Prinsip kerja lampu LED

LED (diod pemancar cahaya), diod pemancar cahaya, adalah peranti semikonduktor keadaan pepejal yang boleh menukar tenaga elektrik ke dalam cahaya yang kelihatan. Ia boleh secara langsung menukar elektrik ke dalam cahaya. Jantung LED adalah cip semikonduktor. Satu hujung cip dilampirkan pada pendakap, satu hujung adalah tiang negatif, dan hujung yang lain disambungkan ke tiang positif bekalan kuasa, supaya keseluruhan cip dikemas oleh resin epoksi. Cip semikonduktor terdiri daripada dua bahagian, satu bahagian adalah semikonduktor p-jenis, di mana lubang menguasai, dan ujung yang lain adalah semikonduktor N-jenis, yang kebanyakannya elektron. Tetapi apabila kedua-dua semikonduktor ini disambungkan, persimpangan P-N terbentuk di antara mereka. Apabila semasa bertindak pada cip melalui wayar, elektron akan ditolak ke kawasan P, di mana elektron dan lubang rekombin, dan kemudian mereka akan memancarkan tenaga dalam bentuk foton. Inilah prinsip pelepasan cahaya LED. Panjang gelombang cahaya, iaitu, warna cahaya, ditentukan oleh bahan yang membentuk persimpangan P-N.

Pada mulanya, LED digunakan sebagai sumber cahaya penunjuk untuk instrumen dan meter. Kemudian, LED pelbagai warna cahaya digunakan secara meluas dalam lampu isyarat dan skrin paparan kawasan besar, menghasilkan manfaat ekonomi dan sosial yang baik. Ambil lampu lalu lintas merah 12 inci sebagai contoh. Di Amerika Syarikat, lampu pijar 140-watt yang berpanjangan rendah, kecekapan cahaya rendah pada asalnya digunakan sebagai sumber cahaya, yang menghasilkan 2,000 lumen cahaya putih. Selepas melalui penapis merah, 90% cahaya hilang, meninggalkan hanya 200 lumen cahaya merah. Dalam lampu yang baru direka, lumileds menggunakan 18 sumber cahaya LED merah, termasuk kehilangan litar, dan menggunakan sejumlah 14 watt kuasa untuk menghasilkan kesan cahaya yang sama. Lampu isyarat kereta juga merupakan medan penting aplikasi sumber cahaya LED.

Untuk pencahayaan umum, orang memerlukan lebih banyak sumber cahaya putih. Pada tahun 1998, LED cahaya putih berjaya dibangunkan. LED ini dibuat dengan merangkumi cip GaN dan yttrium aluminium garnet (YAG) bersama -sama. Cip GAN memancarkan cahaya biru (λp = 465nm, WD = 30nm), dan fosfor YAG yang mengandungi CE3+ yang dibuat oleh sintering suhu tinggi teruja oleh cahaya biru ini dan memancarkan cahaya kuning dengan nilai puncak 550nm. Substrat LED biru dipasang dalam rongga reflektif berbentuk mangkuk dan ditutup dengan lapisan nipis resin dicampur dengan YAG, kira-kira 200-500nm. Sebahagian daripada cahaya biru yang dipancarkan oleh substrat LED diserap oleh fosfor, dan bahagian lain dari cahaya biru dicampur dengan cahaya kuning yang dipancarkan oleh fosfor untuk mendapatkan cahaya putih. Untuk LED putih/yag putih, dengan mengubah komposisi kimia fosfor YAG dan menyesuaikan ketebalan lapisan fosfor, pelbagai warna cahaya putih dengan suhu warna 3500-10000K boleh diperolehi. Kaedah mendapatkan cahaya putih melalui LED biru adalah mudah dalam struktur, kos rendah, dan sangat matang dalam teknologi, jadi ia adalah yang paling banyak digunakan.