Načelo delovanja LED svetilke

2021-12-15

LED (svetleča dioda) je polprevodniška naprava, ki lahko pretvori električno energijo v vidno svetlobo. Lahko neposredno pretvori električno energijo v svetlobo. Srce LED je polprevodniška rezina. En konec rezine je pritrjen na nosilec, en konec je negativna elektroda, drugi konec pa je povezan s pozitivno elektrodo napajalnika, tako da je celotna rezina kapsulirana z epoksidno smolo.

Polprevodniški čip je sestavljen iz dveh delov. En del je polprevodnik p-tipa, v katerem prevladujejo luknje, drugi konec pa je polprevodnik n-tipa, predvsem elektroni. Toda ko sta oba polprevodnika povezana, se med njima tvori p-n spoj. Ko tok deluje na čip skozi žico, bodo elektroni potisnjeni v območje p, kjer se združijo elektroni in luknje, nato pa oddajajo energijo v obliki fotonov. To je načelo oddajanja LED svetlobe. Valovna dolžina svetlobe, to je barva svetlobe, je določena z materialom, ki tvori p-n spoj.

LED lahko neposredno oddaja rdečo, rumeno, modro, zeleno, zeleno, oranžno, vijolično in belo svetlobo.

Sprva je bila led uporabljena kot indikatorski vir svetlobe instrumentov in merilnikov. Kasneje so se LED različnih svetlobnih barv široko uporabljale v semaforjih in velikih zaslonih, kar je prineslo dobre gospodarske in družbene koristi. Vzemite za primer 12-palčno rdečo semaforsko luč. V Združenih državah je bila kot vir svetlobe prvotno uporabljena 140-vatna žarnica z dolgo življenjsko dobo in nizko svetlobno učinkovitostjo, ki je proizvedla 2000 lumnov bele svetlobe. Po prehodu skozi rdeči filter je izguba svetlobe 90 %, ostane le 200 lumnov rdeče svetlobe. V novo zasnovani svetilki Lumileds uporablja 18 rdečih LED svetlobnih virov, vključno z izgubo vezja, ki skupaj porabi 14 vatov za ustvarjanje enakega svetlobnega učinka. Avtomobilska signalna svetilka je tudi pomembno področje uporabe LED svetlobnega vira.

Za splošno razsvetljavo ljudje bolj potrebujejo vir bele svetlobe. Leta 1998 je bila uspešno razvita bela LED. LED dioda je izdelana iz Gan čipa in itrijevega aluminijevega granata (YAG), zaprtega skupaj. Gan čip oddaja modro svetlobo( λ P = 465 nm, WD = 30 nm), YAG fosfor, ki vsebuje Ce3 +, izdelan z visokotemperaturnim sintranjem, oddaja rumeno svetlobo, potem ko ga vzbudi ta modra svetloba, z najvišjo vrednostjo 550n LED žarnice m. Modri ​​LED substrat je nameščen v odsevni votlini v obliki sklede in prekrit s tanko plastjo smole, pomešane z YAG, približno 200-500 nm. Del modre svetlobe, ki jo oddaja LED substrat, absorbira fosfor, drugi del modre svetlobe pa se pomeša z rumeno svetlobo, ki jo oddaja fosfor, da dobimo belo svetlobo.

Za bele LED diode InGaN / YAG je mogoče dobiti različne barve bele svetlobe z barvno temperaturo 3500-10000 k s spreminjanjem kemične sestave YAG fosforja in prilagajanjem debeline fosforne plasti. Ta metoda pridobivanja bele svetlobe prek modre LED ima prednosti enostavne strukture, nizke cene in visoke tehnične zrelosti, zato se največ uporablja.ã€