LED ها (دیودهای ساطع کننده نور) از طریق فرآیندی به نام کار می کنندبرق، جایی که نور هنگام عبور از یک جریان الکتریکی از یک ماده نیمه هادی ساطع می شود. در اینجا یک مرحله به مرحله از نحوه عملکرد آنها آورده شده است:
1 ساختار اساسی
LED شامل موارد زیر است:
تراشه نیمه هادی: ساخته شده از دو لایه:
لایه N: غنی از الکترونهای با بار منفی.
لایه P: غنی از "سوراخ" با بار مثبت (عدم وجود الکترون).
محل اتصال PN: مرز که در آن لایه های نوع N و نوع P قرار دارند.
آند\/کاتد: مخاطبین برقی برای اعمال ولتاژ.
لنزهای اپیوکسی: تراشه در حال انتشار را متمرکز و محافظت می کند.
2. چگونه نور تولید می شود
مرحله 1: تعصب رو به جلو
هنگامی که ولتاژ به آند (مثبت) و کاتد (منفی) اعمال می شود ، الکترونهایی از لایه N نوع به سمت لایه P جریان می یابند و سوراخ هایی از لایه P از نوع P به سمت لایه N-Type حرکت می کنند.
مرحله 2: نوترکیبی
در محل اتصال PN ، الکترون ها سوراخ های "پر" را در لایه P نوع. وقتی این اتفاق بیفتد ، انرژی به شکل آزاد می شودعکسبرداری(ذرات سبک).
مرحله 3: انتشار فوتون
انرژی (رنگ) فوتون ساطع شده بهشکاف بانداز مواد نیمه هادی (به عنوان مثال ، آرسنید گالیم برای نور قرمز ، نیترید گالیم ایندیم برای نور آبی).
3. عوامل کلیدی
شکاف باند:
شکاف های باند بزرگتر فوتون های با انرژی بالاتر (نور آبی\/UV) را تولید می کنند.
شکاف های باند کوچکتر فوتون های انرژی کمتری (نور قرمز\/مادون قرمز) تولید می کنند.
انتخاب مادی:
از آلیاژهای نیمه هادی مختلف برای دستیابی به رنگهای خاص استفاده می شود.
LED های سفید اغلب LED های آبی را با هم ترکیب می کنندپوشش فسفربرای تبدیل مقداری نور آبی به طول موج زرد\/سبز\/قرمز.
4. کارآیی و مزایا
گرمای حداقل: بر خلاف لامپ های رشته ای (که 90 ٪ انرژی را به عنوان گرما هدر می دهد) ، LED ها بیشترین انرژی را به نور تبدیل می کنند.
طول عمر: بدون رشته های شکننده و شکننده با گذشت زمان به آرامی تخریب می شوند (به عنوان مثال ، 30 ٪ روشنایی را بعد از 50 ، {3}} ساعت از دست می دهد).
نور جهت دار: نور را در یک جهت خاص منتشر می کند و نیاز به بازتابنده ها را کاهش می دهد.
5. برنامه ها
روشنایی: لامپ ها ، چراغ های خیابانی ، چراغهای جلو اتومبیل.
نمایش: تلویزیون ، تلفن های هوشمند ، بیلبوردهای دیجیتال (با استفاده از LED های RGB).
نشانگرها: دکمه های برق ، سیگنال های راهنمایی و رانندگی.
چرا LED ها مانند لامپ های معمولی کار نمی کنند
لامپ های رشته ای از یک رشته گرم برای درخشش استفاده می کنند ، در حالی که LED ها به آن اعتماد می کنندنوترکیب سوراخ الکتروندر نیمه هادی ها. این امر باعث می شود LED ها از نظر انرژی ، دوام و همه کاره در کنترل رنگ بیشتر باشند.
به طور خلاصه ، LED ها با بهره برداری از خواص کوانتومی نیمه هادی ها-ازدواج فیزیک و مهندسی که باعث انقلابی در نورپردازی مدرن شده است ، برق را به نور تبدیل می کنند! 💡