Driftsprinsipp for LED-lampe

LED er en solid state-halvlederenhet som kan konvertere elektrisk energi til synlig lys. Den kan direkte konvertere elektrisitet til lys. Hjertet til LED er en halvlederbrikke. Den ene enden av brikken er festet til en brakett, den ene enden er en negativ pol, og den andre enden er koblet til den positive polen til strømforsyningen, slik at hele brikken er innkapslet av epoksyharpiks.

Halvlederbrikken består av to deler. Den ene delen er en halvleder av P-type, hvor hull er dominerende, og den andre enden er en halvleder av N-type, hvor elektroner er dominerende. Men når disse to halvlederne er koblet sammen, dannes det et P-N-kryss mellom dem. Når strømmen virker på brikken gjennom ledningen, vil elektronene skyves til P-området, hvor elektronene vil rekombinere med hull, og deretter sende ut energi i form av fotoner. Dette er prinsippetLED lysutslipp. Bølgelengden til lyset, det vil si lysets farge, bestemmes av materialet som danner P-N-krysset.

LED kan direkte sende ut rødt, gult, blått, grønt, grønt, oransje, lilla og hvitt lys.

Til å begynne med ble LED brukt som indikatorlyskilde for instrumenter og målere. Senere ble forskjellige lysfargede LED-er mye brukt i trafikklys og store skjermer, noe som ga gode økonomiske og sosiale fordeler. Ta den 12 tommers røde trafikksignallampen som et eksempel. I USA ble den 140 watts glødelampen med lang levetid og lav lyseffektivitet opprinnelig brukt som lyskilde, som produserte 2000 lumen hvitt lys. Etter å ha passert det røde filteret er lystapet 90 %, og etterlater bare 200 lumen rødt lys. I den nydesignede lampen bruker Lumileds 18 røde LED-lyskilder, inkludert kretstap. Det totale strømforbruket er 14 watt, noe som kan gi samme lyseffekt. Bilsignallampe er også et viktig felt for bruk av LED-lyskilder.

For generell belysning trenger folk flere hvite lyskilder. I 1998 ble hvit LED utviklet med suksess. Denne LED-en er laget ved å pakke GaN-brikke og yttriumaluminiumgranat (YAG) sammen. GaN-brikken sender ut blått lys（ λ P=465nm, Wd=30nm), YAG-fosforen som inneholder Ce3+ sintret ved høy temperatur sender ut gult lys etter å ha blitt eksitert av dette blå lyset, med en toppverdi på 550n LED-lampe m. Det blå LED-substratet er installert i det bolleformede refleksjonshulrommet, dekket med et tynt lag med harpiks blandet med YAG, ca. 200-500nm. Det blå lyset fra LED-substratet absorberes delvis av fosforet, og den andre delen av det blå lyset blandes med det gule lyset fra fosforet for å oppnå hvitt lys.

For InGaN/YAG hvit LED, ved å endre den kjemiske sammensetningen av YAG-fosfor og justere tykkelsen på fosforlaget, kan forskjellige hvite lys med fargetemperatur på 3500-10000K oppnås. Denne metoden for å oppnå hvitt lys gjennom blå LED har fordelene med enkel struktur, lav pris og høyteknologisk modenhet, så den er mye brukt.