Под светодиодным элементом подразумевают полупроводник, оснащенный переходом электронно-дырочного типа, способным создавать оптическое излучение небольшого спектра при пропуске прямого электрического заряда. Этот эффект именуется электролюминесценцией, и именно благодаря ему светодиодные излучатели получили столь широкое применение.
Сферы применения светодиодов в повседневной жизни
Сегодня светодиоды используются повсеместно. Различные осветительные приборы, подсветка предметов интерьера, освещение магазинов, а также жилых и промышленных помещений – перечень этот можно продолжать бесконечно. Такая популярность обусловлена рядом преимуществ, начиная с длительного срока эксплуатации и надежности и заканчивая безопасностью, ведь LED не содержит ртути, а значит, не требует особых условий для утилизации. Кроме того, эксплуатация таких осветительных приборов позволяет экономить электричество, и нередко выгода составляет около 50 процентов.
Общие принципы работы устройств
Среди главных особенностей светодиодных элементов – способность излучать волны определенной длины и цвета, напрямую зависящих от того, какую формулу имеет лежащий в их основе кристалл. Основа LED-компонента выделяет минимум тепла, поэтому абсолютное большинство устройств, работающих на кристаллах полупроводникового типа, не требует дополнительного охлаждающего оборудования. Пожалуй, именно эти принципы, включая высокую экологичность и безопасность в применении, являются обобщающими для всех светодиодов, вне зависимости от их типов и особенностей. В остальном принцип работы может отличаться, так как существует несколько стандартов для LED, имеющих свои преимущества и недостатки.
Особенности разных видов светодиодов
Используемые сегодня светодиоды имеют ряд отличительных характеристик, поэтому их можно классифицировать сразу по нескольким признакам.
DIP
Одним из первых светодиодов стал стандарт DIP, расшифровывающийся, как Direct In-Line Package, который был создан и получил свое широкое применение еще в XX веке. Конструкция этого элемента представляет собой миниатюрную стеклянную или пластиковую беспигментную колбу, выполняющую функцию своеобразной линзы, способной фокусировать и направлять свет в конкретном направлении.
В этом случае кристалл размещается непосредственно на катоде, тогда как с анодом его соединяет соответствующий провод. И катод, и анод выпирают из-под колбы, в результате чего образуется некое подобие ножек, которые припаиваются к ленте, после чего все свободное пространство изолируется от внешней среды с помощью специального герметика. За частоту и интенсивность мерцания, уровень яркости и порядок/силу подачи тока на проводящий кристалл отвечает микрочип, которым в некоторых конструкциях можно управлять.
К неоспоримым плюсам DIP-стандарта можно отнести высокую яркость, долговечность работы даже при эксплуатации в условиях внешней среды, а также небольшое энергопотребление.
SMD
Главным конкурентом для DIP является стандарт SMD, который получил ряд существенных отличий. Среди них – особенности крепления кристалла, который в случае с SMD размещается на теплоотводящей подложке с вмонтированными в нее же контактами. Соединение с анодом выполняется анодным проводом, как и у DIP. То же самое можно сказать и об управляющем микрочипе, который здесь также имеется.
А вот линза получила овальную форму, хотя сегодня довольно широко применяется другая технология, которая вообще не предполагает использования защитных корпусов. То есть герметический состав для обеспечения изоляции наносится прямо поверх кристаллов, что чревато определенными ограничениями по уровню яркости. Так, обозначенный показатель редко когда превышает 8 тысяч кандел на квадратный метр. Однако миниатюрный размер LED-элементов позволяет использовать их для оснащения как домашних, так и уличных интерьерных экранов и панелей.
COB
Этот стандарт, расшифровывающийся, как Chip-On-Board, появился относительно недавно, но уже успел занять лидирующие позиции на рынке благодаря особенностям своей конструкции и направленности света. Главная отличительная характеристика таких LED заключается в том, что к подложке крепится большое количество кристаллов, надежная фиксация которых обеспечивается за счет специального диэлектрического состава.
Такой подход позволяет создавать равномерный источник света без теневых помех, которые наблюдаются в других конструкциях. В качестве наглядного примера можно привести такую популярную продукцию, как филаментные лампочки, рассчитанные на 220 вольт, в основе которых лежит стержень из стекла, полностью покрытый светодиодами и защитным люминофором.
Проводя сравнительную характеристику среди всех перечисленных стандартов, стоит отметить, что все они имеют приблизительно одинаковый срок службы, рассчитанный в своем максимуме на 150 тысяч часов. Однако при сопоставлении SMD и DIP становится очевидно, что первый явно проигрывает последнему по уровню яркости. В то же время оба они уступают COB, давая рассеивающий свет, тогда как этот стандарт по праву считается лучшим решением в коммерческом сегменте осветительных приборов направленного типа.
