اصل کار لامپ LED

LED (دیود ساطع کننده نور) یک دستگاه نیمه هادی حالت جامد است که می تواند انرژی الکتریکی را به نور مرئی تبدیل کند. می تواند به طور مستقیم الکتریسیته را به نور تبدیل کند. قلب LED یک ویفر نیمه هادی است. یک سر ویفر به یک براکت و یک سر آن الکترود منفی و سر دیگر به الکترود مثبت منبع تغذیه متصل می شود، به طوری که کل ویفر توسط رزین اپوکسی محصور می شود.

تراشه نیمه هادی از دو قسمت تشکیل شده است. یک قسمت یک نیمه هادی نوع p است که در آن سوراخ ها غالب است و انتهای دیگر نیمه هادی نوع n است که عمدتاً الکترون ها است. اما وقتی این دو نیمه هادی به هم متصل می شوند، یک اتصال p-n بین آنها تشکیل می شود. هنگامی که جریان از طریق سیم بر روی تراشه تأثیر می گذارد، الکترون ها به ناحیه p رانده می شوند، جایی که الکترون ها و حفره ها ترکیب می شوند و سپس انرژی را به شکل فوتون ساطع می کنند. این اصل انتشار نور LED است. طول موج نور، یعنی رنگ نور، توسط ماده تشکیل دهنده اتصال p-n تعیین می شود.

LED می تواند به طور مستقیم نور قرمز، زرد، آبی، سبز، سبز، نارنجی، بنفش و سفید ساطع کند.

در ابتدا از led به عنوان منبع نور نشانگر ابزار و متر استفاده می شد. بعدها، LED با رنگ های مختلف نور به طور گسترده ای در چراغ های راهنمایی و صفحه نمایش های بزرگ استفاده شد که منجر به مزایای اقتصادی و اجتماعی خوبی شد. به عنوان مثال لامپ قرمز رنگ 12 اینچی را در نظر بگیرید. در ایالات متحده، لامپ رشته ای 140 وات با عمر طولانی و بازده نوری کم در ابتدا به عنوان منبع نور استفاده می شد که 2000 لومن نور سفید تولید می کرد. پس از عبور از فیلتر قرمز، افت نور 90 درصد است، تنها 200 لومن نور قرمز باقی می ماند. در لامپ جدید طراحی شده، Lumileds از 18 منبع نور LED قرمز استفاده می کند، از جمله از دست دادن مدار، که در مجموع 14 وات مصرف می کند تا جلوه نوری مشابه را ایجاد کند. لامپ سیگنال خودرو نیز یکی از زمینه های مهم کاربرد منبع نور LED است.

برای روشنایی عمومی، مردم بیشتر به منبع نور سفید نیاز دارند. در سال 1998، LED سفید با موفقیت توسعه یافت. LED از تراشه گان و گارنت آلومینیوم ایتریوم (YAG) ساخته شده است که در کنار هم قرار گرفته اند. تراشه گان نور آبی را ساطع می کند: P = 465 نانومتر، WD = 30 نانومتر، فسفر YAG حاوی Ce3 + ساخته شده توسط تف جوشی در دمای بالا، نور زرد را پس از برانگیختن این نور آبی با حداکثر مقدار لامپ LED 550n متر منتشر می کند. بستر LED آبی در حفره بازتابی کاسه ای شکل نصب شده و با لایه نازکی از رزین مخلوط با YAG، حدود 200-500 نانومتر پوشانده شده است. بخشی از نور آبی ساطع شده از بستر LED توسط فسفر جذب می شود و قسمت دیگر نور آبی با نور زرد ساطع شده از فسفر مخلوط می شود تا نور سفید به دست آید.

برای LED های سفید InGaN / YAG، با تغییر ترکیب شیمیایی فسفر YAG و تنظیم ضخامت لایه فسفر، می توان رنگ های مختلف نور سفید با دمای رنگ 3500-10000k را بدست آورد. این روش برای به دست آوردن نور سفید از طریق LED آبی دارای مزایای ساختار ساده، هزینه کم و بلوغ فنی بالا است، بنابراین بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.ã€