Kio estas LED?
Kio estas LED?
LED-difino
Lumemita diodo (LED) estas duonkondukanta aparato, kiu emitas lumon, kiam elektra fluo pasas tra ĝi.Pliaj LED-teknologioj uzis arsenidgallium-fosfidon (GaAsP), galliumfosidon (GaP) kaj aluminogallium-arsenidon (AlGaAs).LED-joj produktas vidan lumon per la efekto de elektroluminesco, kiu okazas, kiam rekta fluo pasas tra dopeda kristalo kun PN-kunligo.
Dopingo implicas aldonon de elementoj el kolonoj III kaj V de la perioda tabelo. Kiam energizita per antaŭ-biasekzantaj fluo (IF), la p-n kunligo emitas lumon je longo de ondo determinita de la energia interspaco de la aktiva regiono (Eg).
Funkciado de Lumemita Diodo (LED)
Kiam la antaŭ-biaseka fluo IF estas aplikata tra la p-n kunligo de la diodo, malpluraj portantoj de elektronoj estas enjetitaj en la p-regionon kaj respondaj malpluraj portantoj de elektronoj estas enjetitaj en la n-regionon. Foton-emiso okazas pro rekombo de elektronoj-kavoj en la p-regiono.
Energi-transtroj de elektronoj trans la energia interspaco, nomitaj radiativaj rekombinaĵoj, produktas fotonojn (t.e., lumon), dum flankenergi-transtroj, nomitaj ne-radiativaj rekombinaĵoj, produktas fononon (t.e., varmon). La lumaj efikecoj de tipaj AlInGaP-LED-joj kaj InGaN-LED-joj por malsamaj pikaj longoj de ondo estas montritaj en la suba tablo.
La efikeco de LED-jo estas afektita de la lumo generita je la kunligo kaj perdoj pro re-absorbado, kiel la lumo eliras el la kristalo. Pro la alta reflekta indico de plej multaj duonkonduktoroj, multe da lumo reflektiĝas reen en la kristalon, diminuante sian intensivon antaŭ ol ĝi povas ekscapi. La efikeco esprimita per tiu fina mezurebla viza energia estas nomita ekstera efikeco.
La fenomeno de elektroluminesco estis observita en la jaro 1923 en nature okazantaj kunligoj, sed ĝi estis praktike neutila tiam pro sia malalta lumiga efikeco en konvertado de elektra energio al lumo. Sed hodiaŭ la efikeco pligrandigis konsiderinde kaj LED-joj estas uzataj ne nur en signaloj, indiciloj, signoj kaj ekranoj, sed ankaŭ en interaj ilumad-aplikoj kaj voja ilumad-aplikoj.
Koloro de LED-jo
La koloro de LED-aparato estas esprimita per la dominanta longo de ondo emita, λd (en nm). AlInGaP-LED-joj produktas la kolorojn ruĝa (626 ĝis 630 nm), ruĝ-oranga (615 ĝis 621 nm), oranga (605 nm) kaj ambaro (590 ĝis 592 nm). InGaN-LED-joj produktas la kolorojn verda (525 nm), blua-verda (498 ĝis 505 nm) kaj blua (470 nm). La koloro kaj antaŭ-voltago de AlInGaP-LED-joj dependas de la temperaturo de la LED-p-n kunligo.
Kiam la temperaturo de la LED-p-n kunligo pligrandigas, la lumiga intenciveco malpligrandigas, la dominanta longo de ondo ŝanĝiĝas versus pli longajn longojn de ondo, kaj la antaŭ-voltago malpligrandigas. La vario de la lumiga intenciveco de InGaN-LED-joj kun operacianta ĉirkaŭa temperaturo estas malgranda (ĉirkaŭ 10%) de − 20°C ĝis 80°C. Tamen, la dominanta longo de ondo de InGaN-LED-joj variadas kun la LED-movada fluo; kiam la LED-movada fluo pligrandigas, la dominanta longo de ondo moviĝas versus pli mallongajn longojn de ondo.
Se vi serĉas uzi kolorajn LED-jojn por elektronika projekto, la plej bonaj Arduino-startkitoj inkluzivas diversajn kolorajn LED-jojn.
Malheligado
LED-joj povas esti malheligitaj por doni 10% de ilia indikita lumiga produkto per malgrandigo de la movada fluo. LED-joj estas ĝenerale malheligitaj per teknikoj de Modulado de Puls-Breto.
Fiablaĵo
La maksimuma kunliga temperaturo (TJMAX) estas grava por la longevereco de LED-jo. Superado de tiu temperaturo kutime danĝeras la enskriptitan aparaton. La vivperiodo de LED-jo estas mezurata per Meza Tempo Inter Fiaskoj (MTBF), kalkulita per testado de multaj LED-joj je norma fluo kaj temperaturo ĝis duono fiaskas.
Blankaj LED-joj
Blankaj LED-joj nun estas produtitaj per du metodoj: En la unua metodo, rubeda, verdaj kaj blua LED-ĉipoj estas kombinitaj en la sama pakado por produkti blankan lumon; En la dua metodo, fosforeco estas uzata. Fluoresco en la fosforo, kiu estas enskribita en la epoksidresinaĵo ĉirkaŭ la LED-ĉipo, estas aktivigita per mallonga ondo-energio de la InGaN-LED-aparato.
Luma Efikeco
La luma efikeco de LED-jo estas difinita kiel la emitata luma fluo (en lm) je unuo de elektra potenco konsumita (en W). Blua LED-jo havas internan efikecon en la ordo de 75 lm/W; rubeda LED-jo, ĉirkaŭ 155 lm/W; kaj ambara LED-jo, 500 lm/W. Prezente en konsideron perdojn pro interna re-absorbado, la luma efikeco estas en la ordo de 20 ĝis 25 lm/W por ambara kaj verda LED-jo. Ĉi tiu difino de efikeco estas nomita ekstera efikeco kaj estas analoga al la difino de efikeco kutime uzata por aliaj tipoj de lumfontoj.
