LED 란 무엇입니까? 특성 및 유형에 대한 자세한 설명

LED는 집, 자동차, 전화기 등 어디에나 있습니다. 그들의 도움으로 가제트 화면의 밝은 조명이 제공되고 경제적 인 조명 소스가 생성됩니다. 이제 그들은 없어서는 안될 광원입니다. 주요 유형의 LED의 장치 및 기술적 특성을 고려하십시오.

LED 란 무엇입니까?

LED(English Light Emitting Diode 또는 LED)는 p 및 n 전도성 반도체 재료로 만든 인공 조명의 고체 상태 전기 소스입니다. 마스크를 통한 스퍼터링, 에칭, 에피택셜 증착 등의 여러 기술을 사용하여 pn 접합을 얻습니다.

p형 반도체 재료에서 전류 캐리어는 "정공" - 반도체 결정의 원자로, 특수 금속을 도핑하여 전자 부족이 생성됩니다. n-물질에서 캐리어는 결정의 과잉 전자입니다.

"구멍"은 거의 움직이지 않습니다. 그것은 전자의 전하와 같은 양전하를 띠고 있습니다. 한 원자의 외부 궤도에서 인접한 원자의 외부 궤도로 "점프"하는 전자는 "정공"을 반대 방향으로 이동합니다.

작동 원리 또는 LED에서 빛나는 것

특정 크기와 극성의 일정한 전압을 p-n 접합에 연결하면 "정공"-양의 "입자" 및 전자-음의 전하 운반체의 다가오는 흐름 형태로 접합에 전류가 발생합니다. 이러한 흐름이 pn 접합에서 만나면 재결합하거나 병합됩니다. 증가된 에너지를 가진 자유 전자는 "구멍"에 들어가고 사라집니다.

LED 구성표.

오른쪽은 자유 전자가 "풍부한" 결정의 n-반도체 부분이고, 왼쪽은 양의 "입자"- "구멍"이 있는 p-반도체 부분입니다.

에너지는 광양자 형태로 방출됩니다.. 그들은 방출됩니다. 크리스탈의 끝에서 방출됩니다. 양자의 플럭스가 반사판에 부딪힙니다. 광택 처리된 표면은 빛을 올바른 방향으로 반사합니다. 특별한 표면 구성은 필요한 광속 패턴을 형성합니다.

pn 접합에서 빛을 얻는 방식.

트랜지션에 전원을 공급하는 전압은 "+" - 다이오드의 애노드에, "-" - 캐소드에 적용됩니다.

설계

수직 단면의 LED 장치.

열 제거 기질은 라일락으로 묘사됩니다. 회색 사다리꼴은 알루미늄으로 만들어진 환형 구성의 빛을 반사하는 반사경-반사경의 단면입니다.파란색 중앙에는 양극 및 음극 단자에 납땜된 금 또는 은 와이어가 연결된 LED 칩 크리스탈이 있습니다.

LED의 종류

LED는 아주 "젊은" 장치입니다. 그들의 최종 분류는 아직 개발되지 않았습니다. 따라서 많은 유명 제조업체가 자체 세분화 시스템을 사용합니다.

그 중 하나에 따르면 LED는 목적에 따라 다음과 같이 그룹화됩니다.

1. 지시자.
2. 조명.

해당 그룹의 지표는 다음 유형으로 나뉩니다.

딥 다이오드

약어는 이중 인라인 패키지 또는 "이중 인라인 배치"에서 파생됩니다. 일반적으로 케이스는 실린더이지만 평행 육면체도 있습니다. 하단에는 본체의 주 대칭축에 평행한 와이어 축 리드가 있습니다. 음극의 출력은 양극보다 짧습니다.

PCB 위의 DIP LED를 보면 금속 구멍에 납땜이 되어 있습니다.

케이스의 직경과 상단의 렌즈에 따라 유형으로 나뉩니다. 직경은 2-3에서 20mm 이상입니다. 글로우 색상 - 흰색의 여러 음영.

2가지 색상으로 깜박이는 유형 중 하나는 3개의 출력이 있습니다.

밀짚 모자

문자 그대로의 번역은 밀짚모자 또는 브릴입니다. LED에 적용 – 몸은 둥근 꼭대기가 달린 모자와 같습니다.

밀짚모자(Straw Hat) 또는 밀짚모자(Straw Hat)라고 하는 DIP LED의 변형입니다.

