Принцип ЛЕД светла

ЛЕД (диода која емитује светлост)је полупроводнички уређај у чврстом стању који може да претвара електричну енергију у видљиву светлост. Може директно претворити електричну енергију у светлост. Срце ЛЕД диоде је полупроводнички чип. Један крај чипа је причвршћен за држач, један крај је негативна електрода, а други крај је повезан са позитивном електродом напајања, тако да је цео чип инкапсулиран у епоксидну смолу.

Полупроводничка плоча се састоји од два дела. Један део је полупроводник П-типа, у коме доминирају рупе, а други крај је полупроводник Н-типа, где су углавном присутни електрони. Али када су ова два полупроводника повезана, између њих се формира П-Н спој. Када струја делује на плочицу кроз жицу, електрони ће бити потиснути у П регион, где ће се електрони рекомбиновати са рупама, а затим ће енергија бити емитована у облику фотона. Ово је принцип ЛЕД светла. Таласна дужина светлости, односно боја светлости, одређена је материјалом који формира П-Н спој.

ЛЕД може директно да емитује црвену, жуту, плаву, зелену, цијан, наранџасту, љубичасту и белу светлост.

У почетку су ЛЕД диоде коришћене као индикаторски извори светла за инструменте. Касније су ЛЕД диоде различитих светлих боја нашироко коришћене у семафорима и екранима велике површине, производећи добре економске и друштвене користи. Узмимо за пример црвено светло на семафору од 12 инча. У Сједињеним Државама се као извор светлости користи дуготрајна лампа са визуелном ефикасношћу слабог осветљења од 140 вати, која производи 2.000 лумена беле светлости. Након проласка кроз црвени филтер, 90% светлости се губи, остављајући само 200 лумена црвене светлости. У новодизајнираној лампи, Лумиледс користи 18 црвених ЛЕД извора светлости, који троше укупно 14 вати снаге укључујући губитке у колу да би произвели исти светлосни ефекат. Аутомобилска сигнална светла су такође важна област за апликације ЛЕД извора светлости.

За опште осветљење људима су потребни извори беле светлости. Године 1998. успешно је развијен ЛЕД који емитује бело светло. Ова врста ЛЕД диода је направљена паковањем ГаН чипова и итријум алуминијумског граната (ИАГ). ГаН чип емитује плаво светло (λп=465нм, Вд=30нм), а ИАГ фосфор који садржи Це3+ направљен високотемпературним синтеровањем емитује жуту светлост након што је узбуђен плавом светлошћу, са вршном вредношћу од 550нЛЕД лампе м. Плава ЛЕД подлога је уграђена у рефлектујућу шупљину у облику посуде и прекривена танким слојем смоле помешане са ИАГ, око 200-500 нм. Део плаве светлости коју емитује ЛЕД супстрат апсорбује фосфор, а други део плаве светлости се меша са жутом светлошћу коју емитује фосфор да би се добила бела светлост.

За ИнГаН/ИАГ беле ЛЕД диоде, променом хемијског састава ИАГ фосфора и подешавањем дебљине слоја фосфора, може се добити бела светлост разних боја са температуром боје од 3500-10000К. Овај метод добијања беле светлости преко плаве ЛЕД диоде има једноставну структуру, ниску цену, високу технолошку зрелост, па је и најкоришћенији.