Principio di funzionamento della lampada a LED

Il LED (Light Emitting Diode) è un dispositivo semiconduttore a stato solido in grado di convertire l'energia elettrica in luce visibile. Può convertire direttamente l'elettricità in luce. Il cuore del LED è un wafer semiconduttore. Un'estremità del wafer è fissata a una staffa, un'estremità è un elettrodo negativo e l'altra estremità è collegata all'elettrodo positivo dell'alimentatore, in modo che l'intero wafer sia incapsulato da resina epossidica.

Il chip semiconduttore è composto da due parti. Una parte è un semiconduttore di tipo p, in cui dominano le lacune, e l'altra estremità è un semiconduttore di tipo n, principalmente elettroni. Ma quando i due semiconduttori sono collegati, si forma una giunzione p-n tra di loro. Quando la corrente agisce sul chip attraverso il filo, gli elettroni vengono spinti nella regione p, dove gli elettroni e le lacune si compongono, e quindi emettono energia sotto forma di fotoni. Questo è il principio dell'emissione di luce a LED. La lunghezza d'onda della luce, cioè il colore della luce, è determinata dal materiale che forma la giunzione p-n.

Il LED può emettere direttamente luce rossa, gialla, blu, verde, verde, arancione, viola e bianca.

In un primo momento, il led è stato utilizzato come sorgente luminosa di indicatore di strumenti e contatori. Successivamente, il LED di vari colori di luce è stato ampiamente utilizzato nei semafori e negli schermi di visualizzazione di grandi dimensioni, con conseguenti buoni vantaggi economici e sociali. Prendi come esempio il semaforo rosso da 12 pollici. Negli Stati Uniti, come sorgente luminosa era originariamente utilizzata una lampada a incandescenza da 140 watt con una lunga durata e una bassa efficienza luminosa, che produceva 2000 lumen di luce bianca. Dopo aver attraversato il filtro rosso, la perdita di luce è del 90%, lasciando solo 200 lumen di luce rossa. Nella lampada di nuova concezione, Lumileds adotta 18 sorgenti luminose a LED rossi, inclusa la perdita di circuito, che consuma un totale di 14 watt per produrre lo stesso effetto luminoso. La lampada di segnalazione per automobili è anche un campo importante di applicazione della sorgente luminosa a LED.

Per l'illuminazione generale, le persone hanno bisogno di più fonti di luce bianca. Nel 1998 è stato sviluppato con successo il LED bianco. Il LED è costituito da chip Gan e granato di alluminio ittrio (YAG) incapsulati insieme. Il chip Gan emette luce blu（ λ P = 465 nm, WD = 30 nm), il fosforo YAG contenente Ce3 + prodotto mediante sinterizzazione ad alta temperatura emette luce gialla dopo essere stato eccitato da questa luce blu, con un valore di picco di 550 n lampada LED m. Il substrato del LED blu è installato nella cavità riflettente a forma di ciotola e ricoperto da un sottile strato di resina mista a YAG, di circa 200-500 nm. Parte della luce blu emessa dal substrato LED viene assorbita dal fosforo e l'altra parte della luce blu viene miscelata con la luce gialla emessa dal fosforo per ottenere luce bianca.

Per i LED bianchi InGaN / YAG, è possibile ottenere vari colori di luce bianca con temperatura di colore di 3500-10000k modificando la composizione chimica del fosforo YAG e regolando lo spessore dello strato di fosforo. Questo metodo per ottenere la luce bianca attraverso il LED blu presenta i vantaggi di una struttura semplice, un basso costo e un'elevata maturità tecnica, quindi viene utilizzato maggiormente.