Arbeidsprinsipp for LED-lampe

LED (lysemitterende diode) er en solid-state halvlederenhet som kan konvertere elektrisk energi til synlig lys. Den kan direkte konvertere elektrisitet til lys. Hjertet til LED er en halvlederskive. Den ene enden av waferen er festet til en brakett, den ene enden er en negativ elektrode, og den andre enden er koblet til den positive elektroden på strømforsyningen, slik at hele waferen er innkapslet av epoksyharpiks.

Halvlederbrikken består av to deler. Den ene delen er en p-type halvleder, hvor hull dominerer, og den andre enden er en n-type halvleder, hovedsakelig elektroner. Men når de to halvlederne er koblet sammen, dannes det et p-n-kryss mellom dem. Når strømmen virker på brikken gjennom ledningen, vil elektronene skyves til p-området, hvor elektronene og hullene sammensettes, og deretter sende ut energi i form av fotoner. Dette er prinsippet for LED-lysutslipp. Lysets bølgelengde, det vil si lysets farge, bestemmes av materialet som danner p-n-krysset.

LED kan direkte sende ut rødt, gult, blått, grønt, grønt, oransje, lilla og hvitt lys.

Til å begynne med ble led brukt som indikatorlyskilde for instrumenter og målere. Senere ble LED i forskjellige lysfarger mye brukt i trafikklys og store skjermer, noe som resulterte i gode økonomiske og sosiale fordeler. Ta den 12 tommers røde trafikksignallampen som et eksempel. I USA ble 140 watt glødelampe med lang levetid og lav lyseffektivitet opprinnelig brukt som lyskilde, som ga 2000 lumen hvitt lys. Etter å ha passert gjennom det røde filteret er lystapet 90 %, og etterlater bare 200 lumen rødt lys. I den nydesignede lampen tar Lumileds i bruk 18 røde LED-lyskilder, inkludert kretstap, som bruker totalt 14 watt for å produsere samme lyseffekt. Bilsignallampe er også et viktig felt for bruk av LED-lyskilder.

For generell belysning trenger folk mer hvit lyskilde. I 1998 ble hvit LED utviklet med suksess. LED-en er laget av Gan-chip og yttrium-aluminiumgranat (YAG) innkapslet sammen. Gan-brikken sender ut blått lys（ λ P = 465nm, WD = 30nm), YAG-fosfor som inneholder Ce3+ laget ved høytemperatursintring sender ut gult lys etter å ha blitt begeistret av dette blå lyset, med en toppverdi på 550n LED-lampe m. Det blå LED-substratet er installert i det bolleformede reflekterende hulrommet og dekket med et tynt lag med harpiks blandet med YAG, ca. 200-500 nm. En del av det blå lyset som sendes ut av LED-substratet absorberes av fosforet, og den andre delen av det blå lyset blandes med det gule lyset som sendes ut av fosforet for å oppnå hvitt lys.

For InGaN / YAG hvite lysdioder kan forskjellige farger av hvitt lys med fargetemperatur på 3500-10000k oppnås ved å endre den kjemiske sammensetningen til YAG-fosfor og justere tykkelsen på fosforlaget. Denne metoden for å oppnå hvitt lys gjennom blå LED har fordelene med enkel struktur, lav pris og høy teknisk modenhet, så den brukes mest.