Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti elektronika va avtomatika fakulteti texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish va boshqaruv kafedrasi

Yorig‘lik diodlar

Ularni yana injeksion yorug‘lik diodlari deyiladi, yorug‘lik diodlarda iayda bo‘lgan yorug‘lik injeksion elektrolominestensiya xodisaga tegishli.

Yarim o‘tkazuvchi diodda to‘g‘ri ko‘chlanishdа emitter xudiddan baza hudidiga zaryad tashuvchilarning injeksiyasi sodir bo‘ladi. Masalan, agar p-hududiga N-hududidagi teshiklarga qaraganda elektronlar qop bo‘lsa, Bunda p-hududidan N-hududiga elektronlar harakatlanadi. Bu elektronlar bazadagi asosiy zaryad tashuvchilari bilan rekombinatsiyalanadi.Rekombinatsiyalangan electron-lar o‘tkazuvchanlik zonasining anacha yuqori energetik darajalaridan, unga yaqin bo‘lgan chegaralarida, valentli zonaning yuqori chegaralariga yaqin joylashgan ancha past darajalarga o‘tishadi. Bunda foton ajralib chiqadi, uning enegriyasi таъ³I³ланган zonaning taxminan eniga teng (elektron-voltlarda). Oddiy qilib aytganda, Bunda elektronlar va teshiklarni rekombinatsiyalanganda energiya ajralib chiqadi, u esa amalda to‘liq fotonlarni hosil bo‘lishiga sarflanadi. Foton – bu yorug‘lik zarrachasi. Ajralib chiqadigan foton enegriyasi to‘lqin uzunligiga proporsionaldir: hv = hc/  W  1,23.
Demak,  = 0,38-0,78 mkm li yorug‘likni ko‘rinish diapazonini olish uchun W 1,7эВга teng bo‘lishi kerak. Yorug‘lik diodlar uchun kremniy va germaniy yaroqsiz. Asosan galliy fofidi GaP va kremniy karbidi SiC ishlatiladi.
Yoritish rangi o‘zgaruvchan yorug‘lik diodlar mavjud. Ular ikki o‘tishga ega, ulardan v birinchisi spektrning qizild qismida. Rangi o‘tishlar orqali oqadigan toklar nisbatiga bog‘liq. Yorug‘lik diodlar – bu ancha murakkab asboblarning asosi: chimziqli yorug‘lik diodli shkalalar, son-xarfli indikatorlar, smatritsali indikatorlar va h.k.




Yorug’lik diodlarining xususiyatlari, qo'llanilishi va kamchiliklari
Elektr tokiga ulanganda monoxromatik nurni chiqaradigan epoksi qobiqdagi yarim Supero'tkazuvchilar diodlarning ixtirosi 1960 yilga to'g'ri keladi. Biroq, 1980-x past yorqinligi, ko'k va oq rangli LEDlarning etishmasligi, shuningdek, ularning yuqori ishlab chiqarish xarajatlari yorug'lik manbalari sifatida ommaviy foydalanishni cheklab qo'ydi. Shuning uchun, ledlar asosan tashqi elektron jadvallarda ishlatilgan, ular optik tolali ma'lumotlar uzatish tizimlarida va tibbiy asbob-uskunalarda ishlatiladigan yo'lni tartibga solish tizimlari bilan jihozlangan.
Yorqin va ko'k (o'rta-1990-yillarida) va (XXI asrning boshlarida) oq diodlar va ularning bozor qiymati doimiy pasayishi tashqi ko'rinishi bu yorug'lik manbalariga ko'plab ishlab chiqaruvchilar e'tiborini jalb etdi. Ledlar elektron qurilmalarning ishlash rejimlari ko'rsatkichlari, turli xil qurilmalarning LCD ekranlarini, shu jumladan mobil telefonlar va boshqalarni yoritishda qo'llanila boshlandi. Keyinchalik, asosiy ranglar (qizil, ko'k va yashil) led'lerinin foydalanish, deyarli har qanday rang belgilari ranglarini olish imkonini berdi, shuningdek, to'liq rangli grafikalar va animatsiya chiqishi bilan ekranlarni yaratishga imkon berdi.
Ledlar, ularning elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyoji tufayli, energiya bilan bog'liq muammolar mavjud bo'lgan joylarda dekorativ yoritishni optimal tanlashdir.
6-8 martadan ortiq bo'lgan LEDlarning ishlash muddati floresan lampalarning chidamliligi, mahsulotni yig'ish bosqichida ular bilan ishlashning nisbatan soddaligi, muntazam parvarish qilishning hojati yo'q va ularning vandalga qarshi sifati bu yorug'lik manbalarini an'anaviy-gaz deşarj, lyuminestsent lampalar va akkor lampalar bilan raqobatbardosh qiladi. Neon belgisi orqa yorug'lik segmentida o'z pozitsiyalarini ushlab turadigan bir nechta va muhim jihatlardan biri hali ham LEDlarning yuqori narxidir.
Foyda

