Какие бывают светодиоды и их разновидности. Основные типы светодиодов и их характеристики

Какие бывают светодиоды и их разновидности. Основные типы светодиодов и их характеристики

Светодиодом (светоизлучающим диодом, СД, СИД) называют полупроводниковый прибор, который при пропускании через него электрического тока создает оптическое излучение. Простыми словами, это свет, который обычно лежит в узком диапазоне спектра. Он имеет определенный цвет, который определяет химический состав используемых полупроводников. Рассмотрим подробнее виды светодиодов, их характеристики и внешний вид.

Какие виды светодиодов существуют

По основной классификации выделяют следующие типы светодиодов:

• Индикаторные светодиоды: DIP-светодиоды, Super Flux Piranha («Пиранья») , Straw Hat, SMD-светодиоды. Это маломощные (около 0,2 В) кристаллы с невысокой яркостью. Их назначение – цветовая индикация, дополнительно их используют для подсветки приборных панелей, дисплеев и прочих приборов.
• Осветительные светодиоды: SMD-светодиоды , COB-светодиоды, Filament LED. Эти диоды используют непосредственно для освещения, внутреннего и наружного. Их можно встретить в фонарях, светодиодных лентах, автомобильных фарах и пр. Их отличие от индикаторных – более высокая мощность, достигающая десятков ватт.

Устройство и характеристики светодиодов

Сам светодиод представляет собой кристалл с простым устройством. В структуре элемента выделяют несколько составляющих:

• линза ;
• силиконовый слой;
• полупроводниковый кристалл;
• металлическая основа (из меди или алюминия);
• анод (+) и катод (-);
• защитный корпус.

В качестве полупроводника могут применяться разные неорганические материалы: арсенид галлия, селенид цинка, нитрид бора, карбид кремния и пр. Для каждого цвета используется определенный материал.

Для получения белого свечения необходимо сочетание 3 основных цветов (кристаллы должны гореть на полную мощность): красного, синего и зеленого, – или люминофор. Последним покрывают сам кристалл, в результате чего он дает белое свечение. Сочетанием трех цветов (красный – Red, зелёный – Green, синий – Blue) можно получить любой цвет – для этого меняют яркость свечения каждого кристалла в отдельности. По такому принципу работают RGB-светодиоды .

Основные характеристики светодиодов:

• Сила тока на кристалле. От нее зависит стабильность работы светодиодной ламы. При сильных скачках тока диод может перегореть. Чтобы это предотвратить, мощные светодиоды дополняют драйверами . Обычно каждый кристалл в диоде рассчитан на 0,02 А. Соответственно, светодиод с одним кристаллом работает с током 0,02 А, с 2 – 0,04 А и т. д.
• Напряжение. Важное значение имеет падение напряжения – его указывают на упаковке. Это значение соответствует величине напряжения на выходе после прохождения тока по LED-элементу. Напряжение зависит от типа диодов: у синих, фиолетовых, зеленых и белых – 2,2-4 В, у желтых, оранжевых и красных – 1,6-2,2 В, ультрафиолетовых – 3,1-4,4 В.
• Сопротивление. Меняется в зависимости от величины напряжения – чем оно выше, тем ниже сопротивление.
• Светоотдача и угол свечения. Величина светового потока определяется типом кристалла. Например, кристалл 5 мм имеет светоотдачу 5 Лм. Угол рассеивания светового потока составляет 20-120°.
• Цветовая температура. Определяет цвет свечения светодиодов, варьируется в пределах 1800-7500 К.
• Размер кристалла. Измеряется в Мил (mil), 1 mil = 0,0254 мм. Диоды, рассчитанные на 1-2 В, имеют размеры 30 или 45 Мил, более мощные (10-100 В) – 24х24, 24х44, 44х44 Мил.

Как определить полярность светодиодов

Полярность светодиода определяют по виду корпуса. Обычно катод и анод маркируются соответственно знаками «+» и «-».

Еще катод можно определить по специальному скосу на одном из углов корпуса.

