Принцип работы светодиодной лампы

Полупроводниковая электроника сейчас используется везде, почти во всех сферах человеческой деятельности. Электропроводность полупроводников занимает серединное место между проводниками и изоляторами, что открывает широкие возможности для их применения. Первые транзисторные радиоприемники были изготовлены с использованием полупроводников. Полупроводники используются в микропроцессорах, различных усилителях, переключателях и так далее. Так же они лежат в основе работы светодиодов, которые в последнее время зачастую заменяют обычные лампы накаливания: светодиоды более надежны, долговечны и даже безопасны.

Как работает светодиодная лампа

Light emitting diode (LED) – «светоизлучающий диод», давно и широко применяется в бытовой технике, электронной аппаратуре. С развитием технологии светодиоды стали использоваться еще шире. Изначально светодиоды применялись в приборных панелях автомобилей, различных табло и рекламных экранах, световых индикаторах (индикаторные светодиоды). Сейчас они пригодны и для освещения (осветительные светодиоды).

Светоизлучающий диод – это диод полупроводникового типа, в котором используется принцип p-n-перехода. Полупроводник n-типа имеет избыток электронов (отрицательный заряд), p-тип – избыток дырок (положительный заряд). При их соединении и приложении электрического поля к диоду электроны и дырки стремятся к p-n-переходу, выделяется энергия в виде фотонов, то есть свет. Во всех диодах излучается фотон, но иногда видимого излучения не происходит, тогда эта энергия генерируется в тепло, иногда достаточное для нагрева полупроводника. Поэтому температуру p-n-перехода ограничивают с помощью теплоотводов.

В светодиоде ток преобразуется в свет с небольшой потерей на нагревание (за счет того же теплоотвода), поэтому они более экономичны, чем, например, лампы накаливания, и более надежны при использовании приборов, где нельзя допускать нагревание. Цвет, излучаемый светодиодом, зависит от материалов, из которых состоят полупроводниковые p-n-переходы. Современные полупроводниковые кристаллы могут содержать огромное количество p-n-переходов. Интенсивность излучения зависит от тока: чем он больше, тем ярче светит светодиод.

Из-за принципов работы светодиодные лампы по всем параметрам превосходят другие источники света, поэтому вполне вероятно, что в ближайшее время они полностью вытеснят с рынка своих конкурентов. Сдерживающим фактором пока остается сравнительно высокая стоимость светодиодов, но специалисты считают, что она будет постепенно снижаться. Кроме того, затраты на приобретение светодиодных источников света с лихвой компенсирует энергоэффективность новых приборов, особенно в узких сферах применения. Например, в освещении промышленных холодильников лампы накаливания сильно греются, люминесцентные дают мало света, а светодиодны лампы как работали, так и работают.