 보드에 있는 고출력 평면 LED의 치수 도면. 구성 높이는 6.6mm, 평면 핀이 있는 다이오드의 본체 직경은 8mm, 스타 보드의 크기는 22mm입니다.
COB LED 매트릭스
열전도성 기판에 사파이어 또는 실리콘의 인공 결정체를 유전체 접착제로 붙이면 수십 개의 반도체 결정체가 파란색으로 빛나고 도체를 직렬 병렬 그룹으로 연결하고 상단 노란색 형광체를 채우면 LED 모듈이 생성됩니다. 이것은 COB 매트릭스. 약어는 영어 단어 조합 Chip-On-Board에서 파생됩니다."판 위의 수정"으로 번역됩니다.
COB 매트릭스는 기판 없이 코어리스 LED 칩 결정을 사용합니다. 배치가 매우 조밀합니다. 이 기술은 수백 개의 수정을 포함하여 고출력 LED의 상당 부분을 생산하는 데 사용됩니다. 때때로 히트 파이프를 사용하는 팬 블로우 히트 싱크는 단일 패키지에서 150-200와트 이상을 달성할 수 있습니다. 매트릭스는 최대 복사의 0.7에서 100-150도 분산 각도의 방향성 플럭스를 제공합니다.
대표적인 분류
LED 유형에는 다음이 포함될 수 있습니다.
- 단일 LED 단일 고출력 크리스탈(COB-매트릭스)에서;
- 한 패키지의 LED 쌍 - 빨간색과 노란색 등 2가지 색상으로 교대로 깜박이는 표시등 LED
- 3가지 기본 색상을 가진 방사체의 삼중선 또는 삼중선 - 빨강, 녹색 및 파랑 또는 RGB .빨강, 초록, 파랑.
3-크리스탈 LED에 같은 색상의 크리스털이 있는 경우 우리는 매우 밝은 LED를 갖게 됩니다. 다양한 색상의 광 결정으로 RGB 트라이어드 또는 다색 제어 발광 장치가 있습니다.
SMD - 표면 실장 장치의 약어. LED를 포함한 인쇄 회로 기판의 전자 부품 배치 및 납땜 자동화에 사용됩니다. 리본, 스트립, 모듈 및 기존 인쇄 회로 기판에 사용됩니다.
기본 색상은 YB - 노란색, 노란색 및 파란색, 파란색의 쌍을 포함합니다. 혼합 후 흰색을 나타내는 다른 색상 조합이 있습니다.
강력한 COB LED
더 큰 모델은 하우징 모서리에 장착 구멍이 있습니다. 더 작은 모델은 인쇄 회로 기판에 납땜으로 부착됩니다.
고전력 모델에서 LED의 일반적인 특성 외에도 몇 가지 추가 매개변수가 추가됩니다.
- 전력 등급, W;
- 칩 크기, mm;
- 수정 또는 매트릭스의 정격 작동 전류;
- 표준 L 70, L80 등과 관련된 서비스 수명
저전력 LED
소비 전력 값은 0.05 ~ 0.5W, 작동 전류 - 20-60mA (평균 전력 - 0.5-3W, 전류 0.1-0.7A, 대형 - 3W 이상, 전류 1A 이상)의 LED입니다.
구조적으로 저전력 LED에는 여러 그룹의 LED 발광체가 포함됩니다.
- SMD 기존 및 초고휘도 LED;
- 기판 구멍에 장착하기 위한 원통형 패키지의 DIP형 다이오드;
- "피라냐"패키지 - 구멍에 장착하기 위해.
그림은 LED를 위에서 아래로 보여줍니다.
- DIP 유형 원통형 패키지 - 보드 구멍에 납땜하기 위한 유연한 와이어 리드 포함.
- Superflux라고도 하는 피라냐 유형 인클로저에서 구멍에 납땜합니다.
- 단면 및 양면 PCB의 접촉 패드 또는 다층 기판의 "웰"에 장착하기 위한 평면 핀이 있는 경우.
LED의 특징
LED는 여러 매개변수로 설명됩니다. 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.
