LED (Light Emitting Diode), святловыпрамяняльны дыёд, уяўляе сабой цвёрдацельны паўправадніковы прыбор, які можа пераўтвараць электрычную энергію ў бачнае святло. Ён можа непасрэдна пераўтвараць электрычнасць у святло. Сэрцам святлодыёда з'яўляецца паўправадніковы чып. Адзін канец чыпа прымацаваны да кранштэйна, адзін канец з'яўляецца адмоўным полюсам, а другі канец падлучаны да станоўчага полюса крыніцы харчавання, так што ўвесь чып герметызуецца эпаксіднай смалой.
Паўправадніковы чып складаецца з дзвюх частак. Адна частка ўяўляе сабой паўправаднік P-тыпу, у якім дамінуюць дзіркі, а другі канец - паўправаднік N-тыпу, у якім дамінуюць электроны. Але калі гэтыя два паўправаднікі злучаюцца, паміж імі ўтвараецца PN-пераход. Калі ток дзейнічае на чып праз дрот, электроны будуць выштурхоўвацца ў вобласць Р, дзе электроны будуць рэкамбінаваць з дзіркамі, а затым выпраменьваць энергію ў выглядзе фатонаў. Гэта прынцып святлодыёднага выпраменьвання. Даўжыня хвалі святла, гэта значыць колер святла, вызначаецца матэрыялам, які ўтварае PN-пераход.
Святлодыёд можа непасрэдна выпраменьваць чырвоны, жоўты, сіні, зялёны, зялёны, аранжавы, фіялетавы і белы святло.
Спачатку святлодыёд выкарыстоўваўся ў якасці індыкатарнай крыніцы святла прыбораў і лічыльнікаў. Пазней розныя светлыя святлодыёды шырока выкарыстоўваліся ў святлафорах і дысплеях вялікай плошчы, што прынесла добрыя эканамічныя і сацыяльныя выгады. У якасці прыкладу возьмем 12-цалевы чырвоны сігнал святлафора. У Злучаных Штатах у якасці крыніцы святла першапачаткова выкарыстоўвалася 140-ватная лямпа напальвання з доўгім тэрмінам службы і нізкай светлавой эфектыўнасцю, якая выдавала 2000 люмен белага святла. Пасля праходжання праз чырвоны фільтр страта святла складае 90%, пакідаючы толькі 200 люмен чырвонага святла. У нядаўна распрацаванай лямпе Lumileds выкарыстоўваецца 18 чырвоных святлодыёдных крыніц святла, уключаючы страты ў ланцугу. Агульная спажываная магутнасць складае 14 Вт, што можа вырабляць такі ж светлавы эфект. Аўтамабільныя сігнальныя лямпы таксама з'яўляюцца важнай сферай прымянення святлодыёдных крыніц святла.
Для агульнага асвятлення людзям патрэбна больш крыніц белага святла. У 1998 годзе белы святлодыёд быў паспяхова распрацаваны. Гэты святлодыёд зроблены шляхам упакоўкі чыпа GaN і ітрыевага алюмініевага граната (YAG). Чып GaN выпраменьвае сіняе святло (λ P = 465 нм, Wd = 30 нм), люмінафор YAG, які змяшчае Ce3+, спечаны пры высокай тэмпературы, выпраменьвае жоўтае святло пасля ўзбуджэння гэтым сінім святлом з пікавым значэннем святлодыёднай лямпы 550 н. Сіняя святлодыёдная падкладка ўсталёўваецца ў паражніну адлюстравання ў форме чашы, пакрытую тонкім пластом смалы, змешанай з YAG, каля 200-500 нм. Сіні святло святлодыёднай падкладкі часткова паглынаецца люмінафорам, а іншая частка сіняга святла змешваецца з жоўтым святлом люмінафора, каб атрымаць белае святло.
Для белага святлодыёда InGaN/YAG шляхам змены хімічнага складу люмінафора YAG і рэгулявання таўшчыні пласта люмінафора можна атрымаць розныя белыя агні з каляровай тэмпературай 3500-10000K. Гэты метад атрымання белага святла праз сіні святлодыёд мае простую структуру, нізкі кошт і высокую тэхналогію сталасці, таму ён шырока выкарыстоўваецца.
Час публікацыі: 29 студзеня 2024 г