מהי LED?

מהו LED?

הגדרת LED

מגנטואופטיקה (LED) היא מכשיר חצי מוליך שפולט אור כאשר זרם חשמלי עובר דרכו.טכנולוגיות ישנות של LED השתמשו בזרחן ארסניד גליום (GaAsP), זרחן גליום (GaP) וארסניד אלומיניום גליום (AlGaAs).LEDים מייצרים אור נראה דרך תופעת האלקטרולומינסנציה, המתרחשת כאשר זרם ישר עובר דרך מystal מעובד עם צומת PN.

מעובד כולל הוספת אלמנטים מהעמודות III ו-V בטבלה המחזורית. כאשר הוא מתעורר על ידי זרם קדמי מוטה (IF), הצומת PN פולט אור באורך גל המושפע מהפער אנרגטי של האזור פעיל (Eg).

עבודת מגנטואופטיקה (LED)

כאשר זרם קדמי מוטה IF עובר דרך הצומת PN של הדיודה, אלקטרונים נישאים למגנטואופטיקה מוזרקים לאזור P ואלקטרונים נישאים ל-n מוזרקים לאזור N. פליטת פוטונים מתרחשת עקב הרקמאציה של אלקטרון-חור באזור P.

מעבר אנרגיה של אלקטרונים על פני הפער האנרגטי, המכונה הרקמאציה רדיואקטיבית, מייצר פוטונים (כלומר, אור), בעוד מעבר אנרגיה צדדי, המכונה הרקמאציה לא רדיואקטיבית, מייצר פונונים (כלומר, חום). השיא של יעילות האור של LEDים טיפוסיים של AlInGaP ו-InGaN עבור אמות גל שונות מוצגים בטבלה שלהלן.

יעילות LED מושפעת מהאור שנוצר בצומת והאבדות מהתאורה מחדש כשאור יוצא מהcrystal. בשל מקדם השבירה הגבוה של רוב החומריםółמחצביים, חלק גדול מהאור מתוחזר בחזרה ל-crystal, ומפחית את עוצמתו לפני שהוא יכול להימלט. יעילות הבאה לידי ביטוי במונחים של האנרגיה הנראית הסופית המדידה נקראת יעילות חיצונית.

תופעת האלקטרולומינסנציה נצפתה בשנת 1923 בצמתים מופיעים באופן טבעי, אך היא הייתה בלתי מעשית באותה תקופה בשל יעילות האור הנמוכה בהמרה של אנרגיה חשמלית לאור. אבל, כיום יעילות הגיעה לשיפור משמעותי ו-LEDs משמשים לא רק בתוכניות, מדדים, סימנים ותצוגות, אלא גם בתwendפות תאורה פנימית ובתנדפות תאורה כבישים.

צבע של LED

צבע של מכשיר LED מבוטא במונחים של אורך גל הדומיננטי שמשוחרר, λd (בננומטר). LEDים של AlInGaP מייצרים את הצבעים אדום (626 עד 630 ננומטר), אדום כתום (615 עד 621 ננומטר), כתום (605 ננומטר) ואמבור (590 עד 592 ננומטר). LEDים של InGaN מייצרים את הצבעים ירוק (525 ננומטר), כחול ירוק (498 עד 505 ננומטר) וכחול (470 ננומטר). הצבע והמתח הקדמי של LEDים של AlInGaP תלויים בטמפרטורת הצומת PN של LED.

כשטמפרטורת הצומת PN של LED עולה, עוצמת האור יורדת, אורך גל הדומיננטי מזיז לעבר אורך גל ארוך יותר, והמתח הקדמי יורד. השינוי בעוצמת האור של LEDים של InGaN עם טמפרטורת הסביבה בעבודה קטן (כ-10%) מ-20°C ועד 80°C. עם זאת, אורך גל הדומיננטי של LEDים של InGaN משתנה עם זרם ההפעלה של LED; ככל שהזרם ההפעלה של LED עולה, אורך גל הדומיננטי מזיז לעבר אורך גל קצר יותר.

אם אתם מחפשים להשתמש ב-LEDים צבעוניים לתכנין אלקטרוני, התיבות ההתחלה הטובות ביותר של Arduino כוללות מגוון רחב של LEDים צבעוניים.

הבהרה

ניתן להבהיר LEDים כדי לתת 10% מהפליטה המ颩定的指示似乎没有完全翻译成希伯来语。让我继续完成剩余部分的翻译： ```html

מפלט האור שלהם על ידי הפחתת הזרם ההפעלה. LEDים בדרך כלל מבהירים באמצעות טכניקות של מודולציה רוחב פולס.

אמינות

טמפרטורת הצומת המירבית (TJMAX) היא קריטית לחיווי LED. העלאה מעל לטמפרטורה זו בדרך כלל מזיקה למכשיר המוגבל. זמן החיים של LED נמדד על ידי זמן הממוצע בין תקלות (MTBF), המושג על ידי בדיקת מספר רב של LEDים בזרם וטמפרטורה סטנדרטיים עד שמоловם נכשלו.

LED לבנים

כיום מיוצרים LED לבנים בשני שיטות: בשיטה הראשונה, צפונות LED אדום, ירוק וכחול מופרדות באותו חבילת LED כדי לייצר אור לבן; בשיטה השנייה משתמשים בפosphorescence. פלואורסנס בפוספור המוקף באפוקסי סביב צפונה של LED מופעל על ידי אנרגיה באורך גל קצר מהמכשיר LED של InGaN.

יעילות אמיתית

יעילות האמיתית של LED מוגדרת כפלט האור הנפלט (בlm) לכל יחידת אנרגיה חשמלית נצרכת (בW). LED כחולים הם בעלי יעילות פנימית ממומשת בסדר גודל של 75 lm/W; LED אדומים, בערך 155 lm/W; ו-LED אמבור, 500 lm/W. תוך התחשבות באבדות כתוצאה מהחזרה פנימית, יעילות האמיתית היא בסדר גודל של 20 עד 25 lm/W עבור LED אמבור וירוק. הגדרת יעילות זו נקראת יעילות חיצונית והיא מקבילה להגדרת יעילות המשמשת בדרך כלל לסוגי מקור אור אחרים.