У цилиндрических светодиодов внутри корпуса легко просматриваются электроды разной площади: катод (-) по размерам больше анода (+). Еще разница часто проявляется в длине выводов: анод (+) более длинный, чем катод (-).

В любом случае для определения полярности всегда можно воспользоваться мультиметром, переключив его в специальный режим «Тест диода». С его помощью также можно проверить светодиодную ленту на работоспособность .

Рассказать друзьям!

Виды светодиодов в лампах. Какие бывают светодиоды

Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

Обратите внимание! Сравнивая лампы на SMD и COB светодиодах можно отметить, что первые поддаются ремонту путем замены вышедшего из строя светодиода. Если не работает лампа на COB светодиодах, придется менять всю плату с диодами.

Индикаторные светодиоды. Характеристики светодиодов, определение тока и напряжение

Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.

Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания

Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни

Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

Обратите внимание! Сравнивая лампы на SMD и COB светодиодах можно отметить, что первые поддаются ремонту путем замены вышедшего из строя светодиода. Если не работает лампа на COB светодиодах, придется менять всю плату с диодами.

Определение тока

Для осуществления этого есть несколько методов. Рассмотрим наиболее простой из них. Чтобы определить номинальный ток светодиода, потребуется наличие тестера, называемого мультиметром. Такой метод также применяется для обычных диодов.

Осветительные светодиоды. Виды и основные параметры светодиодов

На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер. В продаже имеется большое количество типов светодиодов, которые различаются между собой функциональным назначением, конструкцией, мощностью, цветом свечения и другими свойствами.

По назначению светодиоды разделяют на два вида – индикаторные и осветительные.

Индикаторные:

• светодиоды SMD;
• сверхъяркие Super Flux “Piranha”;
• DIP светодиоды (Direct In-line Package);
• Straw Hat («соломенная шляпа»).

Осветительные:

• COB (Chip On Board) светодиоды;
• SMD LED;
• филаментные (Filament LED).

Индикаторные

Индикаторные светодиоды отличаются малой мощностью и умеренной яркостью свечения. Используются для цветовой индикации режимов работы различных приборов и оборудования, а также для подсветки дисплеев и приборных щитов. Разновидности индикаторных светодиодов:

• DIP-светодиоды. Кристалл-излучатель находится в выводном корпусе, который чаще всего представляет собой выпуклую линзу. Минус – малый угол рассеивания излучения.
• «Пиранья» – излучатель сверхвысокой яркости с четырьмя выводами, обеспечивающими его удобное крепление на плате. Востребован для подсветки приборов в автомобилях и в рекламных вывесках.
• «Соломенная шляпа». Цилиндрический двухвыводный прибор со значительным углом рассеивания излучения и увеличенным диаметром линзы. Применяется в декоративных конструкциях и светосигналах тревоги.
• SMD-светодиоды. Приборы сверхвысокой яркости располагаются в корпусах, рассчитанных на SMT-монтаж. В их маркировке указываются размеры в дюймах (их сотых долях) или в мм. На базе SMD-светодиодов изготавливаются светодиодные ленты.

Осветительные

Осветительные светодиоды встречаются в конструкции фонарей, фар, лент. Отличаются мощностью и яркостью свечения. Большинство осветительных приборов размещают в корпусах для SMT-монтажа. Изготавливаются в двух разновидностях белого цвета:

• cool white – холодный;
• warm white – теплый.

Осветительный SMD-светодиод представляет собой теплоотводящую подложку, на которой смонтирован излучающий кристалл, обработанный люминофорным составом.

