Prinsip kerja lampu LED

LED (diod pemancar cahaya) ialah peranti semikonduktor keadaan pepejal yang boleh menukar tenaga elektrik kepada cahaya yang boleh dilihat. Ia secara langsung boleh menukar elektrik kepada cahaya. Jantung LED ialah wafer semikonduktor. Satu hujung wafer dilekatkan pada pendakap, satu hujung adalah elektrod negatif, dan hujung yang lain disambungkan ke elektrod positif bekalan kuasa, supaya seluruh wafer dibungkus oleh resin epoksi.

Cip semikonduktor terdiri daripada dua bahagian. Satu bahagian ialah semikonduktor jenis-p, di mana lubang mendominasi, dan hujung yang satu lagi ialah semikonduktor jenis-n, terutamanya elektron. Tetapi apabila kedua-dua semikonduktor disambungkan, persimpangan p-n terbentuk di antara mereka. Apabila arus bertindak pada cip melalui wayar, elektron akan ditolak ke kawasan p, di mana elektron dan lubang sebatian, dan kemudian mengeluarkan tenaga dalam bentuk foton. Ini adalah prinsip pelepasan cahaya LED. Panjang gelombang cahaya, iaitu warna cahaya, ditentukan oleh bahan yang membentuk simpang p-n.

LED boleh terus memancarkan cahaya merah, kuning, biru, hijau, hijau, oren, ungu dan putih.

Pada mulanya, led digunakan sebagai sumber lampu penunjuk instrumen dan meter. Kemudian, LED pelbagai warna cahaya digunakan secara meluas dalam lampu isyarat dan skrin paparan kawasan besar, menghasilkan faedah ekonomi dan sosial yang baik. Ambil lampu isyarat trafik merah 12 inci sebagai contoh. Di Amerika Syarikat, lampu pijar 140 watt dengan hayat perkhidmatan yang panjang dan kecekapan bercahaya rendah pada asalnya digunakan sebagai sumber cahaya, yang menghasilkan 2000 lumen cahaya putih. Selepas melalui penapis merah, kehilangan cahaya adalah 90%, meninggalkan hanya 200 lumen cahaya merah. Dalam lampu yang direka bentuk baru, Lumileds menggunakan 18 sumber cahaya LED merah, termasuk kehilangan litar, yang menggunakan sejumlah 14 watt untuk menghasilkan kesan cahaya yang sama. Lampu isyarat kereta juga merupakan medan penting dalam aplikasi sumber cahaya LED.

Untuk pencahayaan umum, orang lebih memerlukan sumber cahaya putih. Pada tahun 1998, LED putih telah berjaya dibangunkan. LED diperbuat daripada cip Gan dan yttrium aluminium garnet (YAG) yang dikapsulkan bersama. Cip Gan memancarkan cahaya biru（ λ P = 465nm, WD = 30nm), fosfor YAG yang mengandungi Ce3 + yang dibuat oleh pensinteran suhu tinggi mengeluarkan cahaya kuning selepas teruja dengan cahaya biru ini, dengan nilai puncak lampu LED 550n m. Substrat LED biru dipasang dalam rongga pemantul berbentuk mangkuk dan ditutup dengan lapisan nipis resin bercampur dengan YAG, kira-kira 200-500 nm. Sebahagian daripada cahaya biru yang dipancarkan oleh substrat LED diserap oleh fosfor, dan bahagian lain cahaya biru dicampur dengan cahaya kuning yang dipancarkan oleh fosfor untuk mendapatkan cahaya putih.

Untuk LED putih InGaN / YAG, pelbagai warna cahaya putih dengan suhu warna 3500-10000k boleh diperolehi dengan menukar komposisi kimia fosfor YAG dan melaraskan ketebalan lapisan fosfor. Kaedah mendapatkan cahaya putih melalui LED biru ini mempunyai kelebihan struktur mudah, kos rendah dan kematangan teknikal yang tinggi, jadi ia digunakan paling banyak.ã€