길이가 다른 리드가 보이고 짧은 것이 음극입니다. 설치 높이 제한도 보입니다. 렌즈 아래에는 노란색 형광체가 있는 수정이 있습니다.

슈퍼 플럭스 피라냐

직접 번역 - 슈퍼플로우. 피라냐 - 러시아어 번역 - 피라냐. LED의 이름은 좁은 스트립 형태의 금속 리드의 특성 때문입니다. 인쇄 회로 기판의 구멍에 설치를 단순화하기 위해 스탬핑 중에 핀 끝에서 모서리가 잘렸습니다. 이것이 육식성 물고기의 날카로운 "이빨"이 밝혀진 방법입니다.

출력에는 "어깨"가 찍혀 있습니다. 즉, 보드 위의 케이스 높이를 설정하는 리미터입니다. 그래서 아래에서 공기 냉각을 위해 케이스를 열었습니다. 리드 상단에는 패시브 냉각용 크리스털을 배치했습니다.

2~3개의 칩을 케이스에 넣어 빛의 흐름을 높였습니다. 그리고 다이오드는 매우 밝은 그룹에 속했습니다.

투명한 케이스에 LED 유형 "피라냐".

렌즈로 "덮인" 수정과 설치 높이의 좁은 리드 셰이퍼를 볼 수 있습니다.

smd

Surface Mounted Device의 약자로 표면에 설치된 장치를 영어로 번역한 것입니다. 플라스틱이나 도자기로 만든 직사각형 케이스처럼 보입니다. 결론 - 패드 형태의 케이스 측면과 아래에서.

가장 자주 - 조명이지만 저전력에서는 지표가 될 수도 있습니다. mW(밀리와트)에서 W까지의 전력 광선은 백색광의 모든 색상 또는 음영입니다.

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OLED

실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소 등의 반도체 금속 기반 고체 LED 외에도 유기 화합물 필름에 LED 그룹이 있습니다. 그들은 유기 또는 OLED LED - 유기 발광 다이오드라고합니다.

또한 반도체 다이오드와 마찬가지로 빛을 방출하지만 단단한 구조가 아니라 박막을 방출합니다. 주요 응용 프로그램은 단색 디스플레이의 개발에서 발견됩니다. 컬러 OLED 필름의 기존 단점은 다른 글로우 색상의 필름에 대해 작동 시간이 다르다는 것입니다. 최소한 약 12-15,000시간입니다.

개선 후 이러한 LED는 휴대폰, 자동차 및 선박용 GPS 내비게이터, 야간 명소 및 야간 사냥 및 사격용 장치 등에 널리 사용될 것입니다.

비디오 리뷰: QLED, OLED 및 LCD(IPS) 비교.

필라멘트

2012-2013년필라멘트라고 불리는 특이한 LED가 나타났습니다. 실제로, 이들은 직경이 2-3이고 길이가 15-30mm인 긴 실린더 형태의 COB 매트릭스입니다. 28-30개의 파란색 결정이 몇 개의 빨간색 결정으로 산재되어 유리 또는 사파이어 실린더에 붙여집니다. 직렬 사슬로 연결되어 있으며, 사용성을 확인한 후 황색 형광체를 충전합니다.

필라멘트 모듈을 제조하는 이 기술을 Chip-On-Glass 또는 COG라고 합니다.

기성품 COG 매트릭스는 기존 백열 램프의 피팅에 배치되고 바닥에 설치되고 유리 또는 플라스틱 플라스크에 배치됩니다. LED를 냉각시키기 위해 플라스크는 헬륨으로 채워져 있습니다.

램프 전력 - 2-3 ~ 10-12 와트. 광속은 80-100lm/W의 기존 LED의 광효율에 해당합니다.

그 결과 LED 개조형 백열 램프가 탄생했습니다. 램프는 종종 LED 백열 램프로 잘못 언급됩니다.

개조라는 용어는 영어에서 왔습니다. 개조 - 현대화 또는 수정. 이들은 기존 치수의 하우징에 있는 새로운 광원입니다.

전구 "볼"의 필라멘트 LED 램프.

길쭉한 전구의 고출력 필라멘트 램프.

위의 수치는 전력 및 제조사가 다릅니다. 필라멘트 LED 램프. E27 베이스가 있는 유리 플라스크에서 필라멘트 COL 모듈은 필라멘트 피팅에 고정됩니다.

PCB 스타의 종류

이 유형의 LED에 대한 약어는 영어 문구 Printed Circuit Board에서 파생됩니다. 그의 번역은 인쇄 회로 기판입니다.

