LED lempos darbo principas

LED (šviesos skleidžiantis diodas), šviesos diodas, yra kietojo kūno puslaidininkio įtaisas, galintis paversti elektrinę energiją į matomą šviesą. Tai gali tiesiogiai konvertuoti elektrą į šviesą. LED širdis yra puslaidininkio lustas. Vienas lusto galas pritvirtintas prie laikiklio, vienas galas yra neigiamas stulpas, o kitas galas yra prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio poliaus, kad visa lustas būtų kapsuliuojamas epoksidine derva. Puslaidininko lustą sudaro dvi dalys, viena dalis yra P tipo puslaidininkis, kuriame dominuoja skylės, o kitas galas yra N tipo puslaidininkis, kuris daugiausia yra elektronai. Bet kai šie du puslaidininkiai yra sujungti, tarp jų susidaro p-N sankryža. Kai srovė veikia lustą per vielą, elektronai bus stumiami į P plotą, kur elektronai ir skylės rekombinuoti, tada jie skleis energiją fotonų pavidalu. Tai yra LED šviesos emisijos principas. Šviesos bangos ilgį, tai yra šviesos spalvą, nustato medžiaga, sudaranti P-N sankryžą.

Iš pradžių LED buvo naudojamas kaip indikatoriaus šviesos šaltinis instrumentams ir metrams. Vėliau įvairių šviesių spalvų šviesos diodai buvo plačiai naudojami šviesoforuose ir dideliuose plotuose ekranuose, suteikiant gerą ekonominę ir socialinę naudą. Kaip pavyzdį paimkite 12 colių raudoną šviesoforą. Jungtinėse Valstijose kaip šviesos šaltinis iš pradžių buvo naudojamas ilgalaikis, mažai šviesos efektyvumas 140 vatų kaitrinė lemputė, iš kurios gaunama 2 000 liumenų baltos šviesos. Praėjus per raudoną filtrą, prarasta 90% šviesos, paliekant tik 200 liumenų raudonos šviesos. Naujai suprojektuotoje lempoje „Lumileds“ naudoja 18 raudonų LED šviesos šaltinių, įskaitant grandinės nuostolius, ir iš viso sunaudoja 14 vatų galios, kad būtų galima sukurti tą patį šviesos efektą. Automobilio signalo žibintai taip pat yra svarbus LED šviesos šaltinio taikymo laukas.

Apie bendrą apšvietimą žmonėms reikia daugiau baltų šviesos šaltinių. 1998 m. Buvo sėkmingai sukurti „White Light“ šviesos diodai. Šis šviesos diodas pagamintas apnuoginant Gan drožles ir „YTTrium“ aliuminio granatą (YAG) kartu. Gan lustas skleidžia mėlyną šviesą (λP = 465Nm, WD = 30 nm), o YAG fosforą, kuriame yra Ce3+, pagamintas aukštos temperatūros sukepinimo metu, sužadina ši mėlyna šviesa ir skleidžia geltoną šviesą, kurios didžiausia vertė yra 550 nm. Mėlynas LED substratas yra sumontuotas į dubenėlio formos atspindinčią ertmę ir padengtas plonu dervos sluoksniu, sumaišytu su YAG, apie 200–500 nm. Dalį mėlynos šviesos, kurią skleidžia LED substratas, sugeria fosforas, o kita mėlynos šviesos dalis sumaišoma su geltona fosforo skleidžiama šviesa, kad gautų baltą šviesą. „Ingan/Yag“ balti šviesos diodai, pakeisdami „YAG“ fosforo cheminę sudėtį ir sureguliuodami fosforo sluoksnio storią, galima gauti įvairių spalvų baltos šviesos, kurių spalvos temperatūra yra 3500–10000K. Šis baltos šviesos gavimo per mėlyną šviesos diodus metodą yra paprastos struktūros, mažos kainos ir labai subrendusios technologijos, todėl ji yra plačiausiai naudojama.