- 광도 및 에너지 효율 - Lm 및 Lm/W;
- 0.5도 또는 0.7도에서 광속의 발산 각도, 도 - 120도에서 140도까지의 기존 모델, 표시기 모델에서 - 15도에서 45도
- 작동 전력, W - 소형 - 최대 0,5, 중형 - 0,5-3, 대형 - 3 이상;
- 다이오드를 통한 작동 전류, mA 또는 A;
- 백색광의 색 또는 음영, 색온도Kelvin, K - 2000-2500K - 따뜻한 흰색 및 최대 6500-9500K - 차가운 흰색.
다른 특성이 있지만 덜 자주 사용됩니다. 예를 들어, LED의 볼트-암페어 특성(VAR)은 인가된 작동 전압에 대한 접합부를 통과하는 전류의 종속 곡선입니다. LED 작동 모드의 전기 계산에 사용됩니다.
치수 .
LED의 치수는 하우징의 치수에 따라 결정됩니다. SMD 하우징의 경우 - 길이, 너비, 두께.처음 두 값은 지정에 포함됩니다(예: SMD2835). 여기서 두 쌍의 숫자는 너비 2.8mm, 길이 3.5mm입니다. 몸체의 두께는 다이오드의 설명이나 여권에서 가져와야합니다.
원통형 DIP 다이오드의 경우 중요한 기능은 하우징의 직경과 렌즈와의 높이입니다. 와이어 리드의 길이와 장착 전에 구부리기에 대한 제조업체의 권장 사항을 고려하십시오.
파장
파장과 같은 LED의 특성은 매우 드물게 사용됩니다. 더 자주 발광 색상이라고 합니다.
| 색조 | 파장, nm |
|---|---|
| 적외선(보이지 않음) | 760-880 |
| 빨간색 | 620-760 |
| 주황색 | 585-620 |
| 노란색 | 575-585 |
| 연두색 | 555-575 |
| 초록 | 510-555 |
| 푸른 | 480-510 |
| 푸른 | 450-480 |
| 자주색 | 390-450 |
| 자외선(보이지 않는) | 10-390 |
다이오드의 파장은 나노미터 - nm로 측정됩니다. 제품 데이터 시트에 항상 지정되어 있는 것은 아닙니다.
지정 및 색상 코딩
각 제조업체에는 자체 LED 라벨이 있습니다. 예를 들어 LED-LED-WW-SMD5050의 지정에서 알파벳 및 숫자 요소가 해독됩니다.
- LED - LED;
- WW - 따뜻한 흰색 - 따뜻한 흰색 2700-3500K;
- SMD - 표면 장착용 하우징;
- 5050 - 밀리미터의 1/10 단위 패키지 치수 - 5.0×5.0.
백색광 음영에 대한 약어 옵션:
- DW - 데이 화이트(4000-5000K);
- W - 흰색, 순백색(6000-8000K);
- CW 또는 WC - 쿨 화이트 - 쿨 화이트(8000-10 000K);
- WSC - White Super Cool - 흰색 슈퍼 쿨, 색온도 15,000K, 특징적인 푸른빛 색조;
- NW - 뉴트럴 화이트 - 뉴트럴 화이트 - 5000K
LED 및 색상에 대한 다른 지정이 있지만 시스템은 아직 최종적으로 표준화되지 않았으므로 제조업체는 백색광 음영의 다른 숫자 값과 이름을 사용합니다.
다이어그램의 그래픽 및 알파벳 표현
전기 다이어그램에서 LED의 플러스라고도 하는 양극은 삼각형으로 표시됩니다. 음극(마이너스)은 십자형 대시로 표시됩니다.
LED 전압 테이블
LED가 작동하는 동안 설계 및 제조 기술에 지정된 모든 기능을 보장하려면 설계 전원 공급 장치를 제공해야 합니다. 예를 들어, 양극과 음극에 전압을 가하면 p-n 접합의 직류 전압보다 약간 높습니다. 초과 전압은 직렬 연결된 저항으로 "소화"되어야 합니다. 저항기. 저항을 전류 제한 저항이라고 합니다. 전류가 p-n 접합을 초과하는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.
LED에는 양극과 음극의 두 개의 접촉 핀이 있으며 음극은 양극보다 짧습니다. 길이가 같으면 결정하다 압정 배터리로. 빛이 있으면 양극이 있는 것입니다.
