работа
Федеральное агентство по образованиюГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образованияУральский государственный университетим. А.М. ГорькогоФизический факультетКафедра компьютерной физикиРазработка оптической схемы светильника на светодиодахДопустить к защите:заведующий кафедройкомпьютерной физикиГерманенко А.В.___________________Екатеринбург2008Оглавление1. Введение2. Обзор литературы2.1. Принцип действия светодиодаСветодиод или светоизлучающий диод - полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком участке спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в светодиоде полупроводника. Рис.1Светодиод CREE XR-E7090.Считается, что первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоняк.Как и в обычном полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда (электроны и дырки) рекомбинируют с излучением фотонов.Чем больший ток протекает через светодиод, тем ярче он светит, так как больше электронов и дырок поступают в зону рекомбинации в единицу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечности. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода диод может перегреется и выйти из строя.2.2. Материалы светодиодовНе всякие полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Хорошими излучателями являются, как правило, прямозонные полупроводники типа AIIIBV (GaAs, InP и т.п.) и AIIBVI (ZnSe CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS). Рис.2Обозначение светодиода в электрических схемах.Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремниевый Si или германиевый Ge диоды, а также сплавы SiGe, SiC) свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитостью кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светоизлучающих диодов на основе кремния. Последнее время большие надежды связывают с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.2.3. Квантовый выход светодиодаКвантовый выход - это число излученных квантов света на одну рекомбинировавшую электронно-дырочную пару. Различают внутренний и внешний квантовый выход. Внутренний - в самом p-n-переходе, внешний - для прибора в целом (с учетом поглощения и рассеяния). Внутренний квантовый выход для хороших кристаллов с хорошим тепло-отводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а для синих — 35%.2.4. Светодиоды белого светаВ последнее время получили широкое распространение так называемые «белые светодиоды». Белый светодиод – на самом деле, своеобразный гибрид светодиода и люминисцентной лампы. Это монохроматический синий диод, покрытый слоем люминофора, который под действием синего излучения светодиода излучает цвет в широкой области спектра – от зеленого до красного. При смешении с собственным излучением светодиода получается свет, который человеческим глазом воспринимается как весьма близкий к обычному дневному свету, иногда с небольшим смещением в сторону холодных тонов. Существует еще один способ получения белого светодиода. Цветные светодиоды содержат в одном корпусе «вперемешку» красные, зеленые и синие кристаллы, что позволяет получить при смешении их излучения белый цвет и всю цветовую гамму.2.5. Электрические и оптические характеристики светодиодовСветодиод - низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2В до 4В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1 А. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5В для одного светодиода.Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения. Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача: величина светового потока на один ватт электрической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.Цветопередача находится в районе Ra>80.2.6. Светодиоды и постоянный токВсем светодиодам требуется постоя...
Другие файлы:
Методическая разработка по информатике
Аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера. Классификация системных и прикладных программ. Операционные системы. Работа с каталогам...
Как поставить спектакль
СОДЕРЖАНИЕ: От автора (3). I. Режиссер и пьеса (5). А. Режиссерский разбор пьесы (5). Б. Режиссерский замысел и постановочный план (18). II. Работа ре...
Синтаксис языка PHP
Ознакомление с языком программирование PHP. Операторы управления и передачи данных, конструкции разветвления и повторения. Создание функции в PHP. Раб...
Дневник практики по хирургии
25.07.2000 Работа в стационаре. Курация больных. Работа в рентген кабинете. Работа в операционной. Работа в процедурном кабинете. Участие в проведении...
