Принципи на LED светлинните продукти

LED (Light Emitting Diode) е твърдо полупроводниково устройство, което може да преобразува електрическа енергия във видима светлина. Може директно да преобразува електричеството в светлина. Сърцето на светодиода е полупроводников чип, като единият край е прикрепен към скоба, единият край е отрицателният електрод, а другият край е свързан към положителния електрод на захранването, което прави целия чип капсулиран в епоксидна смола.

Полупроводниковият чип се състои от две части, едната е полупроводник от тип P, в който доминират дупките, а другата е полупроводник от тип N, в който доминират електроните. Но когато тези два полупроводника са свързани, между тях се образува P-N преход. Когато токът преминава през жицата и действа върху чипа, електроните се изтласкват към областта P, където се рекомбинират с дупки и излъчват енергия под формата на фотони. Това е принципът наLED светлинаемисия. Дължината на вълната на светлината, известна още като цвета на светлината, се определя от материала, който образува P-N прехода.

Светодиодите могат да излъчват директно червена, жълта, синя, зелена, синя, оранжева, лилава и бяла светлина.

Първоначално LED се използва като светлинен индикатор за инструменти и измервателни уреди. По-късно различни цветни светодиоди бяха широко използвани в пътните сигнали и дисплеите с голяма площ, което доведе до добри икономически и социални ползи. Като вземем за пример 12-инчовия червен светофар, в Съединените щати 140-ватова лампа с нажежаема жичка с дълъг живот и ниска визуална ефективност първоначално е била използвана като източник на светлина, произвеждайки 2000 лумена бяла светлина. След преминаване през червения филтър, загубата на светлина е 90%, оставяйки само 200 лумена червена светлина. В новопроектираната лампа Lumileds използва 18 червени светодиодни източника на светлина, включително загубите на веригата, които консумират общо 14 вата електроенергия и произвеждат същия светлинен ефект. Автомобилните сигнални светлини също са важно поле за приложение на LED източници на светлина.

За общо осветление хората се нуждаят повече от източници на бяла светлина. Разработването на светодиоди, излъчващи бяла светлина, беше успешно през 1998 г. Този тип светодиоди се правят чрез капсулиране на GaN чипове и итриев алуминиев гранат (YAG) заедно. GaN чипът излъчва синя светлина（ λ YAG флуоресцентният прах, съдържащ Ce3+, произведен чрез високотемпературно синтероване (p=465nm, Wd=30nm), излъчва жълта светлина, след като бъде възбуден от тази синя светлина, с пик от 550nLED светлинам. Светодиодният субстрат със синя светлина е монтиран в рефлекторна кухина с форма на купа, покрита с тънък слой смола, смесен с YAG, около 200-500 nm. Синята светлина, излъчвана от LED субстрата, се абсорбира от флуоресцентния прах, а друга част от синята светлина се смесва с жълтата светлина, излъчвана от флуоресцентния прах, за да се получи бяла светлина.

За InGaN/YAG бели светодиоди, чрез промяна на химическия състав на YAG фосфора и регулиране на дебелината на фосфорния слой, могат да се получат различни цветове бяла светлина с цветна температура от 3500-10000K. Този метод за получаване на бяла светлина чрез син светодиод е широко използван поради своята проста конструкция, ниска цена и висока технологична зрялост.