LED princip luči

LED (svetleča dioda)je polprevodniška naprava, ki lahko pretvori električno energijo v vidno svetlobo. Lahko neposredno pretvori električno energijo v svetlobo. Srce LED je polprevodniški čip. En konec čipa je pritrjen na nosilec, en konec je negativna elektroda, drugi konec pa je povezan s pozitivno elektrodo napajalnika, tako da je celoten čip zavit v epoksi smolo.

Polprevodniška rezina je sestavljena iz dveh delov. En del je polprevodnik tipa P, v katerem prevladujejo luknje, drugi del pa je polprevodnik tipa N, kjer so prisotni predvsem elektroni. Toda ko sta ta dva polprevodnika povezana, se med njima oblikuje P-N spoj. Ko tok skozi žico deluje na rezino, bodo elektroni potisnjeni v območje P, kjer se bodo elektroni rekombinirali z luknjami, nato pa bo energija oddana v obliki fotonov. To je princip oddajanja svetlobe LED. Valovno dolžino svetlobe, to je barvo svetlobe, določa material, ki tvori P-N spoj.

LED lahko neposredno oddaja rdečo, rumeno, modro, zeleno, cian, oranžno, vijolično in belo svetlobo.

Sprva so bile LED diode uporabljene kot indikatorski svetlobni viri za instrumente. Kasneje so se LED diode različnih svetlobnih barv pogosto uporabljale v semaforjih in zaslonih z velikimi površinami, kar je prineslo dobre gospodarske in družbene koristi. Za primer vzemite 12-palčni rdeči semafor. V Združenih državah se kot vir svetlobe uporablja 140-vatna žarnica z žarilno nitko z dolgo življenjsko dobo in šibko svetlobo, ki proizvaja 2000 lumnov bele svetlobe. Po prehodu skozi rdeči filter se izgubi 90 % svetlobe, tako da ostane le 200 lumnov rdeče svetlobe. V novo oblikovani svetilki Lumileds uporablja 18 rdečih LED svetlobnih virov, ki skupaj porabijo 14 vatov energije, vključno z izgubami v tokokrogu, da ustvarijo enak svetlobni učinek. Avtomobilske signalne luči so prav tako pomembno področje za uporabo svetlobnih virov LED.

Za splošno razsvetljavo ljudje potrebujejo vire bele svetlobe. Leta 1998 je bila uspešno razvita LED-svetloba, ki oddaja belo svetlobo. Ta vrsta LED je izdelana s pakiranjem GaN čipov in itrijevo-aluminijevega granata (YAG). Čip GaN oddaja modro svetlobo (λp=465nm, Wd=30nm), fosfor YAG, ki vsebuje Ce3+, izdelan z visokotemperaturnim sintranjem, pa oddaja rumeno svetlobo, potem ko ga vzbuja modra svetloba, z najvišjo vrednostjo 550nLED žarnica m. Modra LED podlaga je nameščena v skledasto odsevno votlino in prekrita s tanko plastjo smole, pomešane z YAG, približno 200-500 nm. Del modre svetlobe, ki jo oddaja LED substrat, absorbira fosfor, drugi del modre svetlobe pa se pomeša z rumeno svetlobo, ki jo oddaja fosfor, da dobimo belo svetlobo.

Za InGaN/YAG bele LED diode lahko s spreminjanjem kemijske sestave fosforja YAG in prilagoditvijo debeline fosforne plasti pridobimo belo svetlobo različnih barv z barvno temperaturo 3500-10000K. Ta način pridobivanja bele svetlobe preko modre LED ima preprosto strukturo, nizko ceno in visoko tehnološko zrelost, zato je najbolj uporabljan.