LED (Light Emitting Diode), světelná dioda, je polovodičová součástka v pevné fázi, která dokáže přeměňovat elektrickou energii na viditelné světlo. Dokáže přímo přeměňovat elektřinu na světlo. Srdcem LED diody je polovodičový čip. Jeden konec čipu je připevněn k držáku, jeden konec je záporný pól a druhý konec je připojen ke kladnému pólu napájecího zdroje, takže celý čip je zapouzdřen epoxidovou pryskyřicí.
Polovodičový čip se skládá ze dvou částí. Jedna část je polovodič typu P, ve kterém dominují díry, a druhý konec je polovodič typu N, ve kterém dominují elektrony. Když jsou však tyto dva polovodiče propojeny, vytvoří se mezi nimi PN přechod. Když proud působí na čip přes vodič, elektrony jsou tlačeny do oblasti P, kde se rekombinují s dírami a poté emitují energii ve formě fotonů. To je princip emise LED světla. Vlnová délka světla, tj. barva světla, je určena materiálem, který tvoří PN přechod.
LED dioda může přímo vyzařovat červené, žluté, modré, zelené, oranžové, fialové a bílé světlo.
Zpočátku se LED diody používaly jako zdroj světla pro indikátory přístrojů a měřidel. Později se různé světlé LED diody široce používaly v semaforech a velkoplošných displejích, což přinášelo dobré ekonomické a sociální výhody. Vezměte si jako příklad 12palcovou červenou semaforovou lampu. Ve Spojených státech se jako zdroj světla původně používala 140wattová žárovka s dlouhou životností a nízkou světelnou účinností, která produkovala 2000 lumenů bílého světla. Po průchodu červeným filtrem je ztráta světla 90 %, takže zbývá pouze 200 lumenů červeného světla. V nově navržené lampě společnost Lumileds používá 18 červených LED světelných zdrojů, včetně ztrát v obvodu. Celková spotřeba energie je 14 wattů, což může produkovat stejný světelný efekt. Důležitou oblastí použití LED světelných zdrojů je také automobilová semaforová lampa.
Pro všeobecné osvětlení lidé potřebují více zdrojů bílého světla. V roce 1998 byla úspěšně vyvinuta bílá LED. Tato LED dioda je vyrobena spojením GaN čipu a yttrium-hlinitého granátu (YAG). GaN čip emituje modré světlo (λP=465nm, Wd=30nm), YAG fosfor obsahující Ce3+ slinutý při vysoké teplotě emituje po excitaci tímto modrým světlem žluté světlo s maximální hodnotou LED lampy 550nm. Modrý LED substrát je instalován v odrazové dutině ve tvaru misky a je pokryt tenkou vrstvou pryskyřice smíchané s YAG, přibližně 200-500nm. Modré světlo ze substrátu LED je částečně absorbováno fosforem a druhá část modrého světla je smíchána se žlutým světlem z fosforu, čímž se získá bílé světlo.
U bílých InGaN/YAG LED lze změnou chemického složení YAG fosforu a úpravou tloušťky fosforové vrstvy získat různé druhy bílého světla s barevnou teplotou 3500-10000K. Tato metoda získávání bílého světla pomocí modrých LED má jednoduchou strukturu, nízké náklady a vysokou technologickou vyspělost, takže je široce používána.
Čas zveřejnění: 29. ledna 2024