Toshkent axborot texnologiyalari universiteti optik aloqa tizimlari fanidan

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI

LEDning ishlash printsipi elektroluminesans fenomeniga asoslanadi, bu erda yarimo'tkazgich materialidagi elektronlar va teshiklarning harakati natijasida yorug'lik chiqariladi. Bu erda LED qanday ishlashining soddalashtirilgan tushuntirishi:

P-N ulanishi: LED odatda galliy arsenid (GaAs), gallium fosfidi (GaP) yoki indiy galliy nitridi (InGaN) dan tashkil topgan yarimo'tkazgichli material bilan qurilgan. Ushbu material ikkita hududni yaratish uchun qo'llaniladi: ortiqcha musbat zaryad tashuvchilar (p-tip) va ortiqcha manfiy zaryad tashuvchilar (n-tip).

Elektron-teshik juftligini yaratish: p-n o'tish joyida kuchlanish qo'llanilganda (oldinga egilish), n-turi mintaqadagi elektronlar va p-tipli hududdagi teshiklar birikma tomon suriladi. Birlashmada n-tipli mintaqadagi elektronlar p-tipi mintaqadagi teshiklar bilan qayta birlashadi. Ushbu rekombinatsiya jarayoni energiyani fotonlar (yorug'lik) shaklida chiqaradi.

Foton emissiyasi: Chiqarilgan fotonlarning energiyasi yarimo'tkazgich materialining energiya tasmasi bo'shlig'iga mos keladi. Chiqarilgan yorug'likning o'ziga xos to'lqin uzunligi (rangi) yarimo'tkazgich materialining tarkibiga bog'liq. Misol uchun, InGaN dan tayyorlangan LEDlar ko'k, yashil yoki oq yorug'lik chiqaradi, GaAs dan tayyorlangan LEDlar esa infraqizil yoki qizil yorug'lik chiqaradi.

Yorug'lik chiqishi: Rekombinatsiya paytida chiqarilgan fotonlar yarimo'tkazgich materialidan chiqib ketadi, natijada ko'rinadigan yorug'lik chiqariladi. Yarimo'tkazgich materiali va uning tuzilishini o'z ichiga olgan LEDning dizayni, chiqarilgan yorug'likning yo'nalishi va intensivligini aniqlaydi.

Samaradorlik: LEDlar elektr energiyasini yorug'lik energiyasiga aylantirishda juda samarali, chunki elektroluminesans jarayoni ko'p issiqlik hosil qilmasdan bevosita yorug'lik hosil qiladi. Ushbu samaradorlik LEDlarni yorug'lik, displeylar, ko'rsatkichlar va boshqalarni o'z ichiga olgan turli xil ilovalar uchun tobora ommalashdi.

Umuman olganda, LEDning ishlashi yarimo'tkazgich materialidagi zaryad tashuvchilarning boshqariladigan harakatiga tayanadi, natijada yorug'lik chiqariladi.

Yorug'lik chiqaradigan diodlar (LED) an'anaviy yoritish texnologiyalariga nisbatan ko'plab afzalliklarga ega, ammo ular ham ba'zi cheklovlarga ega. Quyida LEDlarning afzalliklari va kamchiliklari keltirilgan:

Afzalliklari:

Energiya samaradorligi: LEDlar yuqori energiya tejamkor bo'lib, akkor yoki lyuminestsent chiroqlarga nisbatan elektr energiyasining yuqori foizini yorug'likka aylantiradi. Bu elektr energiyasi iste'moli va energiya to'lovlarining kamayishiga olib keladi.

Uzoq umr: LEDlar an'anaviy yoritish manbalariga nisbatan juda uzoq umrga ega. Ular o'n minglab soat davom etishi mumkin, bu tez-tez almashtirish va texnik xizmat ko'rsatishga bo'lgan ehtiyojni sezilarli darajada kamaytiradi.

Chidamlilik: LEDlar qattiq holatdagi qurilmalar bo'lib, ular mo'rt cho'g'lanma lampalar yoki lyuminestsent naychalarga nisbatan zarba, tebranish va atrof-muhit omillariga nisbatan mustahkamroq va chidamli bo'ladi. Ular tashqi va sanoat ilovalari uchun juda mos keladi.

Bir lahzali yoritish: LEDlar boshqa yoritish texnologiyalaridan farqli o'laroq, isitish vaqtisiz bir zumda yonadi. Bu ularni svetoforlar va avtomobil yoritgichlari kabi zudlik bilan yorug'lik chiqishi zarur bo'lgan ilovalar uchun ideal qiladi.

Dizayndagi moslashuvchanlik: LEDlar turli xil shakllar, o'lchamlar va ranglarda bo'lib, dizaynerlarga turli ilovalar uchun yoritish echimlarini yaratishda ko'proq moslashuvchanlikni taklif qiladi. Ular, shuningdek, yorug'lik darajasini dinamik nazorat qilish imkonini beruvchi osongina xiralashtirilishi mumkin.

Yo'nalishli yoritish: LEDlar ma'lum bir yo'nalishda yorug'lik chiqaradi, bu esa reflektorlar va diffuzerlarga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi. Ushbu yo'nalish xarakteristikasi ularni kontsentratsiyalangan yoritishni talab qiladigan ilovalar uchun, masalan, yoritgichlar va vazifalarni yoritish uchun samaraliroq qiladi.

Ekologik toza: LEDlar lyuminestsent lampalarda mavjud bo'lgan simob kabi xavfli moddalarni o'z ichiga olmaydi. Bundan tashqari, ularning energiya samaradorligi elektr energiyasi ishlab chiqarish bilan bog'liq issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytiradi.

Kamchiliklari:

Dastlabki xarajat: LEDlar odatda an'anaviy yoritish texnologiyalariga nisbatan yuqori narxga ega. Biroq, bu xarajat ko'pincha energiya tejash va uzoq muddatda uzoq umr ko'rish bilan qoplanadi.

Issiqlik sezgirligi: LEDlar akkor lampalarga qaraganda kamroq issiqlik hosil qilsa-da, haddan tashqari issiqlik hali ham ularning ishlashi va ishlash muddatiga ta'sir qilishi mumkin. Issiqlik moslamalari yoki termal boshqaruv tizimlari orqali issiqlikni to'g'ri boshqarish optimal ishlashni ta'minlash uchun juda muhimdir.