Конструкція і принцип дії світлодіодних ламп

Напівпровідники як відомо з недавніх пір використовується майже у всіх галузях господарства. Електроніка є одним з основних складових його використання, ними є комп'ютери. Тепер напівпровідники почали займати свої позиції і в електротехніці, знаходячи своє застосування у виробництві освітлювальних приладів, зокрема світлодіодних ламп. При виробництві світлодіодних джерел освітлення активно використовуються напівпровідники, складаючи основну конкуренцію звичайним освітлювальних приладів, так як основна їх перевага в довговічності, ефективності, безпеки та надійності.

Світлодіод LED (Light еmitting diode), який вже отримав широке поширення, є основою роботи цих ламп. Світлодіоди, є діодами напівпровідникового типу, що працюють за принципом використання p-n переходу. Напівпровідники типу «n» як відомо має негативний заряд, і означає, що він має надлишок електронів, у свою чергу напівпровідники типу "p", мають занадто велику кількість дірок, що призводить до позитивного заряду. При з'єднанні "р" і "n" типів напівпровідників і підключення до них електричного заряду, починається рух електронів і відповідно отворів один до одного. Таким чином при p-n переході відбувається виділення енергії. Параметри переходу підбираються таким чином, щоб максимальна частина енергії виділялася у вигляді фотонів видимого світла.

Закони фізики кажуть, що будь-яке перетворення енергії не відбувається без втрат, і в даному випадку теж. У деяких випадках народжується довгохвильовій фотон, який зараз же поглинається з виділенням тепла, тому напівпровідник має незначний нагрів. Обмеження переходу типу p-n якраз і є регулятором його нагрівання.

Але ця температура нагріву дуже мала в порівнянні з тим, яка кількість тепла при роботі виділяє всім нам звична лампа розжарювання, працюючи за рахунок вольфрамової нитки розжарювання. Самі елементарні показники допомогли нам прорахувати, що приблизно 85-95% надходить електричної енергії витрачаються на тепловиділення і лише 5-15% йде за призначенням будучи ККД такої лампи.

При роботі світлодіода струм перетворюється в світло, обминаючи стадію нагріву, ну всього лише близько 20% енергії йде на нагрівання, решта 80% - це виділення світла. З цього видно, що економічність світлодіодної лампи значно перевершує звичайні як мінімум в 10-15 разів, і їх можна використовувати в місцях, де нагрівання приміщення неприпустимо (газохранилица, автозаправки).

Цвет светодиодного свечения полностью зависит от материала, из которого состоит излучающий переход p-n. Интенсивность излучения напрямую зависит от силы тока. Светодиодная лампа во много раз превосходит своих «горячих» собратьев по всем параметрам. Единственное, что они немного дороже, но тут уже стоит подумать, использовать для освещения в доме девять 11-ти ваттных светодиодных ламп составляющих в общем одну стоваттную обычную лампочку. Если сравнивать по долговечности, то она в 100 и более раз выше у светодиодной лампы. Выгоды очевидны.

Тепер перейдемо безпосередньо до самої конструкції світлодіодної лампи.