LED (dioda elektroluminescencyjna), dioda elektroluminescencyjna, jest półprzewodnikowym urządzeniem półprzewodnikowym, które może zamieniać energię elektryczną na światło widzialne. Może bezpośrednio zamieniać energię elektryczną na światło. Sercem diody LED jest układ półprzewodnikowy. Jeden koniec układu jest przymocowany do wspornika, jeden koniec jest biegunem ujemnym, a drugi koniec jest podłączony do bieguna dodatniego zasilacza, tak że cały układ jest zatopiony w żywicy epoksydowej.
Układ półprzewodnikowy składa się z dwóch części. Jedna część to półprzewodnik typu P, w którym dominują dziury, a drugi koniec to półprzewodnik typu N, w którym dominują elektrony. Ale gdy te dwa półprzewodniki są połączone, między nimi powstaje złącze PN. Gdy prąd działa na układ przez przewód, elektrony zostaną wypchnięte do obszaru P, gdzie elektrony połączą się z dziurami, a następnie wyemitują energię w postaci fotonów. Jest to zasada emisji światła LED. Długość fali światła, czyli kolor światła, jest określana przez materiał, który tworzy złącze PN.
Diody LED mogą bezpośrednio emitować światło czerwone, żółte, niebieskie, zielone, pomarańczowe, fioletowe i białe.
Początkowo diody LED były używane jako źródło światła wskaźnikowego przyrządów i liczników. Później diody LED o różnych kolorach światła były szeroko stosowane w sygnalizacji świetlnej i wyświetlaczach wielkopowierzchniowych, przynosząc dobre korzyści ekonomiczne i społeczne. Weźmy za przykład 12-calową czerwoną lampę sygnalizacyjną. W Stanach Zjednoczonych pierwotnie jako źródło światła stosowano 140-watową żarówkę o długiej żywotności i niskiej wydajności świetlnej, która wytwarzała 2000 lumenów białego światła. Po przejściu przez czerwony filtr strata światła wynosi 90%, pozostawiając tylko 200 lumenów czerwonego światła. W nowo zaprojektowanej lampie Lumileds wykorzystuje 18 czerwonych źródeł światła LED, wliczając stratę obwodu. Całkowity pobór mocy wynosi 14 watów, co może dawać taki sam efekt świetlny. Lampa sygnalizacyjna samochodowa jest również ważnym obszarem zastosowań źródeł światła LED.
Do ogólnego oświetlenia ludzie potrzebują więcej źródeł białego światła. W 1998 roku opracowano białą diodę LED. Ta dioda LED jest wytwarzana przez połączenie chipa GaN i granatu itrowo-aluminiowego (YAG). Chip GaN emituje niebieskie światło (λ P=465nm, Wd=30nm), fosfor YAG zawierający Ce3+ spiekany w wysokiej temperaturze emituje żółte światło po wzbudzeniu tym niebieskim światłem, o wartości szczytowej 550n lampy LED m. Niebieskie podłoże LED jest instalowane w miskowatej wnęce refleksyjnej, pokrytej cienką warstwą żywicy zmieszanej z YAG, około 200-500nm. Niebieskie światło z podłoża LED jest częściowo absorbowane przez fosfor, a pozostała część niebieskiego światła jest mieszana z żółtym światłem z fosforu, aby uzyskać białe światło.
W przypadku białych diod LED InGaN/YAG, zmieniając skład chemiczny fosforu YAG i dostosowując grubość warstwy fosforu, można uzyskać różne białe światła o temperaturze barwowej 3500-10000K. Ta metoda uzyskiwania białego światła za pomocą niebieskich diod LED ma prostą strukturę, niski koszt i wysoką dojrzałość technologiczną, dlatego jest szeroko stosowana.
Czas publikacji: 29-01-2024