Светодиод

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Светодиод
LED
RBG-LED.jpg
Червен, син и зелен светодиоди
Вид активен оптоелектронен компонент
Принцип на работа електролуминесценция
Изобретен Олег Лосев (1927), Ник Холоняк (1962)
Начало на производство 1968
Символично означение
LED symbol bg.svg
Пинове анод и катод

Светодиодът или светоизлъчващият диод на английски: light-emitting diode, LED е полупроводников диод, който се състои от p-n преход, който излъчва некохерентна светлина в тесен спектър, когато през него протича електрически ток в права посока. Обикновено светодиодът съдържа един или няколко излъчващи светлина кристали, разположени в един корпус с леща, която формира светлинния поток.

Цветът на излъчване на светодиода се определя както от състава на използвания полупроводников материал, така и от легиращите примеси. Цветът често се дава в нанометри (nm), което е дължината на вълната на светлината. Светодиодите не са напълно монохроматични, а излъчват в тесен диапазон на спектъра.

Разработването на светодиоди исторически започва с червени и инфрачервени прибори, направени от GaAs. Постиженията в науката за материалите позволяват да се произвеждат прибори в по-късовълновия диапазон на спектъра, излъчващи светлина с различни цветове.

Конвенционалните светодиоди са направени от различни неорганични полупроводникови материали, произвеждащи следните цветове:

AlGaAs – червен, инфрачервен; AlGaP – зелен; AlGaInP – оранжево-червен, оранжев, жълт и зелен; GaAsP – червен, оранжево-червен, оранжев и жълт; GaP – червен, жълт, зелен; GaN – зелен, син и бял (с AlGaN-бариера); InGaN – близка УВ, синьо-зелен, син; SiC – син; Al2O3 – син; ZnSe – син; C – ултравиолет; AlN, AlGaN, AlGaInN – от близката до далечната ултравиолетова

Олег Лосев, съветски физик, открил електролуминесценцията в силициев карбид

История[редактиране | редактиране на кода]

Първото известно съобщение за излъчване на светлина от твърдотелен диод е направено през 1907 г. от британския експериментатор Хенри Раунд от Маркони Лабс. Раунд пръв открива и и описва електролуминесценцията, която той наблюдава, изучавайки преминаването на ток през двойка метал – силициев карбид (карборунд, SiC), и описва жълто, зелено и оранжево светене на катода.

Същите експерименти, независимо от Раунд, са повторени през 1923 г. от съветския физик О. В. Лосев, който, експериментирайки с изправителен контакт от карборунд и стоманен проводник,забелязва в точката на контактуване на двата разнородни материала слабо светение – електролуминесценция на полупроводниковия преход (по това време още не съществува понятието P-n преход). Лосев правилно оценява практическата значимост на откритието си, което позволява да се създават малогабаритни безвакуумни източници на светлина с много ниско захранващо напряжение (под 10 V) и с много голямо бързодействие. Той получва два патента (авторски свидетелства) за това откритие. Важното значение обаче на това наблюдение не е разбрано от научната общност и затова не е изследвано в течение на десетилетия.

През 1961 г. Робърт Байард и Хари Питман от компанията Texas Instruments откриват и патентоват технологията на инфрачервения светодиод.

Първият в света практически приложим светодиод, работещ в светлинния (червен) диапазон, е разработен от Ник Холоняк в Университет на Илинойс в Ърбана-Шампейн за компанията General Electric през 1962 г. Затова именно Холоняк се смята за „баща на съвременния светодиод“. Неговият бивш студент, Джордж Крафорд (M. George Craford), изобретява първия в света жълт светодиод и подобрява 10 пъти яркостта на червените и червено-оранжеви светодиоди през 1972 г. През 1976 г. Т. Пирсъл (T. Pearsall) създава първия в света високоефективен светодиод с висока яркост за използване в телекомуникациите, специално адаптиран за предаване на данни по оптични влакна.

Светодиодите остават много скъпи до 1968 г. (около $200 бройката) и практическото им използване е ограничено. Компанията Monsanto е първата, която организира масово производство на светодиоди, работещи в диапазона на видимата светлина и използвани в електронните индикатори. Компанията Hewlet Packard успява да използва тези светодиоди в своите първи масови джобни калкулатори.

В началото на 1990-те години Исама Акасаки, работещ заедно с Хироши Амано в университета на Нагоя, а също Судзи Накамура, работещ по това време като изследовател в японската корпорация Nichia Chemical Industries, успяват да изобретят евтин син светодиод. За откриването на евтиния син светодиод на тримата е присъдена Нобелова награда по физика през 2014 г.[1][2]. Синият светодиод, в съчетание със зелен и червен, дава бяла светлина с висока енергийна ефективност, което позволява впоследствие да се създадат, освен всичко друго, светодиодни лампи и екрани със светодиодна подсветка.

Светодиоди в различни приложения
Uvled highres macro.jpg
LED washlight - DMX 512 (1123417564).jpg
Ampoules.jpg
2007-07-24 High-power light emitting diodes (Luxeon, Lumiled).jpg
Светодиод с пластмасов корпус Светодиоден прожектор за сценично насочено осветление Светодиодни лампи Съвременни мощни свръхярки светодиоди върху топлоотвеждаща пластина с контакти за монтаж
Мощный белый светодиод 20Вт.JPG
Мощен (20 W) бял светодиод в сравнение с червен индикаторен 5-милиметров светодиод

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Съобщение на BBC
  2. Съобщение на ИТАР-ТАСС