LED valguse põhimõte

LED (valgusdiood)on tahkis-pooljuhtseade, mis suudab muuta elektrienergia nähtavaks valguseks. See suudab elektrit otse valguseks muuta. LED-i süda on pooljuhtkiip. Kiibi üks ots on kinnitatud kronsteini külge, üks ots on negatiivne elektrood ja teine ​​ots on ühendatud toiteallika positiivse elektroodiga, nii et kogu kiip on kapseldatud epoksüvaiku.

Pooljuhtplaat koosneb kahest osast. Üks osa on P-tüüpi pooljuht, milles domineerivad augud ja teine ​​ots on N-tüüpi pooljuht, kus on peamiselt elektronid. Kuid kui need kaks pooljuhti on ühendatud, moodustub nende vahele P-N-siirde. Kui vool mõjub vahvlile läbi traadi, lükatakse elektronid P-piirkonda, kus elektronid taasühendavad aukudega ja seejärel eraldub energia footonite kujul. See on LED-valguse kiirgamise põhimõte. Valguse lainepikkuse ehk valguse värvuse määrab P-N ristmikku moodustav materjal.

LED võib kiirata otse punast, kollast, sinist, rohelist, tsüaani, oranži, lillat ja valget valgust.

Algselt kasutati LED-e instrumentide indikaatorvalgusallikatena. Hiljem hakati valgusfoorides ja suurepinnalistes ekraanides laialdaselt kasutama erinevat värvi valgusdioodi, mis toovad head majanduslikku ja sotsiaalset kasu. Võtke näiteks 12-tolline punane foorituli. Ameerika Ühendriikides kasutatakse valgusallikana pika elueaga vähese valgusega visuaalse efektiivsusega 140-vatist hõõglampi, mis toodab 2000 luumenit valget valgust. Pärast punase filtri läbimist kaob 90% valgusest, jättes alles vaid 200 luumenit punast valgust. Uue disainiga lambis kasutab Lumileds 18 punast LED-valgusallikat, mis tarbivad sama valgusefekti tekitamiseks kokku 14 vatti võimsust koos vooluahela kadudega. Autode signaaltuled on ka LED-valgusallika rakenduste jaoks oluline valdkond.

Üldvalgustuse jaoks on inimestel vaja valgeid valgusallikaid. 1998. aastal töötati edukalt välja valget valgust kiirgav LED. Seda tüüpi LED on valmistatud GaN kiipide ja ütriumalumiiniumgranaadi (YAG) pakendamise teel. GaN-kiip kiirgab sinist valgust (λp = 465 nm, Wd = 30 nm) ja kõrgel temperatuuril paagutamise teel valmistatud Ce3 + sisaldav YAG-luminofoor kiirgab pärast sinise valguse ergastamist kollast valgust, mille tippväärtus on 550 nLED-lambi m. Sinine LED-substraat on paigaldatud kausikujulisse peegeldavasse õõnsusse ja kaetud õhukese vaigukihiga, mis on segatud YAG-ga, umbes 200-500 nm. Osa LED-substraadi kiirgavast sinisest valgusest neeldub fosforis ja teine ​​osa sinisest valgusest segatakse valge valguse saamiseks fosfori kiirgava kollase valgusega.

InGaN/YAG valgete LED-ide puhul saab YAG-luminofoormaterjali keemilise koostise muutmise ja fosforikihi paksuse reguleerimise teel saada erinevat värvi valget valgust värvitemperatuuriga 3500-10000K. Sellel sinise valgusdioodi kaudu valge valguse saamise meetodil on lihtne struktuur, madal hind ja kõrge tehnoloogiline küpsus, seega on seda enim kasutatud.