PCB 스타형 다이오드 보드.

PCB 스타형 다이오드 보드. 제조사는 미국 회사 CREE, XML 다이오드 모델입니다. 노란색 사각형은 전원 다이오드 COB 매트릭스입니다.

보드는 알루미늄과 같이 열을 잘 전도하는 금속으로 만들어집니다. 보드 구성은 6선 별입니다.COB LED 어레이는 스타 보드 중앙에 공장에서 장착됩니다. 보드는 강력한 작동 발광 장치가 생성하는 수동 열 분산을 향상시키기 위해 검은색으로 칠해져 있습니다.

강력한 PCB 별형 LED.

왼쪽에 6개의 "별" - 다른 전력과 백색광 음영의 다이오드. 아래쪽 2개는 노란색 형광체의 큰 원이 있는 더 강력한 요소입니다. 오른쪽에는 4조각의 기둥이 있습니다. – 인쇄 회로 기판의 패드 표면에 평면 장착용 다이오드.

스타 보드에 있는 강력한 평면 LED의 치수 도면.

스타 보드에 있는 강력한 평면 LED의 치수 도면. 구조의 높이는 6.6mm, 평면 리드가 있는 다이오드 본체의 직경은 8mm, 스타 보드의 크기는 22mm입니다.

LED COB 매트릭스

수십 개의 청색 반도체 결정을 인공 사파이어 또는 실리콘 결정으로 만들어진 열전도 기판에 유전체 접착제로 붙이고 도체로 직렬 병렬 그룹으로 연결하고 상단에 노란색 형광체를 채우면 LED 모듈이 됩니다. 그것 COB 매트릭스. 약어는 영어 구 Chip-On-Board에서 파생되었습니다. "판 위의 수정"으로 번역됩니다.

노란색 형광체로 채워진 LED 원형 COB 매트릭스. "림"을 따라 공급 및/또는 제어 회로를 연결하기 위한 갈색 접촉 패드가 있습니다.

COB 매트릭스는 기판 없이 패키지 없는 LED 칩 칩을 사용합니다. 숙소가 매우 빡빡합니다. 이 기술은 수백 개의 수정을 포함하여 고전력 LED의 상당 부분을 생산합니다. 때때로 히트 파이프를 사용하는 팬 냉각식 방열판을 사용하면 한 경우에 150-200W 이상의 전력을 얻을 수 있습니다.매트릭스는 방사 최대값에서 0.7 수준에서 100-150도의 산란 각도로 방향성 흐름을 제공합니다.

유형 분류

LED 유형은 다음과 같습니다.

• 단일 LED 단일 고전력 칩(COB-매트릭스)에서;
• 하나의 패키지에 있는 한 쌍의 LED - 빨간색과 노란색과 같은 두 가지 색상으로 번갈아 깜박이는 표시기 다이오드;
• 삼원색의 에미터의 삼중항 또는 삼중선 - 빨강, 녹색 및 파랑 또는 RGB: 빨강 - 빨강, 초록 - 초록, 파랑 ​​- 파랑.

PCB 표면 실장을 위한 SMD 패키지의 3칩 LED.

3 결정 LED에 동일한 발광 색상의 결정이 있으면 매우 밝은 LED가 있습니다. 다양한 색상의 수정 빛을 사용하여 RGB 트라이어드 또는 다색 제어 발광 장치를 얻습니다.

SMD는 표면 실장 장치인 영어 구 표면 실장 장치의 약어입니다. 인쇄 회로 기판에 전자 부품의 배치 및 납땜을 자동화하는 데 사용됩니다. 그리고 LED. 테이프, 자, 모듈 및 기존 인쇄 회로 기판에 사용됩니다.

주요 색상에는 YB 색상 쌍인 노란색, 노란색 및 파란색, 파란색도 포함됩니다. 혼합하면 흰색을 나타내는 다른 색상 조합이 있습니다.

강력한 COB LED

대형 모델은 케이스 모서리에 장착 구멍이 있습니다. 더 작은 모델은 인쇄 회로 기판에 납땜됩니다.

LED의 일반적인 특성 외에도 강력한 모델은 몇 가지 추가 매개변수를 추가합니다.

• 정격 전력, W;
• 칩 크기, mm;
• 수정 또는 매트릭스의 정격 작동 전류;
• 표준 L 70, L80 등과 관련된 서비스 수명

저전력 LED

전력 소비 측면에서 이들은 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 케이스의 LED는 보통이고 매우 밝습니다.
• 원통형 케이스의 DIP 다이오드 - 인쇄 회로 기판의 구멍에 장착용;
• 피라냐 형 케이스 - 구멍에 장착용.