Iqtisodiy...
LEDlarning afzalliklaridan biri ularning chidamliligi. Ushbu yorug'lik manbalari 100 000 soatdan foydalanish resursiga ega va bu 10-12 yillik uzluksiz ish. Taqqoslash uchun-neon va floresan lampalarning maksimal muddati-10 ming soat.
Shu bilan birga, floresan lampalardan foydalanadigan yorug'lik modulida ular 8-10 marta o'zgartirilishi kerak va akkor lampalar 30 dan 40 marta "vidalanishi" kerak. LED modullaridan foydalanish elektr xarajatlarini 87% ga kamaytirish imkonini beradi!
Qulay...

LED moduli-oddiy aloqa sxemasiga ega bo'lgan ko'p komponentli tuzilma. Zanjirda, masalan, bir yoki ikkita noto'g'ri LEDlarning yarmidan ko'pi faqat reklama qismini o'chirmaydi, balki umumiy yorug'lik nuriga ham ta'sir qilmaydi. LEDlarning ulkan manbai ularni almashtirish zarurati bilan bog'liq muammolarni deyarli hal qiladi. Bundan tashqari, yorug'lik chiqaruvchi diodlar eng keng ish haroratlarida ishonchli ishlashga qodir.
Ishonchli...
Inson hayoti ba'zan bog'liq bo'lgan mutlaqo o'ziga xos turdagi ishonchlilik mavjud. Axborotni namoyish qilish qurilmalarida LEDlarni qo'llash (yo'l belgilari, svetoforlar, axborot plitalari va boshqalar) inson ko'zining idrok masofasining sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Rivojlangan mamlakatlarning ko'plab yirik shaharlarida an'anaviy svetoforlar yo'qligi tasodif emas va LED sxemalari havo va sirt navigatsiyasi tizimlarida qo'llaniladi.
Ba'zi mijozlar tomonidan LEDlarning afzalliklariga ega bo'lgan yana bir jihat-ularning kuchi va vandalga qarshi sifati. Shisha quvurlardan farqli o'laroq, bu yorug'lik manbalari plastikdan tayyorlangan. Shuning uchun mexanik shikastlanish orqali ularni o'chirish oson emas. Bir LED ishlashi uchun zarur bo'lgan xarakterli kuchlanish 3-4 voltsdir. Shuning uchun, yuqori xavfsizlik choralariga rioya qilish yoki yuqori kuchlanishdan foydalanish imkoniyati bo'lmagan sharoitlarda ledlar eng yaxshi tanlovdir. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, LED modullarining ish kuchlanishi 10-12V.shubhasiz, past kuchlanish ostida kuchli izolyatsiyaga ega bo'lgan katta qismli simlarni qo'llash talab qilinmaydi. Bundan tashqari, LEDlarni elektr tarmog'iga ulashni osonlashtiradi. Gaz chiqarish quvurlari, ledlardan farqli o'laroq, tetiklanish eshigi bor: yorug'lik manbai yonib ketishi uchun boshida kerakli kuchlanishni chiqarish uchun qo'llash kerak. Elektr tarmog'iga ulanganda ledlar darhol yoritishni boshlaydi va ularning yorqinligi yoqilgandan keyin deyarli darhol kuchlanishni kamaytirish yoki kamaytirish orqali osongina sozlanishi mumkin. LEDlarning muhim afzalliklaridan biri past haroratga chidamli. Ma'lumki, sovuq havoda simob gaz tushirish manbalari ichida muzlashadi va bu yorqinlikning pasayishiga olib keladi. Salbiy haroratlarda neonni yoqish bilan bog'liq muammolar ham mavjud. Ledlar bu kamchiliklardan mahrum.
Chiroyli...
