A LED -lámpa működési elve

LED (fénykibocsátó dióda), egy fénykibocsátó dióda egy szilárdtest-félvezető eszköz, amely az elektromos energiát látható fénygé alakíthatja. Ez közvetlenül konvertálhatja a villamos energiát világossá. A LED szíve egy félvezető chip. A chip egyik vége egy zárójelhez van rögzítve, az egyik vége a negatív pólus, a másik vég pedig a tápegység pozitív pólusához van csatlakoztatva, így a teljes chipet epoxi gyantával kell beágyazni. A félvezető chip két részből áll, az egyik rész P-típusú félvezető, amelyben a lyukak dominálnak, a másik vég pedig egy N-típusú félvezető, amely főleg elektronok. De amikor ezt a két félvezetőt csatlakoztatják, P-N csomópont alakul ki közöttük. Amikor az áram a chipen hat a huzalon keresztül, az elektronokat a P területre tolja, ahol az elektronok és lyukak rekombinálnak, majd fotonok formájában energiát bocsátanak ki. Ez a LED -es fénykibocsátás elve. A fény hullámhosszát, azaz a fény színét az a P-N csomópont képződött anyag határozza meg.

Kezdetben a LED -et használták a műszerek és a mérők jelző fényforrásaként. Később különféle világos színű LED-eket széles körben használtak a közlekedési lámpákban és a nagy területű kijelzőn, jó gazdasági és társadalmi előnyöket eredményezve. Vegyük példaként a 12 hüvelykes piros lámpát. Az Egyesült Államokban eredetileg egy hosszú élettartamú, gyenge fényű, 140 wattos izzólámpát használtak fényforrásként, amely 2000 lumen fehér fényt termel. A piros szűrőn áthaladás után a fény 90% -a elveszik, csak 200 lumen vörös fényt hagyva. Az újonnan megtervezett lámpában a Lumileds 18 piros LED -es fényforrást használ, beleértve az áramköri veszteségeket, és összesen 14 watt energiát fogyaszt, hogy ugyanazt a fényhatást eredményezze. Az autójelző lámpák szintén a LED -es fényforrás -alkalmazás fontos mezője.

Az általános megvilágításhoz az embereknek inkább fehér fényforrásokra van szükségük. 1998 -ban a fehér fény LED -eket sikeresen fejlesztették ki. Ezt a LED -et úgy készítik, hogy a GaN chips és a Yttrium alumínium gránát (YAG) együttesen beágyazza. A GaN chip kék fényt bocsát ki (λp = 465 nm, wd = 30nm), és a CE3+ -ot tartalmazó YAG-foszfor, amelyet magas hőmérsékletű szinterezéssel készítettek, ez a kék fény izgatja, és sárga fényt bocsát ki, amelynek csúcsértéke 550 nm. A kék LED-es szubsztrátot egy tál alakú fényvisszaverő üregbe kell felszerelni, és egy vékony gyantával, YAG-val keverve, kb. 200-500 nm-rel. A LED -szubsztrát által kibocsátott kék fény egy részét a foszfor abszorbeálja, és a kék fény másik részét összekeverik a foszfor által kibocsátott sárga lámpával, hogy fehér fényt kapjanak. Az InGAN/YAG White LED-ek esetében a YAG-foszfor kémiai összetételének megváltoztatásával és a foszforréteg vastagságának beállításával különféle színű fehér fény színű, 3500-10000K színhőmérséklete. Ez a fehér fény megszerzésének módja a kék LED -ek révén egyszerű, alacsony költségű és nagyon érett technológiában, tehát a legszélesebb körben használt.