다양한 패키지의 저전력 LED.

그림에서 LED는 위에서 아래로:

1. 원통형 DIP 패키지 - 보드 구멍에 납땜하기 위한 유연한 와이어 리드 포함.
2. 피라냐 유형의 경우 구멍을 통해 납땜하는 Superflux이기도 합니다.
3. 단면 및 양면 인쇄 회로 기판의 접촉 패드 또는 다층 기판의 "웰"에 장착하기 위한 평면 리드가 있는 경우.

LED의 특성

LED는 많은 매개변수로 설명됩니다. 그 중 가장 중요한 것은:

• 광도 및 에너지 효율 - Lm 및 Lm / W;
• 0.5 또는 0.7 수준에서 광속의 발산 각도 - 일반 모델의 경우 120도에서 140도, 표시기 모델의 경우 - 15도에서 45도;
• 작동 중 소비 전력, W - 소형 - 최대 0.5, 중형 - 0.5-3, 대형 - 3 이상;
• 다이오드를 통한 작동 전류, mA 또는 A;
• 백색광의 색 또는 음영 다채로운 온도, 켈빈도, K - 2000-2500K - 따뜻한 흰색 및 최대 6500-9500K - 차가운 흰색.

다른 특성이 있지만 덜 자주 사용됩니다. 예를 들어, LED의 전류-전압 특성, I-V 특성은 접합부를 통과하는 전류 대 여기에 적용된 작동 전압의 곡선입니다. LED 작동 모드의 전기 계산에 사용됩니다.

치수

LED의 치수는 하우징의 치수에 따라 결정됩니다.SMD 케이스의 경우 - 길이, 너비, 두께. 처음 두 값은 지정에 포함됩니다(예: SMD2835). 여기서 두 쌍의 숫자는 너비 2.8mm, 길이 3.5mm입니다. 케이스의 두께는 다이오드에 대한 설명이나 여권에서 가져와야 합니다.

치수 SMD3528 그리고 SMD2835. 오른쪽 하단에서 회색 모서리는 음극을 나타내는 키입니다.

원통형 DIP 다이오드의 경우 중요한 특성은 케이스 직경과 렌즈와의 높이입니다. 이 경우 와이어 리드의 길이와 설치 전에 벤딩에 대한 제조업체의 권장 사항을 고려해야 합니다.

파장

파장과 같은 LED의 특성은 매우 드물게 사용됩니다. 흔히 빛의 색이라고 합니다.

다이오드의 글로우 파장은 나노미터 - nm로 측정됩니다. 제품의 여권 데이터에 항상 표시되어 있는 것은 아닙니다.

명칭 및 색상 표시

각 제조업체에는 자체 LED 표시가 있습니다. 예를 들어 LED-LED-WW-SMD5050의 지정에서 알파벳 및 숫자 요소가 디코딩됩니다.

• LED - LED;
• WW - 발광 색상 따뜻한 흰색 - 따뜻한 흰색 2700-3500K;
• SMD - 표면 실장 패키지;
• 5050 - 밀리미터의 10분의 1 단위의 본체 치수 - 5.0 × 5.0.

백색광 음영에 대한 약어의 변형:

• DW - 데이 화이트 - 화이트 데이(4000-5000K);
• W - 흰색, 순백색(6000-8000K);
• CW 또는 WC - 차가운 흰색 - 차가운 흰색(8000-10 000K);
• WSC - White Super Cool - 매우 차가운 흰색, 색온도 15,000K, 특징적인 푸르스름한 색조;
• NW - 뉴트럴 화이트 - 뉴트럴 화이트 - 5000K

LED 및 색상에 대한 다른 지정이 있으며 시스템이 아직 완전히 표준화되지 않았으므로 제조업체는 백색광 음영에 대해 다른 숫자 값과 이름을 사용합니다.

다이어그램의 그래픽 및 알파벳 이미지

LED의 플러스라고도 알려진 양극은 전기 회로에서 삼각형으로 표시됩니다. 음극(빼기) - 가로 대시.

AL307 LED의 모양과 도면 및 다이어그램에서의 명칭.

일반적으로 사용되는 약어는 라틴어 약어 HL입니다.

