Электричество шаг за шагом

В последнее время и у люминесцентных ламп, несмотря на все их достоинства, появились, как уже говорилось, серьёзные конкуренты — полупроводниковые светодиоды. Подробно о диодах будет рассказано позже, а сейчас они непременно должны быть в нашем рассказе, и нужно, забегая вперёд, сказать о них несколько слов.

Представим себе диод как небольшой полупроводниковый кристаллик, который с помощью двух примесей разделили на две особые зоны (греческая приставка ди означает двойной, отсюда и слово диод). Одна из этих двух зон называется зона n, или катод, со свободными отрицательными зарядами (электроны) и вторая зона р, или анод, с особым типом свободных положительных зарядов (положительные ионы) по имени дырки. Теперь подведём к диоду питающее напряжение, например, подключим его к гальваническому элементу (Р-98). Если «плюс» этого элемента подключить к катоду, а «минус» к аноду, то к ним оттянутся свободные заряды электроны и дырки, и никакого тока в диоде не будет. Или, скажем более строго, обратный ток через диод будет равен нулю.

Если же «плюс» гальванического элемента подключить к аноду, а «минус» к катоду, то через диод пойдёт довольно большой прямой ток: свободные положительные ионы (дырки) n электроны устремятся к середине кристалла, и там в довольно узкой области по имени рn-переход (буква р, разумеется, от слова positive, а и от слова negative) они объединятся в нейтральные атомы. При этом из других нейтральных атомов образуются дырки (свободные положительные ионы) и электроны. Можно так подобрать вещество кристалла и применяемые примеси, что прямой ток через диод приведёт к излучению света из области рn-перехода. Более того, много лет исследуя излучающие свет диоды, физики создали такие их образцы, которые излучают свет со значительно меньшим расходом электрической мощности, чем у ряда люминесцентных ламп и тем более у обычных лампочек накаливания. В наше время широко выпускаются и продаются, а также применяются для освещения служебных и жилых помещений светодиоды, главным образом объединённые в группы, снабжённые пластиковыми рефлекторами и линзами, а часто и стандартным цоколем, облегчающим быструю замену ламп накаливания на полупроводниковый источник света.