Оптоэлектроника светодиодов

Купить бумажную книгу и читать

Название: Оптоэлектроника светодиодов

Автор: Бугров В.Е., Виноградова К.А.

Издательство: НИУ ИТМО

Год: 2013

Страниц: 174

Формат: PDF

Размер: 5.3 Мб

Язык: русский

Учебное пособие формирует у студентов представление о светодиодных технологиях, видах светодиодных изделий, их основных характеристиках, а также демонстрирует динамику развития отрасли. В курсе детально рассматриваются конструкции светодиодов, светодиодных светильников и их основных элементов. Рассказывается о стандартизации и программах государственной поддержки.

Пособие подготовлено на кафедре "Светодиодных технологий" и адресовано студентам, обучающимся по магистерской программе 200400.68 "Светодиодные технологии" направления подготовки 200400 "Оптотехника".

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ......... 7

ВВЕДЕНИЕ ............. 9

РАЗДЕЛ 1. Светодиоды: виды, конструкции, характеристики. Основные характеристики полупроводниковых излучателей. Организация теплового режима в светодиодном изделии .............. 10

1.1. Светодиод. Назначение и свойства основных элементов светодиодов 10

1.1.1. Светодиодный чип ............................................................................ 11

1.1.2. Корпус светодиода ............................................................................ 25

1.1.3. Оптическая система светодиода ...................................................... 26

1.1.3.1. Полимерный компаунд .............................................................. 26

1.1.3.2. Линза ................................................................ 26

1.1.3.3. Люминофор. Удалённый люминофор ..................................... 27

1.2. Основные характеристики светодиодных чипов и светодиодов .......... 32

1.3. Обеспечение теплового режима работы светодиода .............................. 39

1.4. Основные виды и конструктивные исполнения мощных светодиодов. Светодиодная сборка «чип на плате» ..... 41

1.4.1. Основные конструктивные исполнения мощных светодиодов ... 41

1.4.2. Светодиодная сборка «чип на плате» ............................................. 44

1.5. Органические светодиоды ..................................................... 48

1.5.1. Технология органических светодиодов .......................................... 48

1.5.2. Характеристики органических светодиодов .................................. 50

1.5.3. Спектр излучения органических светодиодов ............................... 50

1.5.4. Применение органических светодиодов ........................................ 51

РАЗДЕЛ 2. Активно развивающиеся полупроводниковые устройства ...... 55

2.1. Ключевые технологии и области исследований, задействованные в производстве светодиодов ..... 55

2.2. Светодиодные устройства на основе нитрида галлия ............................ 56

2.3. Светодиодные устройства на основе карбида кремния и кремния ....... 58

2.4. Традиционный процесс производства светодиодов. Светодиоды белого света................... 59

2.4.1. Традиционный процесс производства светодиодов ...................... 59

2.4.2. Способы получения белого света с помощью светодиодов ......... 60

РАЗДЕЛ 3. Светодиодные светильники: основные элементы, характеристики, стандартизация ................... 62

3.1. Виды светодиодных светильников. Светодиодные лампы ................... 62

3.1.1. Виды светодиодных светильников ................................................. 62

3.1.2. Виды светодиодных ламп ................................................................ 68

3.2. Основные элементы светодиодного светильника ................................... 75

3.2.1. Оптическая система светодиодного светильника ......................... 78

3.2.1.1. Отражатель (рефлектор) светильника ..................................... 79

3.2.1.2. Рассеиватель светильника ......................................................... 82

3.2.2. Спектры излучения светодиодных светильников ......................... 86

3.3. Совершенствование конструкции светильников .................................... 90

3.4. Обеспечение теплового режима светодиодного светильника ............... 92

3.4.1. Виды радиаторов ............................................................... 93

3.4.2. Материалы радиаторов ..................................................................... 97

3.4.3. Моделирование процессов теплопереноса................................... 102

3.5. Стандарты для производителей светодиодных светильников и их компонентов ............. 104

3.5.1. Технические характеристики светильников ................................ 104

3.5.2. Стандарты, действующие на территории Российской Федерации .......................... 106

3.5.3. Организации, занятые разработкой стандартов на твердотельные источники освещения ............ 107

РАЗДЕЛ 4. Управляющая электроника. Интеллектуальное освещение ... 109

4.1. Управляющая электроника. Требования, предъявляемые к источникам питания ................... 109

4.1.1. Источник питания к светодиодному источнику света ................ 109

4.1.2. Виды источников питания ............................................................. 113

4.1.3. Требования, предъявляемые к источникам питания ................... 115

4.1.4. Основные элементы источника питания ...................................... 117

4.1.5. Понижающие и повышающие преобразователи ......................... 117

4.1.6. Особенности создания источников питания ................................ 119

4.1.7. Сферы применения драйверов ....................................................... 120

4.1.8. Отличительные черты интегральных микросхем источников питания .... 121

4.1.9. Характеристики источника питания ............................................. 122

4.2. Электроника светодиода .......................................................................... 124

4.3. Интеллектуальное освещение. Аналоговое и цифровое управление . 126

4.3.1. Интеллектуальное освещение ........................................................ 126

4.3.2. Аналоговое управление .................................................................. 126

4.3.3. Цифровой управление .................................................................... 127

РАЗДЕЛ 5. Динамика развития технологии светодиодных устройств ..... 132

5.1. Необходимость массового производства светодиодных устройств ..... 132

5.1.1. Высокая эффективность светодиодных источников света ......... 133

5.1.2. Длительный срок службы светодиодных источников света ...... 136

5.1.3. Высокое качество света .................................................................. 136

5.2. Снижение стоимости светодиодных устройств — основная движущая сила развития технологии их производства ... 138

5.2.1. Совершенствование и замена технологических процессов ....... 141

5.2.2. Автоматизация анализа дефектов ................................................. 144

5.2.3. Создание светодиода на уровне подложки .................................. 147

5.3. Государственная поддержка развития технологии светодиодных устройств .......... 149

5.4. Образование и стандарты в сфере светодиодных технологий ............ 152

5.4.1. Образование в сфере светодиодных технологий ......................... 152

5.4.2. Разработка стандартов в сфере светодиодных технологий ........ 153

5.4.3. Экологическая безопасность светодиодной продукции ............. 153

5.4.4. Трудности принятия твердотельного освещения ........................ 154

5.4.5. Конкурирующие технологии ......................................................... 155

5.4.6. Основные компании-изготовители полупроводниковых источников света ...... 155

5.5. Прогнозы развития светодиодных устройств ....................................... 155

5.5.1. Прогнозы развития светодиодов ................................................... 156

5.5.2. Прогнозы развития светодиодных систем, работающих на переменном токе ................ 159

5.5.3. Прогнозы развития светодиодных светильников ........................ 163

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................. 166

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................ 167

КАФЕДРА СВЕТОДИОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ......................................... 171