LEDs (светодиоди), известни също с по-познатото английско име LED (съкращение от светлинен диод), са истинските невъзпети герои в света на електрониката. Те изпълняват десетки различни функции и сега се използват в почти всяко електронно устройство. Така например те показват символи на осветени панели, предават информация от дистанционно управление към приемник на сигнал, осветяват къщи или ви информират за текущото състояние на уреда. Събрани заедно, зелени, червени и сини светодиоди могат да образуват изображение на огромен телевизионен екран или да контролират трафика на светофар.
Сияе, но не загрява
По принцип светодиодите са просто миниатюрни крушки, които се вписват перфектно във всяка електрическа верига. Но в същото време те нямат нажежаема жичка, която е задължителна за конвенционалните лампи, в резултат на което не се нагряват много. Светлината, излъчвана от светодиодите, се дължи само на движението на електроните в полупроводника, така че те имат същия живот като обикновен транзистор.
При сравняване на здравния ресурсLED лампи и лампи с нажежаема жичка, тогава LED има хиляди часове повече. Малките светодиоди замениха тръбите, които осветяват LCD екраните с висока разделителна способност, което ги прави много по-тънки.
Откъде дойде тази странна светлина?
Без да се ровим в джунглата на физическите процеси, нека видим какво кара светодиода да свети.
Светлината е форма на енергия, излъчвана от атом, състояща се от много малки пакети частици с енергия и импулс, наречени фотони. Те се получават, когато електроните се движат от далечна орбита към по-близка. Колкото по-голямо е разстоянието, изминато от електрона, толкова по-голяма е енергията на излъчвания от него фотон, който се характеризира с по-висока честота. Тази честота е точно отговорна за дължината на вълната на светлината, която определя цвета на излъчването. Например, атомите в стандартния силициев диод са подредени по такъв начин, че електрон пада на относително кратко разстояние. В резултат на това честотата на фотоните е толкова ниска, че е невидима за човешкото око – намира се в инфрачервената част на светлинния спектър. Разбира се, това не е непременно лошо нещо: инфрачервените светодиоди са идеални по-специално за дистанционни управления.
Светещите в червено светодиоди отварят участък от светлинно излъчване, видимо за хората и вече могат, например, да подчертават числа в електронните часовници. В зависимост от материалите, използвани в светодиодите, те могат да бъдат конфигурирани да светят в инфрачервени лъчи,ултравиолетов и всички цветове от спектъра, видими между тях.
Два от сандъка, идентични от лицето
Малко след развитието на червения светодиод се появиха светодиоди с други цветове. Почти веднага те започнаха да се комбинират, поставяйки ги в една обвивка. Двуцветен светодиод е устройство с два проводника, където в един корпус са монтирани паралелно два противоположно насочени диода с различно цветово излъчване. В този случай цветът ще зависи от полярността на напрежението, подавано към устройството.
Червено-зелените светодиоди се използват широко като индикатор за готовността на устройството за работа (червено включено - изключено, зелено - включено).
В света няма съвършенство или няколко недостатъка на идеалния източник на светлина
Очевидно, LED технологията все още е несъвършена. Един недостатък е тяхната уязвимост към високи температури. Твърде голям поток от ток и последващото прегряване на LED веригата причиняват постоянно изгаряне, често наричано топене на светодиода. Освен това светодиодите, базирани на модерни полупроводникови материали, доскоро бяха твърде скъпи, за да се използват като естествено осветление. Но от 2000-те години, с стартирането на масовото производство, цената на светодиодите падна няколко пъти и стана съизмерима с цената на конвенционалните лампи и предвид дългия живот, ярка светлина, екологичност и невероятна енергийна ефективност, използването на Светодиодите се превърнаха в по-икономичен вариант за осветлениеу дома.
Големият и ужасен червен фенер
Нека се спрем по-подробно на това къде се използва червеният светодиод. С право може да се счита за „големия брат“в семейството на светодиодите, дори само защото беше първият светодиод, работещ във видимия радиационен спектър. Естествено, те започнаха да го използват за практически нужди по-рано от другите и на първо място, за да привлекат вниманието в случай на неизправност на оборудването. Съгласете се, когато вместо равномерно тътен на двигателя, червен светодиод мига ритмично, подчертавайки една или друга икона на панела на любимата ви кола или любима пералня, тогава поне това предизвиква усещане за леко безпокойство. Да, този тип индикатор се използва най-често за предупреждение за такива извънредни ситуации.
Мистерията на червеното
Червеният цвят има най-дългата дължина на вълната и е най-малко податлив на разсейване, съответно се вижда от най-далечното разстояние. Ето защо не е изненадващо, че мигащият червен светодиод се използва широко за аварийни и алармени светлини. Освен това нивото на консумация на електроенергия на светодиодите от този цвят е най-малкото сред всички останали светодиоди във видимия спектър, което осигурява максимално време на работа на използваното осветително устройство.
Червените LED светлини обикновено се използват там, където има нужда от светлина с висок интензитет, като същевременно не пречат на другите хора. Например те са предпочитани в театъра, киното и за четене на астрономически карти. Червената светлина не енапряга очите, допринасяйки за по-доброто разширяване на зениците и ви позволява да виждате перфектно отразяващи обекти.
И LED-технологиите са намерили достойно приложение за градинарите. Синята светлина стимулира първоначалния растеж на растението, докато използването на червени светодиоди подобрява цъфтежа и залагането на плодовете. Тук светодиодите са извън конкуренцията, тъй като, излъчвайки огромно количество светлина, те не прегряват и не изсушават въздуха, за разлика от други видове лампи, които могат да навредят на бъдещите култури.
Колкото по-далеч, толкова по-„прекрасно“
Смяната на старите крушки с нажежаема жичка със светодиоди е само върхът на айсберга, историята на светодиодите тепърва започва. Благодарение на новите разработки, LED решенията достигат нови хоризонти, които преди са били недостъпни за тях. Най-вероятната посока на развитие са органичните светлинни диоди или OLED.
Органичните материали, използвани за направата на тези полупроводници, са ковки, което позволява да се създават гъвкави източници на светлина и дори дисплеи днес. Изглежда, че OLED технологията ще проправи пътя за следващото поколение телевизори и смартфони. В крайна сметка е наистина удобно да извадите телевизора си от стената, да го навиете в тръба и да го вземете със себе си, например, в селската къща.
Трудно е да се каже къде ще отиде LED технологията в бъдеще, но едно нещо е ясно - няма да има връщане към крушката на Едисон.
