Прежде чем ознакомиться с внутренним устройством и принципом работы светодиодного излучателя важно понять, что он собой представляет как электронный элемент. По своему устройству светодиод – это полупроводник с характерным для него электронно-дырочным переходом. Последний при протекании тока определенной величины начинает светиться тем или иным цветом.
Как работает светодиод?
Для ответа на этот вопрос потребуется небольшой экскурс в квантовую электронику. Согласно теории при подаче напряжения на полупроводниковый переход в нем происходят необратимые процессы. Они приводят к ускорению электронов, которые при достижении определенной скорости выбивают из полупроводников вторичные энергетические образования – кванты света (фото ниже).
В отличие от классических ламп накаливания и их люминесцентных аналогов, спектр светодиодного излучения очень узок. Кристалл излучающего элемента испускает вполне конкретную волну (что соответствует определенному цвету). Для его фиксации в светодиодах используется комбинация из тщательно подобранных полупроводников и люминофоров.
Разновидности светодиодов
Выделяется несколько признаков, по которым удается классифицировать известные образцы светодиодных изделий. Один из них – чисто конструктивные отличия, связанные с внутренним устройством конкретного прибора. Последние проявляются в специфике параметров и назначении каждой отдельной разновидности светодиодов.
Согласно этому признаку они делятся на следующие классы:
- DIP светодиоды.
- SMD полупроводники.
- Изделия, изготавливаемые по технологии COB (Chip-On-Board).
Для первого класса светоизлучающих кристаллов характерен цилиндрический корпус на основе эпоксидной смолы, имеющий два вывода с одной стороны. Ответная часть выполнена в виде закругленного цветного или прозрачного овала, являющегося линзой для формирования направленного светового пучка. Такой кристалл одновременно является катодом, выполненным в форме флажка и соединенным с анодом едва заметным проводником.
Обратите внимание: Различают модели с 2-мя или даже 3-мя кристаллами, отличающимися цветом излучения.
Они размещены в одном корпусе, имеющем от двух до четырех выводов. Иногда в основание светодиода встраивается микрочип, управляющий порядком подачи напряжения на каждый кристалл и задающий чистоту мигания. Эта разновидность электронных изделий относятся к категории слаботочных, применяемых для подсвечивания, индикации или в гирляндах.
SMD полупроводники предназначены для крепления на печатный монтаж, что в корне отличает их от предшествующих образцов (смотрите фото ниже).
Появление SMD технологий позволило расширить сферу применения осветительных элементов, автоматизировать процесс монтажа, а также уменьшить габариты изготавливаемых на их основе светильников. В изделиях этого типа с большим углом излучения линза может отсутствовать совсем, а сам светодиод приобретает форму параллелепипеда.
И, наконец – это изделия, изготавливаемые по технология COB (Chip-On-Board). относящейся к новейшим разработкам и способные в ближайшее время стать лидером в области искусственного освещения.
Отличительной чертой этих устройств считается способ их изготовления, при котором на алюминиевой подложке посредством не проводящего ток клея фиксируются до нескольких десятков бескорпусных кристаллов.
Затем согласно технологии COB полученную матрицу покрывают общим для всех элементов слоем люминофора (фото ниже).
В результате получают светодиодный источник с уникальными характеристиками, гарантирующими равномерное распределение света и исключающими наличие теней.