Какие светодиоды лучше. Какие светодиоды выбрать? Сравнение моделей

Какие светодиоды лучше использовать для освещения, а какие для тюнинга? Какие проще подключать, а какие светят ярче? Эти и другие вопросы… Просмотров: 31071

Ассортимент светодиодной продукции приятно удивляет своей широтой и в наше время способен решить любую задачу в сфере освещения. Главное в этом вопросе – правильно подойти к выбору типа светодиодов, поскольку различные модели существенно отличаются друг от друга по характеристикам.
Чуть ниже мы расскажем о классификации светодиодов, для каких целей они используются, и какие особенности следует о них знать. Эта информация поможет вам определиться с подбором светодиодов. Если же главной характеристикой для вас является яркость свечения, рекомендуем обратить внимание на график в конце статьи, там марки светодиодов распределены исходя из этого показателя.
1) Обычные DIP светодиоды
Это самая распространённая и одна из наиболее старых технологий. Светодиод представляет собой 2 металлические ножки, прозрачный пластиковый корпус с небольшой линзой внутри. Светодиоды такого типа очень просты в монтаже и эксплуатации, практически не излучают тепла, имеют удобную форму, малое энергопотребление и высокую степень защиты от окружающих воздействий. Чаще всего бывают диаметром 3мм и 5мм.
Где используются: Подсветка дверных ручек авто, приборной панели, вело тюнинг, моддинг компьютеров, самодельные фонарики и во множестве других областей.
2) SMD светодиоды
Аббревиатура SMD (surfacemounteddevice) переводится, как «прибор, монтируемый на поверхность». Другими словами эти светодиоды, в отличие от описанных ранее, являются плоскими и не имеют ножек. Подача тока осуществляется на клеммы, находящиеся с обратной стороны светодиода. Благодаря этой конструктивной особенности, SMD светодиоды при установке не нуждаются в сверлении отверстий, занимают меньше места, лучше отводят тепло и имеют ряд других положительных качеств.
Где используются: Практически везде (включая автотюнинг и интерьерное освещение) т.к. обладают высокими показателями яркости, светоотдачи и в то же время имеют малые габариты, благодаря чему могут быть установлены в тех местах, куда обычные светодиоды разместить невозможно.
3) COB-технология (Мощные светодиоды)
Аббревиатура COB расшифровывается, как Chip-On-Board — чип на плате. Эта технология предполагает размещение световых кристаллов на теплоотводящей поверхности, благодаря чему тепло рассеивается максимально быстро. Такие светодиоды являются высокомощными (1-3 Ватт) и особенно яркими.
Где используются: Светодиоды данного типа идеальны в тюнниге, поскольку только они могут дать необходимое для головной оптики ослепительно-яркое точечное свечение. В передних, задних фарах, поворотниках и других приборах данные светодиоды сморятся безупречно.
Процесс подключения таких светодиодов несколько отличается от других моделей. Он подробно описан в статье «Подключение мощных светодиодов».
4) Прожекторные светодиоды.
Самые мощные и самые яркие светодиоды. Их мощность колеблется в диапазоне 10-100 Ватт и позволяет осветить от небольшой комнаты до просторного зала. Изредка такие светодиоды могут быть использованы в тюнинге в качестве альтернативы ксенону. Часто применяются для изготовления самодельных прожекторов.
Такие светодиоды требуют ещё более внимательного подключения, в том числе установки небольшого радиатора с обратной стороны. Подключаются по тому же принципу, как и COB светодиоды.
5) РГБ светодиоды
Данный класс светодиодов отличается возможностью управления цветом свечения. Другими словами, в зависимости от того, на какую ножку подан ток и какие его характеристики, вы можете получить красный, зелёный, синий или любые другие цвета.
6) Светодиодная лента
Крайне популярный элемент освещения. Причина популярности кроется в том, что данная лента удобна в эксплуатации. Её можно резать обычными ножницами. Притом, вне зависимости от того, какую длину ленты вы используете 5см или 500см она будет работать от одного и того же напряжения (чаще всего 12 Вольт). Другими словами, данная технология избавляет от необходимости пользоваться драйверами, рассчитывать сопротивление и т.д.
Благодаря высокой яркости и энергоэффективности светодиодная лента незаменима в ряде областей, таких как подсветка потолка и подсветка днища.
Однако данный источник света уступает светодиодам в тех областях, где необходим индивидуальный дизайн (например, сделать красивую доработку фар светодиодами).
Другими словами, светодиодная лента – это удобный линейный источник света. В тех областях, где требуется не линейное освещение, лента чаще всего неприменима.

Классификация светодиодов по яркости свечения.