Принцип работы светодиодной лампы

LED (светоизлучающий диод) — твердотельный полупроводниковый прибор, способный преобразовывать электрическую энергию в видимый свет. Он может напрямую преобразовывать электричество в свет. Сердце светодиода — полупроводниковая пластина. Один конец пластины прикреплен к кронштейну, один конец является отрицательным электродом, а другой конец подключен к положительному электроду источника питания, так что вся пластина герметизирована эпоксидной смолой.

Полупроводниковый чип состоит из двух частей. Одна часть — полупроводник p-типа, в котором преобладают дырки, а другой конец — полупроводник n-типа, в основном электроны. Но когда два полупроводника соединяются, между ними образуется p-n переход. Когда ток действует на чип через провод, электроны будут выталкиваться в p-область, где электроны и дырки соединяются, а затем излучать энергию в виде фотонов. Это принцип светового излучения светодиодов. Длина волны света, то есть цвет света, определяется материалом, образующим p-n переход.

Светодиод может непосредственно излучать красный, желтый, синий, зеленый, зеленый, оранжевый, фиолетовый и белый свет.

Сначала светодиод использовался как индикаторный источник света приборов и счетчиков. Позже светодиоды различных цветов света стали широко использоваться в светофорах и больших экранах, что принесло хорошие экономические и социальные выгоды. Возьмем, к примеру, 12-дюймовую красную лампу светофора. В США в качестве источника света первоначально использовалась лампа накаливания мощностью 140 Вт с длительным сроком службы и низкой светоотдачей, которая давала 2000 люмен белого света. После прохождения через красный фильтр потери света составляют 90%, остается только 200 люмен красного света. В недавно разработанной лампе Lumileds использует 18 красных светодиодных источников света, включая потери в цепи, которые потребляют в общей сложности 14 Вт для создания такого же светового эффекта. Автомобильная сигнальная лампа также является важной областью применения светодиодных источников света.

Для общего освещения людям больше нужен источник белого света. В 1998 году был успешно разработан белый светодиод. Светодиод изготовлен из кристалла Gan и иттрий-алюминиевого граната (YAG), инкапсулированных вместе. Чип Gan излучает синий свет (λ P = 465 нм, WD = 30 нм), люминофор YAG, содержащий Ce3+, изготовленный путем высокотемпературного спекания, излучает желтый свет после возбуждения этим синим светом с пиковым значением 550n светодиодной лампы m. Синяя светодиодная подложка установлена ​​в чашеобразной отражающей полости и покрыта тонким слоем смолы, смешанной с ИАГ, около 200-500 нм. Часть синего света, излучаемого светодиодной подложкой, поглощается люминофором, а другая часть синего света смешивается с желтым светом, излучаемым люминофором, для получения белого света.

Для белых светодиодов InGaN/YAG можно получить различные цвета белого света с цветовой температурой 3500-10000К, изменяя химический состав люминофора YAG и регулируя толщину слоя люминофора. Этот метод получения белого света с помощью синего светодиода имеет преимущества простой структуры, низкой стоимости и высокой технической зрелости, поэтому он используется чаще всего.