Princípio de funcionamento da lâmpada LED

O LED (diodo emissor de luz) é um dispositivo semicondutor de estado sólido que pode converter energia elétrica em luz visível. Ele pode converter diretamente eletricidade em luz. O coração do LED é uma pastilha semicondutora. Uma extremidade do wafer é presa a um suporte, uma extremidade é um eletrodo negativo e a outra extremidade é conectada ao eletrodo positivo da fonte de alimentação, de modo que todo o wafer seja encapsulado por resina epóxi.

O chip semicondutor consiste em duas partes. Uma parte é um semicondutor do tipo p, no qual os buracos dominam, e a outra extremidade é um semicondutor do tipo n, principalmente elétrons. Mas quando os dois semicondutores estão conectados, uma junção p-n é formada entre eles. Quando a corrente atua no chip através do fio, os elétrons serão empurrados para a região p, onde os elétrons e buracos se compõem, e então emitirão energia na forma de fótons. Este é o princípio da emissão de luz LED. O comprimento de onda da luz, ou seja, a cor da luz, é determinado pelo material que forma a junção p-n.

O LED pode emitir diretamente luz vermelha, amarela, azul, verde, verde, laranja, roxa e branca.

No início, o led era usado como fonte de luz indicadora de instrumentos e medidores. Mais tarde, o LED de várias cores de luz foi amplamente utilizado em semáforos e telas de exibição de grandes áreas, resultando em bons benefícios econômicos e sociais. Pegue a lâmpada vermelha de sinal de trânsito de 12 polegadas como exemplo. Nos Estados Unidos, uma lâmpada incandescente de 140 watts com longa vida útil e baixa eficiência luminosa foi originalmente usada como fonte de luz, que produzia 2.000 lúmens de luz branca. Após passar pelo filtro vermelho, a perda de luz é de 90%, deixando apenas 200 lúmens de luz vermelha. Na lâmpada recém-projetada, a Lumileds adota 18 fontes de luz de LED vermelho, incluindo perda de circuito, que consome um total de 14 watts para produzir o mesmo efeito de luz. Lâmpada de sinal de automóvel também é um campo importante de aplicação de fonte de luz LED.

Para iluminação geral, as pessoas precisam mais de uma fonte de luz branca. Em 1998, o LED branco foi desenvolvido com sucesso. O LED é feito de chip Gan e granada de alumínio ítrio (YAG) encapsulados juntos. O chip Gan emite luz azul （ λ P = 465nm, WD = 30nm), o fósforo YAG contendo Ce3+ feito por sinterização de alta temperatura emite luz amarela após ser excitado por esta luz azul, com um valor de pico de 550n lâmpada LED m. O substrato de LED azul é instalado na cavidade refletora em forma de tigela e coberto com uma fina camada de resina misturada com YAG, cerca de 200-500 nm. Parte da luz azul emitida pelo substrato do LED é absorvida pelo fósforo, e a outra parte da luz azul é misturada com a luz amarela emitida pelo fósforo para obter a luz branca.

Para LEDs brancos InGaN / YAG, várias cores de luz branca com temperatura de cor de 3500-10000k podem ser obtidas alterando a composição química do fósforo YAG e ajustando a espessura da camada de fósforo. Este método de obtenção de luz branca através de LED azul tem as vantagens de estrutura simples, baixo custo e alta maturidade técnica, por isso é o mais utilizado.