اصل کار لامپ LED

LED (دیود ساطع کننده نور)، یک دیود با تابش نور ، یک وسیله نیمه هادی حالت جامد است که می تواند انرژی الکتریکی را به نور مرئی تبدیل کند. این می تواند مستقیماً برق را به نور تبدیل کند. قلب LED یک تراشه نیمه هادی است. یک انتهای تراشه به یک براکت وصل شده است ، یک انتها قطب منفی است و انتهای دیگر به قطب مثبت منبع تغذیه وصل می شود ، به طوری که کل تراشه توسط رزین اپوکسی محصور می شود. تراشه نیمه هادی از دو قسمت تشکیل شده است ، یک قسمت نیمه هادی از نوع P است که در آن سوراخ ها تسلط دارند و انتهای دیگر یک نیمه هادی از نوع N است که عمدتا الکترون است. اما هنگامی که این دو نیمه هادی به هم وصل می شوند ، یک محل اتصال P-N بین آنها تشکیل می شود. هنگامی که جریان بر روی تراشه از طریق سیم عمل می کند ، الکترون ها به قسمت P منتقل می شوند ، جایی که الکترون ها و سوراخ ها نوترکیب می شوند و سپس آنها انرژی را به شکل فوتون ها ساطع می کنند. این اصل انتشار نور LED است. طول موج نور ، یعنی رنگ نور ، توسط موادی که محل اتصال P-N را تشکیل می دهد تعیین می شود.

در ابتدا ، از LED به عنوان منبع نور شاخص برای سازها و متر استفاده می شد. بعداً ، LED های رنگهای مختلف سبک به طور گسترده ای در چراغ های راهنمایی و صفحه نمایش در معرض نمایش بزرگ استفاده می شد و مزایای اقتصادی و اجتماعی خوبی را به وجود می آورد. به عنوان نمونه چراغ راهنمایی قرمز 12 اینچی را بگیرید. در ایالات متحده ، یک لامپ لامپ رشته ای 140 واتی با نور طولانی و کم نور در ابتدا به عنوان منبع نور مورد استفاده قرار می گرفت ، که 2000 لومن از نور سفید تولید می کند. پس از عبور از فیلتر قرمز ، 90 ٪ از نور از بین می رود و تنها 200 لومن چراغ قرمز باقی می ماند. در لامپ تازه طراحی شده ، Lumileds از 18 منبع نور LED قرمز ، از جمله تلفات مدار استفاده می کند و در مجموع 14 وات انرژی را برای تولید همان اثر نور مصرف می کند. چراغ های سیگنال اتومبیل همچنین زمینه مهمی از کاربرد منبع نور LED هستند.

برای نورپردازی عمومی ، مردم بیشتر به منابع نور سفید احتیاج دارند. در سال 1998 ، LED های نور سفید با موفقیت توسعه یافتند. این LED با محصور کردن تراشه های GAN و گارنت آلومینیوم Yttrium (YAG) با هم ساخته شده است. تراشه GAN نور آبی (λp = 465 نانومتر ، WD = 30 نانومتر) را منتشر می کند ، و فسفر YAG حاوی CE3+ ساخته شده توسط پخت و پز با درجه حرارت بالا توسط این نور آبی هیجان زده می شود و نور زرد را با مقدار اوج 550 نانومتر منتشر می کند. بستر LED آبی در یک حفره بازتابنده به شکل کاسه نصب شده و با یک لایه نازک از رزین مخلوط شده با YAG ، در حدود 200-500 نیوتن متر پوشیده شده است. بخشی از نور آبی ساطع شده توسط بستر LED توسط فسفر جذب می شود و قسمت دیگر نور آبی با نور زرد ساطع شده توسط فسفر برای به دست آوردن نور سفید مخلوط می شود. برای LED های سفید ingan/yag ، با تغییر ترکیب شیمیایی فسفر YAG و تنظیم ضخامت لایه فسفر ، می توان رنگهای مختلف نور سفید را با دمای رنگ 3500-10000k بدست آورد. این روش به دست آوردن نور سفید از طریق LED های آبی از نظر ساختار ساده ، کم هزینه و در فناوری بسیار بالغ است ، بنابراین بیشترین استفاده از آن است.