Виды светодиодов
Классификация светодиодов на различные виды и подвиды сейчас достаточно условна. Это обусловлено бурным ростом оптоэлектроники в последние десятилетия. Новые изделия появляются быстрее, чем успевает сформироваться та или иная классификационная схема. Производители распределяют типы излучающих диодов на группы с общими признаками в соответствии с собственными соображениями правильности и целесообразности. При этом зачастую диоды с одинаковыми параметрами у разных производителей могут попадать в совершенно разные группы. Классификационные признаки же могут быть различными: цвет излучения, мощность светодиода, из чего состоит светодиод, его назначение и прочие…
Какие признаки можно считать основными, а какие второстепенными? Однозначного ответа на этот вопрос – нет. Попробуем кратко осветить все многообразие твердотельных источников света, опираясь на такие параметры как цвет излучения и мощность.
Цвет
Светодиоды различаются по длине волны излучаемого света. Различные цвета (излучение различных длин волн) получаются при использовании разных полупроводниковых материалов в основе светодиодов. На сегодняшний день возможно изготовление светодиодов любого видимого цвета (длины волн видимого спектра от 400 до 760 нм), а также инфракрасных и ультрафиолетовых. Отдельно внимание следует обратить на светодиоды белого цвета излучения. Их получают путем нанесения специального люминофора на светодиоды синего цвета (реже на ультрафиолетовые). Люминофор преобразует синий свет в белый, при этом эффективность светодиода естественно уменьшается.
Различные виды белых светодиодов условно классифицируются еще по типу оттенков белого света: теплые, нейтральные и холодные. Характеристикой цветности в таком случае выступает коррелированная цветовая температура, которая измеряется в Кельвинах [K]. Для теплых диодов она составляет 2600-3700 К, для нейтральных 3700-5000 К, для холодных – 5000-10000 К. Важно отметить, что при прочих одинаковых параметрах кристалла, чем более теплый оттенок имеет светодиод, тем ниже его эффективность. Соответственно чем холоднее (больше доли синего света в общем потоке), тем диод эффективнее. Считается, что для помещений лучше подходят светодиоды теплого цвета, а для уличного освещения – холодного.
Мощность
Диапазон мощностей промышленно выпускаемых светодиодов начинается от нескольких милливатт и заканчивается десятками ватт. Самый мощный однокристальный светодиод XML выпускается фирмой CREE и имеет максимальный рабочий ток – 3 А, при этом размеры корпуса всего 5х5 мм. Основная сфера применения таких диодов – уличное и промышленное освещение, т.к. они имеют очень большую габаритную яркость и, при низкой высоте подвеса, будут создавать сильный слепящий эффект.
Среди осветительных светодиодов, самую большую популярность приобрели одноваттные светодиоды с номинальным током 350 мА и трехваттные с током 700 мА, т.к. они подходят для большинства применений и для них самый большой выбор готовых источников питания. Причем деление видов светодиодов по ваттам достаточно условно: как правило, один и тот же светодиод можно использовать на разных режимах по мощности, выбирая значение рабочего тока 350 или 700 мА (при этом паспортное значение максимального рабочего тока естественно должно быть > 700 мА). Однако увеличивая ток, мы должны позаботиться об отводе тепла, иначе светодиод начнет быстро деградировать. Лучше не использовать светодиоды на максимальном токе, а оставлять запас хотя бы 30% (например, задавать 700 мА при Imax=1000 мА). Также нужно помнить о том, что с увеличением тока снижается световая отдача. Поэтому, в случаях когда необходимо получить максимальную эффективность, лучше снижать ток.
Многие производители объединяют светодиоды в мощные матрицы: кристаллы, соединенные, как правило, в последовательно-параллельные цепи, размещены на одном основании и залиты общим слоем люминофора. Такая технология называется Chip-On-Board или сокращенно COB.
COB-модули могут иметь мощность до нескольких сотен ватт и применяются для освещения.
Светодиоды малой мощности (0,05…0,5 Вт) применяются в основном для подсветки дисплеев различных устройств, включая мобильные устройства.
Эта самая большая ниша на рынке светодиодов. Также маломощные LED могут быть использованы для освещения: в случае, когда требуется получить равномерно светящуюся поверхность с малой габаритной яркостью, изготавливаются светодиодные модули из десятков или даже сотен маломощных светодиодов. Лучше всего такие источники света подходят для внутреннего освещения.
Самую маленькую мощность имеют светодиоды, применяемые для целей индикации или попросту индикаторные. Они очень разнообразны по форме и размерам, некоторые виды представлены на рисунке ниже.