Agar LED texnologiyasi yorug'lik texnikasini ixtiro qilmasa, ular dizaynerlar tomonidan yaratiladi. Chiroqlar, neon lampalaridan farqli o'laroq, yorug'lik aksalari aniq tasvir ustida ishlashi uchun zanjirlar qurilishi mumkin bo'lgan spektrli "o'yin" uchun deyarli cheksiz imkoniyatlarga ega. Yumshoq, ko'zga ko'rinmas yorug'lik o'tishlari, eng yuqori cho'qqisidan tortib to balandlikka, albatta, rasmdan past, ammo boshqa yorug'lik manbalarini ortda qoldiradi. LED modullarining o'ziga xos murakkab rangli dinamikasi eng talabchan dizaynerning talablarini qondira oladi. Qizig'i shundaki, spektrli o'yin ekologik ahamiyatga ega. Axir, sezgirlik egri, masalan, o'simliklar va inson ko'zlari bir xil emas: ko'zimiz uchun qulay bo'lgan spektrlar ko'pincha o'simliklar uchun noqulay va aksincha. O'simliklar va odamlar bir vaqtning o'zida yashaydigan ichki makonlarda turli xil LED "zanjirlar" dan zonal foydalanish bu muammoni bartaraf etadi.
Vakolatli...
LED modullari juda ixcham. Kompaniyaning LED ramzlari bilan bezatilgan turli xil sovg'alar, miniatyuralar va ixcham jadvallar hayratlanarli darajada mazmunli va g'ayrioddiy ko'rinishga ega. LED-lar tomonidan ishg'ol qilingan yoritish mahsulotlari bozorining ulushi juda kam. Rivojlangan mamlakatlarda, ayniqsa yirik shaharlar va poytaxtlarda, u asta-sekin, lekin, albatta, ortib bormoqda. Ushbu nozik va muqarrar inqilobning o'ziga xos ramzi Las-Vegasning asosiy ko'chasidan doimiy ravishda cho'zilgan LEDlarning yirik 500 metrli tuvali edi.
LED – lardan foydalanishning yuzaki ko'rinishi darhol ularning yuqori narxini belgilaydi-har xil turdagi akkor lampalar va neon naychalarga nisbatan asosiy kamchilik. Agar mahsulotning narxi haqida gapiradigan bo'lsak, LED-mahsulotlar, albatta,"har kim ham bunga qodir emas". Hozirgacha LED modullari uchun xarajatlar neon mahsulotining o'xshash nashrida narxidan ikki baravar yuqori. Biroq, butun dunyodagi ishlab chiqaruvchilar LED ishlab chiqarish quvvatini kuchaytirishda davom etmoqdalar va bu yorug'lik manbalarining narxi barqaror ravishda pasaymoqda. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, LED mahsulotlarini sotib olish va ishlatish uchun umumiy xarajatlar an'anaviy armatura narxidan 2-2,5 marta past bo'ladi.
Bundan tashqari, o'rta va katta hajmli harflarni loyihalashda LEDlarni ishlatishda kamchiliklar ularning miniatyurasi deb hisoblanishi mumkin, buning natijasida ko'plab individual LEDlarni guruhlarga birlashtirish kerak. Yorqin va rangli nurni darhol jalb qilish uchun juda ko'p sonli ledlar talab qilinadi. Bunday holda, universal modullardan foydalanish kerak bo'ladi: deyarli har qanday reklama tasviriga birlashtirilishi mumkin bo'lgan bir yoki ikkita LED.
Ledlar qayerda ishlatiladi?

• ­­har qanday yorug'lik reklamasi (belgilar ,qalqon, yorug'lik qutilari va boshqalar)

  
  

• neon almashtirish

  
  

• xona dizayni

  
  

• mebel dizayni

  
  

• me'moriy va landshaft yoritish

  
  

• bitta rangli chiziqli displeylar

  
  

• magistral axborot jadvallari

  
  

• katta video ekranlar uchun to'liq rangli ko'rsatadi

  
  

• avtomobil, yuk mashinalari va avtobuslarda ichki va tashqi yoritish

  
  

• yo'l belgilari va svetoforlar

  
  

