LED (šviesos diodai), taip pat žinomi labiau žinomu anglišku pavadinimu LED (šviesos diodo santrumpa), yra tikrieji elektronikos pasaulio herojai. Jie atlieka dešimtis skirtingų funkcijų ir dabar yra naudojami beveik kiekviename elektroniniame įrenginyje. Taigi, pavyzdžiui, jie rodo simbolius apšviestose plokštėse, perduoda informaciją iš nuotolinio valdymo pulto į signalo imtuvą, apšviečia namus arba informuoja apie esamą prietaiso būseną. Kartu surinkti žali, raudoni ir mėlyni šviesos diodai gali sudaryti vaizdą didžiuliame televizoriaus ekrane arba valdyti eismą prie šviesoforo.
Šviečia, bet nešildo
Iš esmės šviesos diodai yra tik miniatiūrinės lemputės, puikiai tinkančios bet kokiai elektros grandinei. Tačiau tuo pačiu metu jose nėra kaitrinės lempos, kuri yra privaloma įprastoms lempoms, todėl jos nelabai įkaista. Šviesos diodų skleidžiama šviesa atsiranda tik dėl elektronų judėjimo puslaidininkyje, todėl jų tarnavimo laikas yra toks pat kaip ir įprastų tranzistorių.
Lyginant sveikatos ištekliusLED ir kaitrinės lempos, tada LED turi tūkstančius valandų daugiau. Didelės raiškos LCD ekranus apšviečiančius vamzdelius pakeitė mažyčiai šviesos diodai, todėl jie tapo daug plonesni.
Iš kur atsirado ši keista šviesa?
Nesigilindami į fizinių procesų džiungles, pažiūrėkime, kas priverčia šviesos diodą švyti.
Šviesa yra energijos forma, kurią išskiria atomas, susidedantis iš daugybės mažų dalelių paketų, turinčių energiją ir impulsą, vadinamų fotonais. Jie susidaro, kai elektronai juda iš tolimos orbitos į artimesnę. Kuo didesnį atstumą nukeliauja elektronas, tuo didesnė jo skleidžiamo fotono energija, kuriai būdingas didesnis dažnis. Šis dažnis yra tiksliai atsakingas už šviesos bangos ilgį, kuris lemia spinduliuotės spalvą. Pavyzdžiui, standartinio silicio diodo atomai yra išdėstyti taip, kad elektronas krinta palyginti nedideliu atstumu. Dėl to fotonų dažnis yra toks mažas, kad žmogaus akiai jis nematomas – jis yra infraraudonojoje šviesos spektro dalyje. Žinoma, tai nebūtinai yra blogai: infraraudonųjų spindulių šviesos diodai ypač tinka nuotolinio valdymo pultams.
Raudonai šviečiantys šviesos diodai atveria žmonėms matomą šviesos spinduliuotės dalį ir jau gali, pavyzdžiui, paryškinti skaičius elektroniniuose laikrodžiuose. Priklausomai nuo šviesos dioduose naudojamų medžiagų, juos galima sukonfigūruoti taip, kad jie švytėtų infraraudonaisiais spinduliais,ultravioletiniai spinduliai ir visos tarp jų matomos spektro spalvos.
Du nuo krūtinės, identiškos nuo veido
Netrukus po raudono šviesos diodo sukūrimo atsirado kitų spalvų šviesos diodai. Beveik iš karto jie buvo pradėti derinti, dedant juos į vieną apvalkalą. Dviejų spalvų šviesos diodas – tai įrenginys su dviem laidais, kai viename korpuse lygiagrečiai sumontuoti du priešingos krypties skirtingos spalvos spinduliavimo diodai. Šiuo atveju spalva priklausys nuo į įrenginį tiekiamos įtampos poliškumo.
Raudonos ir žalios spalvos šviesos diodai plačiai naudojami kaip įrenginio parengties veikti indikatorius (raudona įjungta – išjungta, žalia – įjungta).
