LED lys princip

LED (Lysemitterende Diode)er en solid-state halvleder enhed, der kan konvertere elektrisk energi til synligt lys. Det kan direkte omdanne elektricitet til lys. Hjertet i LED'en er en halvlederchip. Den ene ende af chippen er fastgjort til et beslag, den ene ende er den negative elektrode, og den anden ende er forbundet til den positive elektrode på strømforsyningen, så hele chippen er indkapslet i epoxyharpiks.

Halvlederwaferen er sammensat af to dele. Den ene del er en halvleder af P-type, hvor huller dominerer, og den anden ende er en halvleder af N-type, hvor elektroner hovedsageligt er til stede. Men når disse to halvledere er forbundet, dannes der en PN-forbindelse mellem dem. Når strøm virker på waferen gennem ledningen, vil elektronerne blive skubbet til P-området, hvor elektronerne vil rekombinere med huller, og derefter vil energi blive udsendt i form af fotoner. Dette er princippet om LED-lysemittering. Lysets bølgelængde, det vil sige lysets farve, bestemmes af materialet, der danner P-N-forbindelsen.

LED kan direkte udsende rødt, gult, blåt, grønt, cyan, orange, lilla og hvidt lys.

I starten blev LED'er brugt som indikatorlyskilder til instrumenter. Senere blev lysdioder i forskellige lysfarver i vid udstrækning brugt i trafiklys og store skærme, hvilket gav gode økonomiske og sociale fordele. Tag et 12-tommer rødt trafiklys som eksempel. I USA bruges en lyskilde med lang levetid, visuel effektivitet med lav lyseffektivitet på 140 watt som lyskilde, der producerer 2.000 lumen hvidt lys. Efter at have passeret gennem det røde filter går 90 % af lyset tabt, hvilket kun efterlader 200 lumen rødt lys. I den nydesignede lampe bruger Lumileds 18 røde LED-lyskilder, som i alt bruger 14 watt strøm inklusive kredsløbstab for at producere den samme lyseffekt. Signallys til biler er også et vigtigt område for LED-lyskilder.

Til generel belysning har folk brug for hvide lyskilder. I 1998 blev den hvide lys-emitterende LED udviklet med succes. Denne type LED er lavet ved at pakke GaN-chips og yttrium-aluminiumgranat (YAG). GaN-chippen udsender blåt lys (λp=465nm, Wd=30nm), og YAG-fosforen indeholdende Ce3+ fremstillet ved højtemperatursintring udsender gult lys efter at være blevet exciteret af det blå lys, med en topværdi på 550nLED-lampe m. Det blå LED-substrat er installeret i et skålformet reflekterende hulrum og dækket med et tyndt lag harpiks blandet med YAG, omkring 200-500nm. En del af det blå lys, der udsendes af LED-substratet, absorberes af fosforet, og den anden del af det blå lys blandes med det gule lys, der udsendes af fosforet, for at opnå hvidt lys.

For InGaN/YAG hvide LED'er kan der opnås hvidt lys i forskellige farver med en farvetemperatur på 3500-10000K ved at ændre den kemiske sammensætning af YAG-fosforen og justere tykkelsen af ​​fosforlaget. Denne metode til at opnå hvidt lys gennem blå LED har en enkel struktur, lav pris og høj teknologisk modenhed, så den er den mest brugte.