Принцип работы светодиодной лампы

Светодиод — это твердотельное полупроводниковое устройство, которое может преобразовывать электрическую энергию в видимый свет. Он может напрямую преобразовывать электричество в свет. Сердцем светодиода является полупроводниковый чип. Один конец чипа прикреплен к кронштейну, один конец является отрицательным полюсом, а другой конец подключен к положительному полюсу источника питания, так что весь чип залит эпоксидной смолой.

Полупроводниковый чип состоит из двух частей. Одна часть представляет собой полупроводник P-типа, в котором доминируют дырки, а другой конец представляет собой полупроводник N-типа, в котором доминируют электроны. Но когда эти два полупроводника соединяются, между ними образуется P-N переход. Когда ток действует на чип через провод, электроны будут выталкиваться в область P, где электроны будут рекомбинировать с дырками, а затем излучать энергию в виде фотонов. Это принципсветодиодный светэмиссия. Длина волны света, то есть цвет света, определяется материалом, из которого состоит PN-переход.

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

Сначала светодиод использовался в качестве источника индикаторного света приборов и измерителей. Позже различные цветные светодиоды стали широко использоваться в светофорах и дисплеях большой площади, принося хорошие экономические и социальные выгоды. В качестве примера возьмем 12-дюймовую красную светофорную лампу. В США в качестве источника света изначально использовалась лампа накаливания мощностью 140 Вт с длительным сроком службы и низкой светоотдачей, которая давала 2000 люмен белого света. После прохождения через красный фильтр потеря света составляет 90%, остается только 200 люмен красного света. В новой конструкции лампы Lumileds использует 18 красных светодиодных источников света, включая потери в цепи. Общая потребляемая мощность составляет 14 Вт, что позволяет производить такой же световой эффект. Автомобильные сигнальные лампы также являются важной областью применения светодиодных источников света.

Для общего освещения людям нужно больше источников белого света. В 1998 году был успешно разработан белый светодиод. Этот светодиод изготовлен путем упаковки чипа GaN и иттрий-алюминиевого граната (YAG). Чип GaN излучает синий свет (λ P=465 нм, Wd = 30 нм), YAG-люминофор, содержащий Ce3+, спеченный при высокой температуре, излучает желтый свет после возбуждения этим синим светом с пиковым значением 550n светодиодной лампы m. Подложка синего светодиода установлена ​​в отражающей полости чашеобразной формы, покрытой тонким слоем смолы, смешанной с YAG, толщиной около 200-500 нм. Синий свет от светодиодной подложки частично поглощается люминофором, а другая часть синего света смешивается с желтым светом люминофора для получения белого света.

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