Pasaulyje nėra tobulumo arba keletas idealaus šviesos š altinio trūkumų
Akivaizdu, kad LED technologija vis dar netobula. Vienas trūkumas yra jų pažeidžiamumas aukštai temperatūrai. Per didelis srovės srautas ir dėl to LED grandinės perkaitimas sukelia nuolatinį perdegimą, dažnai vadinamą LED tirpimu. Be to, šviesos diodai, pagaminti iš pažangių puslaidininkinių medžiagų, dar visai neseniai buvo per brangūs, kad būtų naudojami kaip natūralus apšvietimas. Tačiau nuo 2000-ųjų, pradėjus masinę gamybą, šviesos diodų kaina kelis kartus sumažėjo ir tapo proporcinga įprastų lempų kainai, o atsižvelgiant į ilgą tarnavimo laiką, ryškią šviesą, ekologiškumą ir nuostabų energijos vartojimo efektyvumą, Šviesos diodai tapo ekonomiškesniu apšvietimo variantunamuose.
Didysis ir baisus raudonasis žibintas
Panagrinėkime išsamiau, kur naudojamas raudonas šviesos diodas. Jį pagrįstai galima laikyti „didžiuoju broliu“LED šeimoje, jau vien todėl, kad tai buvo pirmasis šviesos diodas, veikiantis matomos spinduliuotės spektre. Natūralu, kad jie anksčiau nei kiti pradėjo jį naudoti praktiniams poreikiams ir pirmiausia atkreipti dėmesį į įrangos gedimą. Sutikite, kai vietoj vienodo variklio burzgimo ritmingai mirksi raudonas šviesos diodas, išryškinantis vieną ar kitą piktogramą mėgstamo automobilio ar mylimos skalbimo mašinos skydelyje, tai bent jau sukelia lengvo nerimo jausmą. Taip, būtent perspėti apie tokias ekstremalias situacijas dažniausiai naudojamas šio tipo indikatorius.
Raudonosios paslaptis
Raudona spalva turi ilgiausią bangos ilgį ir yra mažiausiai jautri sklaidai, atitinkamai matoma iš tolimiausio atstumo. Todėl nenuostabu, kad mirksintis raudonas šviesos diodas plačiai naudojamas avarinėms ir pavojaus lemputėms. Be to, šios spalvos šviesos diodų elektros energijos suvartojimo lygis yra mažiausias iš visų kitų matomo spektro šviesos diodų, o tai užtikrina maksimalų naudojamo apšvietimo įrenginio veikimo laiką.
Raudonos LED lemputės dažniausiai naudojamos ten, kur reikia didelio intensyvumo šviesos, netrukdant kitiems žmonėms. Pavyzdžiui, jie mėgstami teatre, kine ir astronominiams žemėlapiams skaityti. Raudona šviesa nėraįtempia akis, prisideda prie geresnio vyzdžių išsiplėtimo ir leidžia puikiai matyti atspindinčius objektus.
Ir LED technologijos rado tinkamą pritaikymą sodininkams. Mėlyna šviesa skatina pradinį augalo augimą, o raudonų šviesos diodų naudojimas pagerina žydėjimą ir vaisių augimą. Čia šviesos diodai nekonkuruoja, nes, skleidžiantys didžiulį šviesos kiekį, jie neperkaista ir nesausina oro, skirtingai nuo kitų tipų lempų, kurios gali pakenkti būsimam derliui.
Kuo toliau, tuo „nuostabu“
Senų kaitrinių lempučių keitimas šviesos diodais yra tik ledkalnio viršūnė, LED istorija tik prasideda. Dėl naujų pokyčių LED sprendimai pasiekia naujus horizontus, kurie anksčiau jiems buvo nepasiekiami. Labiausiai tikėtina plėtros kryptis yra organiniai šviesos diodai arba OLED.
Šiems puslaidininkiams gaminti naudojamos organinės medžiagos yra lanksčios, todėl šiandien galima sukurti lanksčius šviesos š altinius ir net ekranus. Panašu, kad OLED technologija atvers kelią naujos kartos televizoriams ir išmaniesiems telefonams. Juk tikrai patogu televizorių nuimti nuo sienos, susukti į vamzdelį ir pasiimti su savimi, pavyzdžiui, į sodybą.
Sunku pasakyti, kur LED technologija dėsis ateityje, bet aišku viena – prie Edisono lemputės nebebus sugrįžta.
