LED (Light Emitting Diode), דיודה פולטת אור, היא התקן מוליכים למחצה במצב מוצק שיכול להמיר אנרגיה חשמלית לאור נראה. זה יכול להמיר חשמל ישירות לאור. הלב של LED הוא שבב מוליכים למחצה. קצה אחד של השבב מחובר לתושבת, קצה אחד הוא קוטב שלילי, והקצה השני מחובר לקוטב החיובי של ספק הכוח, כך שהשבב כולו עטוף בשרף אפוקסי.
שבב המוליך למחצה מורכב משני חלקים. חלק אחד הוא מוליך למחצה מסוג P, שבו החורים דומיננטיים, והקצה השני הוא מוליך למחצה מסוג N, שבו אלקטרונים דומיננטיים. אבל כאשר שני מוליכים למחצה אלה מחוברים, נוצר צומת PN ביניהם. כאשר הזרם פועל על השבב דרך החוט, האלקטרונים יידחקו לאזור P, שם האלקטרונים יתחברו מחדש עם חורים, ואז יפלטו אנרגיה בצורה של פוטונים. זהו העיקרון של פליטת אור LED. אורך הגל של האור, כלומר צבע האור, נקבע לפי החומר שיוצר את צומת ה-PN.
LED יכול לפלוט ישירות אור אדום, צהוב, כחול, ירוק, ירוק, כתום, סגול ולבן.
בתחילה, LED שימש כמקור אור חיווי של מכשירים ומדים. מאוחר יותר, נורות לד בצבעי אור היו בשימוש נרחב ברמזורים ובתצוגות שטח גדולות, והניבו יתרונות כלכליים וחברתיים טובים. קח את מנורת האיתות האדומה בגודל 12 אינץ' כדוגמה. בארצות הברית, מנורת הליבון של 140 וואט עם אורך חיים ארוך ויעילות אור נמוכה שימשה במקור כמקור האור, שהפיק 2000 לומן של אור לבן. לאחר מעבר דרך המסנן האדום, אובדן האור הוא 90%, ומשאיר רק 200 לומן של אור אדום. במנורה המעוצבת החדשה, Lumileds משתמשת ב-18 מקורות אור LED אדומים, כולל אובדן מעגל. צריכת החשמל הכוללת היא 14 וואט, מה שיכול לייצר את אותו אפקט זוהר. מנורת אות לרכב היא גם תחום חשוב של יישום מקור אור LED.
עבור תאורה כללית, אנשים צריכים יותר מקורות אור לבנים. בשנת 1998 פותחה בהצלחה LED לבנה. LED זה מיוצר על ידי אריזה של שבב GaN ונופך אלומיניום איטריום (YAG) ביחד. שבב GaN פולט אור כחול （ λ P=465nm, Wd=30nm), הזרחן YAG המכיל Ce3+ מושחת בטמפרטורה גבוהה פולט אור צהוב לאחר שהוא נרגש מאור כחול זה, עם ערך שיא של מנורת LED 550n m. מצע ה-LED הכחול מותקן בחלל השתקפות בצורת קערה, מכוסה בשכבה דקה של שרף מעורבב עם YAG, כ-200-500nm. האור הכחול ממצע ה-LED נספג בחלקו על ידי הזרחן, והחלק השני של האור הכחול מעורבב עם האור הצהוב מהזרחן לקבלת אור לבן.
עבור InGaN/YAG LED לבן, על ידי שינוי ההרכב הכימי של זרחן YAG והתאמת עובי שכבת הזרחן, ניתן להשיג אורות לבנים שונים עם טמפרטורת צבע של 3500-10000K. שיטה זו להשגת אור לבן באמצעות LED כחול היא בעלת מבנה פשוט, עלות נמוכה ובגרות טכנולוגיה גבוהה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב.
זמן פרסום: 29 בינואר 2024