LED 전압 테이블

LED가 작동 중에 설계 및 제조 기술에 지정된 모든 특성을 제공하려면 계산된 전원 공급 장치가 제공되어야 합니다. 예를 들어 양극과 음극에 전압을 인가하면 p-n 접합의 직류 전압보다 약간 더 높습니다. 초과 전압은 직렬로 "급냉"되어야 합니다. 포함된 저항기. 저항을 전류 제한 저항이라고 합니다. p-n 접합을 통한 과전류를 방지하는 역할을 합니다.

LED에는 양극과 음극의 두 개의 접촉 리드가 있으며 음극은 양극보다 짧습니다. 길이가 같으면 정의하다 손가락 배터리로 사용할 수 있습니다. 빛이 있다면 당신 앞에 양극이 있는 것입니다.

테이블. 컬러 LED의 pn 접합의 순방향 전압.

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LED의 응용

LED의 범위는 지속적으로 확장되고 있습니다. 처음에는 전자 장비를 켜거나 작동하기 위한 회로의 표시등으로 사용되었습니다.예를 들어, 송신기 켜기, 전력 증가 또는 감소로 전환 등 예를 들어 호출 신호가 나타나거나 주의를 끌 때 자동 활성화를 수정할 수 있습니다. 깜박임 또는 단색 LED(빨간색, 노란색, 녹색, 파란색)가 사용되었습니다.

소형 초고휘도 DIP LED는 직렬 병렬 체인으로 연결되어 220V 네트워크에서 직접 공급되었습니다. 이러한 직렬 다이오드 그룹을 투명한 유연한 PVC 튜브에 넣고 투명 실런트로 채우면 "유연한 네온"-빛나는" 지혈대. 수영장 측면, 경로 연석을 따라 놓을 수 있으며 집 지붕이나 정원의 나무를 장식 할 수 있습니다.

플렉서블 네온을 사용.

표면 실장을 위한 유연한 다층 기판 및 SMD 패키지의 출현으로 인해 유연한 LED 스트립.

처음에는 장식용 실내 장식 수단이었습니다. SMD 다이오드의 전력이 증가하고 기판에 배치되는 밀도가 높아짐에 따라 LED 스트립을 먼저 보조 조명에 사용한 다음 주 조명에 사용할 수 있게 되었습니다. 테이프의 먼지 및 습기 보호 정도가 높아짐에 따라 장식용 조명과 거리 조건의 주요 조명에 사용되었습니다.

동시에 촛대, 샹들리에, 탁상등 등 램프의 백열등을 대체하기 위해 LED 램프가 개발되고 있었습니다. 모양, 전구 크기 및 공급 전압 면에서 백열등과 형광등의 완전한 유사품인 개조형 램프가 등장했습니다. 백열등을 LED로 점진적으로 교체하기 시작했습니다. 동시에 LN 생산이 처음에는 100W 이상, 그 다음에는 75, 60 등으로 중단되었습니다.

특히 Emitter 또는 PCB Star 패키지에서 강력한 단일 LED의 개발은 배터리가 내장된 손전등의 출현에 기여했습니다. 1회 충전 후 글로우의 밝기와 지속 시간은 이전 모델보다 몇 배 더 높았습니다.

전자적 수단에 의한 LED의 우수한 제어성 - 컨트롤러 및 조광기 - 조광기, 국가의 모든 지역에서 도시와 마을의 거리와 광장의 조명 동적 조명에 강력한 스포트라이트를 사용할 수 있습니다.

건물의 장식 조명에 적용.

LED 스트립 유형 RGB, RGBW 및 RGBWW 백색광의 강력한 흐름을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 황색을 띤 따뜻한 색에서 푸르스름한 색과 푸른색의 차가운 색까지 넓은 범위에서 흰색 색조를 변경할 수 있습니다.

새로운 광원의 제어 가능성으로 인해 조명 광고("크리핑 라인", 조명 디스플레이, 정보 화면 등)에 널리 사용할 수 있습니다. 평면 및 3차원 글자와 그림, 브랜드 이름, 상표 이미지 등 정면 광고와 옥상에 밝은 색상과 흰색 광원을 사용하십시오.

그리고 이러한 모든 설계는 기존 램프의 설계보다 훨씬 오래 작동하므로 유지 관리가 거의 필요 없고 몇 배나 적은 전력을 소비합니다. LED 및 조명 장비의 기술적 특성은 지속적으로 성장하고 있습니다. LED의 비용은 감소하고 애플리케이션은 확장되고 있습니다.