Boshqa ilovalar orasida mobil telefonlar, raqamli kameralar, shuningdek, me'moriy va boshqa yoritish turlari mavjud. Elektron uskunalar sektori LEDlarni sanoat va iste'mol tovarlari ko'rsatkich chiroqlari sifatida qo'llashni o'z ichiga oladi.
Ledlar ortida kelajak bormi?
Mutaxassislarning ta'kidlashicha, kelgusi bir necha yil ichida LEDlarning narxi neon mahsulotlaridan arzonroq bo'lgan darajaga tushadi. Bunday holda, neon bilan ishlash, gaz chiqarish quvurlarini ulash uchun yuqori voltli simlarning kabellari va yorug'lik manbalarining yonib ketishiga olib keladigan xatolarning oldini olish choralari bo'yicha malakaga ehtiyoj yo'q.
Bundan ham istiqbolli LED modullari - eng oddiy geometrik shakllar-chiziqlar, halqalar, yulduzlar, to'rtburchaklarni o'z ichiga olgan dizayner va reklama ishlab chiqaruvchisi uchun moslashuvchan "dizayner"... Ko'p rangli plastik modullar kabi LEGO LED modullari bir-biri bilan osongina birlashadi va har qanday sirtga osongina qo'shiladi. Agar ledlar yorug'likda yangi davrni ochsa, LED modullari, shubhasiz, yorug'lik dizaynining yangi davri. Avtonom qurilma sifatida yoritish moslamasi me'moriy va ichki yorug'likning asosiy tarkibiy qismi bo'lishni to'xtatadi; LED modullari turli ob'ektlarga nurni integratsiya qilish orqali bir qadam "chuqur" bo'lib, yorug'lik muhitini shakllantirishda butunlay yangi erkinlik darajasini olishi mumkin, bu ajoyib detallik, mustahkamlik, boshqaruvchanlik darajasiga [2] kiradi.
Ehtimol, eng qiziqarli narsa LED texnologiyasini "an'anaviy" yoritishga jalb qilish jarayonidir. Yuqori darajadagi yorug'lik talab qilinmaydigan qurilmalar bilan boshlandi: vazifa va favqulodda yoritish, tungi ichki yoritish, belgilar va planshetlar, "etiketkalash" yoritgichi. LED modullarining to'yingan rangi rangli rayonlashtirish, rangli aks ettirish uchun LEDni ishlatishga imkon beradi. Moslashuvchan chiziqli LED modullari bilan shaffof konstruktsiyalar (derazalar, devor panellari, shisha mebellar) kombinatsiyasi yorqin va o'zgaruvchan rangli shakllarni yaratishga imkon beradi. Ultrafinik nur manbalaridan foydalanish odatiy ichki makon uchun "muqobil" yorqin tasvirlarni yaratishga imkon beradi. Yorug'lik chiqishi va arzonlashtirilgan qurilmalarning o'sishi bilan LED kengayishi nafaqat mahalliy, balki an'anaviy va halogen akkor lampalar (yashash joylari) va lyuminestsent lampalar (ofis maydoni) tomonidan boshqariladigan umumiy yoritishga ham tegishli.
Tashqi yoritishda eng o'tkir texnik masalalar, shuning uchun LEDlarni me'moriy yoritishga kiritish juda tezdir. Mimarlar uchun jozibali g'oya-yorug'lik kornişlarini yaratish uchun LED "chiziqlar" dan foydalanish. LED modullarining ishlash parametrlari bo'yicha xususiyatlari mavjud alternativlardan bir necha marta oshib ketadi va ular bilan taqqoslanadigan narx. Biz faqat sovuq LED yorug'lik qor kornişler ustida yig'ilib eritishi mumkin emas, deb unutmasligimiz kerak, shuning uchun "pastga nur" holatda kerak me'moriy yoritish (bizning hududlarida) ularni ishlatish. Xuddi shu dalil landshaft yoritgichi uchun ham amal qiladi, shuning uchun yo'lda yoki maysazorda o'rnatilgan "aplayts" qish oylarida ko'rinmaydi. Biroq, bu erda ham afzalliklar mavjud: LED, shuningdek, optik tolali, muz haykallarini, muzdan muzlatilgan suv havzalarini va boshqalarni ta'kidlash uchun ishlatilishi mumkin).
LEDlarning to'yingan ranglari suvni yoritishda ajoyib ta'sir ko'rsatadi. Favvoralarning LED yoritgichlari hech narsa bilan taqqoslanadigan "floresan" yorug'lik rasmlarini yaratadi.

