ЖУРНАЛ СТА 2/2011

электрического тока носит название электролюминесценции. Цвет свече ния светодиода определяется длиной волны излучения, которая зависит от химического состава материала актив ной области (связана обратной зависи мостью с шириной запрещённой зоны E g полупроводника) [8]. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, поэтому в определённых пределах можно считать излучение кристалла светодиода монохроматическим [8]. В корпусе светодиода может нахо диться один кристалл (однокристаль ные светодиоды) или несколько крис таллов (многокристальные светодио ды). Кристаллы могут соединяться последовательно в группы; эти группы либо имеют индивидуальные выводы для подключения, либо соединяются параллельно. Корпуса светодиодов могут иметь различную форму и быть изготовлен ными из различных материалов. Они могут иметь выводы или представлять собой конструкцию, предназначенную для поверхностного монтажа. Также существуют светодиоды, кор пуса которых представляют собой пе чатную плату на стеклотекстолитовой, алюминиевой или керамической осно ве. На такую плату монтируется один или несколько кристаллов. Плата име ет отверстия для монтажа, контактные площадки или разъёмы для электри ческого соединения. На плате могут быть смонтированы компоненты драй вера питания. Такие изделия можно назвать светодиодными модулями/ матрицами. Современные светодиоды можно ус ловно разделить на несколько основ ных групп по потребляемой мощности: индикаторные, сверхъяркие и мощ ные. Индикаторные светодиоды представ ляют собой компактные светодиоды. Они имеют относительно небольшую силу света (до 100 мкд). Рабочий диа пазон тока – около 20 мА. Обычно вы пускаются в стандартном корпусе с вы водами, диаметр основания – 3 или 5 мм. Линзовые колпачки индикатор ных светодиодов, как правило, окра шивают в цвет излучаемого света. Та кие светодиоды применяются чаще всего в оптических индикаторах. Сверхъяркие светодиоды (англ. High Brightness LEDs, или HB LEDs) обыч но собираются на полупроводниковых кристаллах малого и среднего размеров от 200 × 200 до 500 × 500 мкм. Они имеют достаточно высокие световые характе ристики (сила света до 10 кд, средний световой поток в белом цвете порядка 20–30 лм и более). Рабочий диапазон токов примерно составляет от 20 до 150–200 мА. Они могут быть выполне ны в стандартном корпусе с выводами (диаметр основания – 3, 5 или 10 мм) или в корпусе для поверхностного мон тажа (SMD светодиоды). Сверхъяркие светодиоды имеют широкий спектр применений: световая реклама, дорож ные светофоры и указатели, автомо бильная светотехника, экраны, мо бильные телефоны и т.д. Мощные светодиоды имеют самые большие размеры кристаллов и наи большие значения световой отдачи (более 50 лм/Вт для белого цвета). По требляемая мощность в номинальном режиме (ток 350 мА) составляет около 1 Вт. Допускается применение при то ках 500 и 700 мА, повышение рабочего тока позволяет увеличить световой по ток, при этом наблюдается уменьше ние световой отдачи. Мощные свето диоды выпускаются в корпусе для по верхностного монтажа (SMD корпу се). Основное применение светодио дов данного типа – различные виды освещения: архитектурное (рис. 1), аварийное и эвакуационное, общее. Физической основой работы свето диодов выступает явление электролю минесценции, то есть излучения веще ством оптического сигнала при прило жении внешнего напряжения и проте кании электрического тока. Первые открытия в области электролюминес ценции были сделаны в России и, как часто бывает, совершенно случайно [2]. В 1923 году российский физик Олег Владимирович Лосев обнаружил сла бое свечение кристаллов карборунда (современное название материала – карбид кремния) при пропускании че рез них электрического тока [2, 8]. Та ким образом был открыт эффект пря мого преобразования энергии электри ческого тока в энергию оптического излучения, то есть света. Необходимо отметить, что чуть меньше чем за 20 лет до О.В. Лосева, в 1907 году, американ ский инженер Г. Дж. Раунд также обна ружил аналогичное свечение кристал лов карборунда, но не предложил фи зического объяснения его причин. Однако мощность излучения и КПД созданного в начале ХХ века источни ка света были настолько малы, что он представлял лишь научный интерес, хотя Лосев уже тогда предположил воз можную область применения открыто го им эффекта. Практическая же реа лизация твердотельных светоизлучаю щих приборов, представляющая ком мерческий интерес, стала возможной лишь в 60–70 е годы ХХ века после об наружения эффективной люминесцен ции полупроводниковых соединений типа A III B V – фосфида и арсенида гал лия и их твёрдых растворов. На основе этих материалов были созданы первые светодиоды, и таким образом был зало жен фундамент нового направления науки и техники – оптоэлектроники. Существенный вклад в развитие дан ного направления внесли советские ОБ ЗОР / Т Е Х НОЛОГ ИИ 7 СТА 2/2011 www.cta.ru Рис. 1. Освещение церкви светильниками XLight на основе светодиодов Cree (г. Владимир) © СТА-ПРЕСС