In verschiedenen Bereichen des modernen Lebens wird es notwendig, UV-Strahlung mit geringer Leistung zu erhalten. Das:
- medizinische Geräte, inkl. Zahnfüllungen, die unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung aushärten;
- Kosmetologie, bei der ultraviolettes Licht als Mittel zum Härten von Lacken verwendet wird;
- Anlagen zur chemischen Trocknung verschiedener Zusammensetzungen (ein Beispiel ist in Abbildung 1 dargestellt);
- Scanner zur Feststellung der Echtheit von Rechnungen und Dokumenten;
- Gewächshausfarmen, in denen ultraviolettes Licht das Pflanzenwachstum stimuliert.
Klassische Lampenquellen für ultraviolette Strahlung weisen unbefriedigende Gewichts- und Größenmerkmale auf und verbrauchen viel Strom. Als wirksamer Ersatz in den letzten Jahren haben sich UV-LEDs verbreitet, die frei von diesen Nachteilen sind und sich zusätzlich in der Benutzerfreundlichkeit unterscheiden.
Funktionsprinzip und Eigenschaften
Die Funktionsprinzipien der Ultraviolett-Leuchtdiode (LED) und der LED im sichtbaren Wellenlängenbereich sind identisch. Die Geräte enthalten einen pn-Übergang, durch den ein Gleichstrom geleitet wird. Während ihres Durchgangs befinden sich Ladungsträger auf hohen Energieniveaus der Halbleiterstruktur. Ihr Übergang zu niedrigeren Ebenen bei entsprechender Ausführung geht mit der Erzeugung von Lichtquanten einher.
Wenn die Struktur durch Zugabe von Aluminium, Gallium, Indium und anderen Seltenerdelementen gebildet wird, wird der Abstand zwischen den Strahlungsübergängen gewählt so dass sich die Strahlung im unsichtbaren nahen UV-Wellenlängenbereich befindet (üblicherweise im Spektralbereich von 100 bis 400) nm).
Das beschriebene Funktionsprinzip bestimmt sofort die Liste der Parameter, die für ultraviolette LED normalisiert sind. Der Reisepass zeigt:
- Arbeitswellenlänge, manchmal ergänzt durch die Breite der Spektrallinie;
- maximaler Lichtstrom, angegeben in Lumen für Quellen mit hoher Apertur oder in Candellen (Verhältnis von Fluss zu Raumwinkel) bei gerichteter Strahlung;
- maximaler Durchlassstrom;
- Durchlassspannung.
Aufgrund der Verwendung einer speziellen pn-Übergangsstruktur ist die Durchlassspannung an UV-Dioden im Vergleich zu herkömmlichen Dioden normalerweise merklich höher und erreicht manchmal 5 V.
Die Betriebszeit der Diode beträgt mehrere Zehntausend Stunden, der typische Temperaturbereich liegt zwischen -20 und + 100 ° C.
Strukturelle Leistung
Aus Gründen der Minimierung des Komponentenbereichs werden in Standardfällen UV-LEDs hergestellt, was gleichzeitig hilft:
- das Problem der Polarität aufgrund des Vorhandenseins eines Schlüsselvorsprungs lösen;
- Stellen Sie die erforderliche Wärmeableitung und Elemente mit hohen Durchlassströmen bereit, sofern ein Metallgehäuse verwendet wird.
Für Emitter mit geringer Leistung wird ein billigeres Kunststoffgehäuse verwendet, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Die gängigsten Dioden haben Zuleitungen, während SMDs Flachbandleitungen haben. Die letzte Option ist in Abbildung 3 dargestellt.