LED ნათურის პროდუქტის პრინციპი

LED (შუქის გამოსხივების დიოდი), სინათლის გამოსხივების დიოდი, არის მყარი მდგომარეობის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია ელექტროენერგიის გარდაქმნა ხილულ სინათლედ. მას შეუძლია ელექტროენერგიის პირდაპირ გადაქცევა სინათლედ. LED-ის გული არის ნახევარგამტარული ჩიპი. ჩიპის ერთი ბოლო მიმაგრებულია სამაგრზე, ერთი ბოლო არის უარყოფითი პოლუსი, ხოლო მეორე ბოლო უკავშირდება ელექტრომომარაგების დადებით პოლუსს, ისე, რომ მთელი ჩიპი ეპოქსიდური ფისით არის მოქცეული.

ნახევარგამტარული ჩიპი ორი ნაწილისგან შედგება. ერთი ნაწილი არის P-ტიპის ნახევარგამტარი, რომელშიც დომინანტურია ხვრელები, ხოლო მეორე ბოლო არის N- ტიპის ნახევარგამტარი, რომელშიც დომინანტურია ელექტრონები. მაგრამ როდესაც ეს ორი ნახევარგამტარი დაკავშირებულია, მათ შორის იქმნება PN კავშირი. როდესაც დენი მოქმედებს ჩიპზე მავთულის მეშვეობით, ელექტრონები მიიწევენ P ზონაში, სადაც ელექტრონები კვლავ გაერთიანდებიან ხვრელებთან და შემდეგ გამოყოფენ ენერგიას ფოტონების სახით. ეს არის LED სინათლის ემისიის პრინციპი. სინათლის ტალღის სიგრძე, ანუ სინათლის ფერი, განისაზღვრება მასალის მიერ, რომელიც ქმნის PN შეერთებას.

LED-ს შეუძლია პირდაპირ ასხივოს წითელი, ყვითელი, ლურჯი, მწვანე, მწვანე, ნარინჯისფერი, მეწამული და თეთრი შუქი.

თავდაპირველად, LED გამოიყენებოდა როგორც ინსტრუმენტების და მრიცხველების ინდიკატორი სინათლის წყარო. მოგვიანებით, სხვადასხვა ღია ფერის LED-ები ფართოდ გამოიყენეს შუქნიშანში და დიდი ფართობის ჩვენებებში, რამაც კარგი ეკონომიკური და სოციალური სარგებელი მოახდინა. აიღეთ 12 დიუმიანი წითელი საგზაო სიგნალის ნათურა, როგორც მაგალითი. შეერთებულ შტატებში, 140 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურა, რომელსაც აქვს ხანგრძლივი სიცოცხლე და დაბალი მანათობელი ეფექტურობა, თავდაპირველად გამოიყენებოდა სინათლის წყაროდ, რომელიც აწარმოებდა 2000 ლუმენს თეთრ შუქს. წითელი ფილტრის გავლის შემდეგ სინათლის დანაკარგი 90%-ია, ტოვებს მხოლოდ 200 ლუმენ წითელ შუქს. ახლად დაპროექტებულ ნათურაში, Lumileds იყენებს 18 წითელ LED სინათლის წყაროს, მიკროსქემის დაკარგვის ჩათვლით. მთლიანი ენერგიის მოხმარება არის 14 ვატი, რომელსაც შეუძლია იგივე მანათობელი ეფექტი გამოიწვიოს. საავტომობილო სიგნალის ნათურა ასევე არის LED სინათლის წყაროს გამოყენების მნიშვნელოვანი სფერო.

ზოგადი განათებისთვის ადამიანებს სჭირდებათ მეტი თეთრი სინათლის წყაროები. 1998 წელს თეთრი LED წარმატებით განვითარდა. ეს LED დამზადებულია GaN ჩიპისა და იტრიუმის ალუმინის გარნეტის (YAG) ერთად შეფუთვით. GaN ჩიპი ასხივებს ლურჯ შუქს (λ P=465nm, Wd=30nm), YAG ფოსფორი, რომელიც შეიცავს Ce3+ მაღალ ტემპერატურაზე ასხივებს ყვითელ შუქს ამ ლურჯი შუქით აღგზნების შემდეგ, პიკური მნიშვნელობით 550n LED ნათურა m. ლურჯი LED სუბსტრატი დამონტაჟებულია თასის ფორმის ამრეკლი ღრუში, დაფარული ფისის თხელი ფენით შერეული YAG-ით, დაახლოებით 200-500 ნმ. LED სუბსტრატის ცისფერი შუქი ნაწილობრივ შეიწოვება ფოსფორით, ხოლო ლურჯი შუქის მეორე ნაწილი შერეულია ფოსფორის ყვითელ შუქთან თეთრი სინათლის მისაღებად.

InGaN/YAG თეთრი LED-ისთვის, YAG ფოსფორის ქიმიური შემადგენლობის შეცვლით და ფოსფორის ფენის სისქის რეგულირებით, მიიღება სხვადასხვა თეთრი განათება 3500-10000K ფერის ტემპერატურით. ლურჯი LED-ით თეთრი სინათლის მიღების ამ მეთოდს აქვს მარტივი სტრუქტურა, დაბალი ღირებულება და მაღალი ტექნოლოგიური სიმწიფე, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება.