Princíp LED svetiel

LED (Light Emitting Diode) je polovodičové zariadenie v pevnej fáze, ktoré dokáže premieňať elektrickú energiu na viditeľné svetlo, ktoré môže priamo premieňať elektrickú energiu na svetlo. Srdcom LED je polovodičový čip, ktorého jeden koniec je pripevnený k držiaku, jeden koniec je záporná elektróda a druhý koniec je pripojený ku kladnej elektróde napájacieho zdroja, vďaka čomu je celý čip zapuzdrený v epoxidovej živici. .
Polovodičový čip pozostáva z dvoch častí, jedna je polovodič typu P, v ktorom dominujú diery, a druhá je polovodič typu N, v ktorom dominujú elektróny. Ale keď sú tieto dva polovodiče spojené, vytvorí sa medzi nimi PN prechod. Keď elektrický prúd prechádza drôtom a pôsobí na tento čip, elektróny sú tlačené smerom k oblasti P, kde sa rekombinujú s dierami a emitujú energiu vo forme fotónov. Toto je princíp vyžarovania LED svetla. Vlnová dĺžka svetla, známa aj ako farba svetla, je určená materiálom, ktorý tvorí PN prechod.
LED môže priamo vyžarovať červené, žlté, modré, zelené, modré, oranžové, fialové a biele svetlo.
Spočiatku sa LED používala ako svetelný zdroj pre prístroje a merače. Neskôr boli rôzne farebné LED diódy široko používané v semaforoch a veľkoplošných displejoch, čo malo za následok dobré ekonomické a sociálne výhody. Ak si vezmeme ako príklad 12-palcový červený semafor, v Spojených štátoch bola pôvodne ako zdroj svetla použitá 140-wattová žiarovka s dlhou životnosťou a nízkou vizuálnou účinnosťou, ktorá produkuje 2000 lúmenov bieleho svetla. Po prechode cez červený filter je strata svetla 90%, zostáva len 200 lumenov červeného svetla. V novonavrhnutom svietidle Lumileds využíva 18 červených LED svetelných zdrojov vrátane obvodových strát, ktoré spotrebujú celkovo 14 wattov energie a vytvárajú rovnaký svetelný efekt. Signalizačné svetlá do auta sú tiež dôležitou oblasťou pre aplikáciu LED svetelných zdrojov.
Pre všeobecné osvetlenie ľudia uprednostňujú biele zdroje svetla. V roku 1998 bola úspešne vyvinutá LED vyžarujúca biele svetlo. Tento typ LED je vyrobený zapuzdrením čipov GaN a ytriového hliníkového granátu (YAG). Čip GaN vyžaruje modré svetlo（ λ P=465nm, Wd=30nm), vysokoteplotný sintrovaný fluorescenčný prášok YAG obsahujúci Ce3+vyžaruje žlté svetlo po excitácii týmto modrým svetlom, pričom špičková hodnota 550n LED lampa m. Modrý LED substrát je inštalovaný v miske v tvare odrazovej dutiny, pokrytej tenkou vrstvou živice zmiešanej s YAG, približne 200-500 nm. Modré svetlo vyžarované LED substrátom je čiastočne absorbované fluorescenčným práškom, zatiaľ čo druhá časť je zmiešaná so žltým svetlom vyžarovaným fluorescenčným práškom, aby sa získalo biele svetlo.
V prípade bielych LED diód InGaN/YAG možno zmenou chemického zloženia fosforu YAG a úpravou hrúbky vrstvy fosforu získať rôzne farby bieleho svetla s farebnou teplotou 3500-10000 K. Tento spôsob získavania bieleho svetla prostredníctvom modrej LED je široko používaný vďaka svojej jednoduchej štruktúre, nízkej cene a vysokej technologickej vyspelosti.