Xulosa
Bugungi kunda Flibs tomonidan ishlab chiqarilgan Luxeon LEDlarning oilasiga tegishli elektr lampalar 100 marta ko'proq vaqt xizmat qiladi va an'anaviy akkor chiroqlardan 4 marta kuchliroqdir. Eng muhimi, LED energiyasidan oq nur olinadi.
Yaqin vaqtgacha LED amrullari faqat printerni yoqilganligini yoki javob mashinasida xabar borligini bildiradigan elektr jihozlari edi. Biroq, so'nggi yillarda Flibs kompaniyasi LumiLeds (Agilent Technologies bilan qo'shma korxona) faoliyatida ishtirok etib, LED yoritgichlarining o'lchamlari va yorqinligini oshirish yo'llarini qidirdi. Oddiy akkor lampalar va lyuminestsent lampalarning aksariyat qismini almashtirish vazifasi bor edi. Qizil, sariq, yashil va ko'k, shu jumladan, barcha rangli ledlar avtomobillarda, svetoforlarda va kompyuter monitorlarida foydalanish uchun mos bo'lgan bo'lsa-da, 90 — larning o'rtasidan boshlab LED yorug'likning asosiy qiymati — oq nur-yanada murakkab muammo bo'lib qoldi. Hatto o'tgan davrdagi Flibs texnologik kashfiyotlari bilan ham, an'anaviy akkor lampalar va floresan lampalarni almashtirish uchun taxminan besh yil kerak bo'ladi. Mavjud texnologiya bilan, oq yorug'lik beruvchi eng yaxshi LED lampalar akkor chiroqlardan ko'ra ancha samarali.
Oq nurni berish qobiliyati har qanday yoritish texnologiyasi uchun juda muhimdir, agar u umumiy bozorga jiddiy kirib borishi kerak bo'lsa. Biroq, oq yorug'lik beruvchi LED ishlab chiqarish texnologiyasi juda murakkab. LEDlarning oq nurini yaratishning ikki yo'li mavjud. Birinchisi, qizil, yashil va ko'k nurni aralashtirishdir, ikkinchisi — ko'k yoki ultrabinafsha nurlanishni oq nurga aylantirish uchun fosfordan foydalanishdir. Jamoada ishlash va murakkab texnologiyaning chuqur bilimlari Lumileds va Flibs Research kompaniyasiga oq yorug'lik beruvchi LED yaratish imkonini berdi. Texnologiya hali rivojlanishning dastlabki bosqichida, ammo barcha belgilar yaxshi istiqbollarni ko'rsatadi.
LED amrullari 50.000 dan 100.000 soatgacha (akkor lampalar uchun 1000 soat va lyuminestsent lampalar uchun 7500 soat) an'anaviy chiroqlarga nisbatan juda uzoq.
Juda muhim! LED yoritgichlarining samaradorligini oshirishda energiyani tejash uchun katta imkoniyatlar paydo bo'ladi! Ushbu texnologiya yordamida oq nurni yaratish xonada bir marta bosish bilan rangning o'zgarishi va yorug'lik qizg'inligini anglatadi. Boshqacha qilib aytganda, yashash xonasida oq yorug'likning yorqinligini chiroqlarni almashtirmasdan tinchlantiruvchi ko'k va romantik qizil nurga kamaytirish imkoniyati.
Yana bir qo'shimcha foyda shundaki, LED yoritgichlarining kichik o'lchamlari tufayli yorug'lik dizaynerlari yorug'likni kerakli joyga osongina yo'naltirish uchun ixcham lampalar bloklarini yaratishi mumkin. (An'anaviy akkor amrullari nisbatan nazorat qilinmaydi va barcha yo'nalishlarda nur chiqaradi.)
Va nihoyat, ichki makondan tashqarida LEDlarni ishlatish haqida. Bugungi kunda barcha AQSh svetoforlarining 8% gacha LED chiroqlarida ishlaydi. Va mahalliy hokimiyat organlari an'anaviy akkor amrullari bilan jihozlangan, bunday nisbatan LED lampalar bilan elektr va xizmat svetoforlar xarajatlarini kamaytirish, biz juda tez orada bu nisbati sezilarli darajada oshadi, deb kutish mumkin, deb ko'proq ishonch hosil qiling, chunki.