테이블. 컬러 발광 다이오드의 pn 접합의 직류 전압.
| 빛의 색 | 작동, 직류 전압, V |
|---|---|
| 하얀 | 3,5 |
| 빨간색 | 1,63–2,03 |
| 주황색 | 2,03–2,1 |
| 노란색 | 2,1–2,18 |
| 초록 | 1,9–4,0 |
| 푸른 | 2,48–3,7 |
| 자주색 | 2,76–4 |
| 적외선 | 최대 1.9 |
| 자외선 | 3,1–4,4 |
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LED 애플리케이션
LED의 적용 영역은 지속적으로 확장되고 있습니다. 처음에는 전자 장비의 스위칭 또는 작동 회로에서 표시등으로 사용되었습니다. 예를 들어, 송신기 켜기, 고전력 또는 저전력으로 전환 등. 예를 들어 호출 신호가 나타나거나 주의를 끌 때 자동 전환을 고정할 수 있습니다. 깜박임 또는 단색 LED(빨간색, 노란색, 녹색, 파란색)가 사용되었습니다.
소형 초고휘도 DIP LED는 직렬 병렬 체인으로 연결되어 220V 회로에서 직접 공급되었습니다. 이 연속적인 다이오드 그룹을 투명 PVC 튜브에 넣고 투명 실런트로 밀봉하여 "유연한 네온" - 빛나는 "번들". 수영장 가장자리, 경로 연석에 놓을 수 있으며 집 지붕이나 정원의 나무를 장식 할 수 있습니다.
표면 실장을 위한 유연한 다층 기판 및 SMD 하우징의 출현으로 유연한 LED 스트립..
처음에는 건물 내부를 장식하는 수단이었습니다. SMD 다이오드의 전력과 보드에서의 배치 밀도를 높이면 먼저 보조 조명에 LED 스트립을 사용한 다음 주 조명에 사용할 수 있습니다. 스트립의 먼지 및 습기 보호 정도가 높아지면서 장식용 조명과 주요 가로등에 사용되었습니다.
동시에 벽 램프, 샹들리에, 테이블 램프와 같은 램프의 백열 램프를 대체하기 위해 LED 램프가 개발되었습니다. 개조 램프 - 모양, 전구 크기, 전원 공급 장치 전압의 백열등 및 형광등의 전체 아날로그가 나타납니다. LED 개조를 위한 백열 램프의 점진적인 교체가 시작되었습니다. 동시에 LED 생산이 중단되었습니다. 처음에는 100W 이상, 그 다음에는 75, 60 등입니다.
특히 Emitter 또는 PCB Star 패키지에서 고출력 단일 LED의 개발은 배터리가 내장된 손전등의 등장에 기여했습니다. 1회 충전 후 밝기와 발광 지속 시간은 이전 모델보다 몇 배 더 우수했습니다.
전자적 수단에 의한 LED의 우수한 제어성 - 컨트롤러 및 조광기 - 밝기 컨트롤러를 통해 국가의 모든 지역에서 도시와 마을의 거리와 광장의 조명 동적 조명에서 강력한 프로젝터를 사용할 수 있습니다.
다음과 같은 LED 스트립 RGB, RGBW 및 RGBW 강력한 백색광 흐름을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 따뜻한 황색에서 푸르스름한 청색 및 시원한 청색까지 넓은 범위에서 백색을 변화시킬 수 있습니다.
새로운 광원의 제어 가능성으로 인해 "크롤 라인", 라이트 보드, 정보 화면 등의 가벼운 광고에서 폭넓게 사용할 수 있습니다.이 밝은 색상과 흰색 광원은 평면 및 체적 문자 및 그림, 브랜드 이름, 상표 이미지 등 정면 광고와 지붕에 사용됩니다.
그리고 이러한 모든 디자인은 기존 램프의 아날로그보다 훨씬 더 오래 작동하며 유지 보수가 거의 필요 없으며 동시에 몇 배 적은 전력을 소비합니다. LED 및 조명 장비의 기술적 특성은 지속적으로 성장하고 있습니다. LED 비용은 감소하고 애플리케이션은 확장되고 있습니다.
