LED-ul (diodă emițătoare de lumină), o diodă emițătoare de lumină, este un dispozitiv semiconductor în stare solidă care poate converti energia electrică în lumină vizibilă. Poate converti direct electricitatea în lumină. Inima LED-ului este un cip semiconductor. Un capăt al cipului este atașat la un suport, un capăt este un pol negativ, iar celălalt capăt este conectat la polul pozitiv al sursei de alimentare, astfel încât întregul cip este încapsulat în rășină epoxidică.
Cipul semiconductor este compus din două părți. O parte este un semiconductor de tip P, în care golurile sunt dominante, iar celălalt capăt este un semiconductor de tip N, în care electronii sunt dominanți. Dar când acești doi semiconductori sunt conectați, se formează o joncțiune PN între ei. Când curentul acționează asupra cipului prin fir, electronii vor fi împinși în zona P, unde se vor recombina cu golurile și apoi vor emite energie sub formă de fotoni. Acesta este principiul emisiei luminii LED. Lungimea de undă a luminii, adică culoarea luminii, este determinată de materialul care formează joncțiunea PN.
LED-urile pot emite direct lumină roșie, galbenă, albastră, verde, portocalie, violetă și albă.
Inițial, LED-urile au fost utilizate ca sursă de lumină indicatoare pentru instrumente și contoare. Ulterior, diverse LED-uri de culori deschise au fost utilizate pe scară largă în semafoare și afișaje de mari dimensiuni, producând beneficii economice și sociale bune. Să luăm ca exemplu lampa de semnalizare roșie de 12 inci. În Statele Unite, lampa incandescentă de 140 wați, cu durată lungă de viață și eficiență luminoasă scăzută, a fost utilizată inițial ca sursă de lumină, producând 2000 de lumeni de lumină albă. După trecerea prin filtrul roșu, pierderea de lumină este de 90%, rămânând doar 200 de lumeni de lumină roșie. În lampa nou concepută, Lumileds utilizează 18 surse de lumină LED roșii, inclusiv pierderile de circuit. Consumul total de energie este de 14 wați, ceea ce poate produce același efect luminos. Lampa de semnalizare auto este, de asemenea, un domeniu important de aplicare a surselor de lumină LED.
Pentru iluminatul general, oamenii au nevoie de mai multe surse de lumină albă. În 1998, LED-ul alb a fost dezvoltat cu succes. Acest LED este realizat prin combinarea unui cip GaN cu granat de ytriu și aluminiu (YAG). Cipul GaN emite lumină albastră (λP=465nm, Wd=30nm). Fosforul YAG care conține Ce3+ sinterizat la temperatură înaltă emite lumină galbenă după ce este excitat de această lumină albastră, cu o valoare de vârf de 550n lampă LED m. Substratul LED albastru este instalat într-o cavitate de reflexie în formă de bol, acoperită cu un strat subțire de rășină amestecată cu YAG, de aproximativ 200-500nm. Lumina albastră de la substratul LED este parțial absorbită de fosfor, iar cealaltă parte a luminii albastre este amestecată cu lumina galbenă de la fosfor pentru a obține lumină albă.
Pentru LED-urile albe InGaN/YAG, prin modificarea compoziției chimice a fosforului YAG și ajustarea grosimii stratului de fosfor, se pot obține diverse tipuri de lumină albă cu o temperatură de culoare de 3500-10000K. Această metodă de obținere a luminii albe prin LED-uri albastre are o structură simplă, un cost redus și o tehnologie avansată, fiind utilizată pe scară largă.
Data publicării: 29 ian. 2024