Quid est LED?
Definitio LED
Lumen emissum diode (LED) est dispositivum semiconductoris quod lumen emittit cum electricus currentis per eum transit.Veteres technologiae LED usae sunt gallium arsenide phosphide (GaAsP), gallium phosphide (GaP), et aluminum gallium arsenide (AlGaAs).LEDs producunt lumen visibile per electroluminescentiam, quae evenit cum directus currentis per doped crystal cum PN junction transibit.
Doping involvit addere elementa ex columnis III et V tabulae periodicum. Cum energizetur ab forward biased current (IF), p-n junction emit lumen ad longitudinem undarum determinatam ab energia gap activa regione (Eg).
Lumen Emissum Diode (LED) Operatio
Cum forward biased current IF applicatur per p-n junction diode, minor carrier electronica injectantur in p-regionem et correspondentes minor carrier electronica injectantur in n-regionem. Emission photonica evenit propter recombinationem electron-hole in p-regione.
Transitiones electronicae energiae trans energy gap, vocata radiative recombinations, producunt photons (i.e., lumen), dum shunt transitiones energiae, vocata non-radiative recombinations, producunt phonons (i.e., calor). Luminous efficacies typicorum AlInGaP LEDs et InGaN LEDs pro differentibus peak longitudinibus undarum ostenduntur in tabula subter.
Efficacia LED afficitur a lumine generato ad junction et a perditis ab re-absorptione ut lumen exit crystal. Propter altum refraction index plerorumque semiconductorum, multum luminis reflectitur in crystal, diminuens eius intensitatem antequam possit evadere. Efficacia expressa in terminis huius ultimae mensurae visibilis energiae vocatur external efficacia.
Phenomenon electroluminescentiae observatum est anno 1923 in naturaliter occurrentibus junctionibus, sed tunc impracticabile erat propter suam parvam luminous efficaciam in conversione electricae energiae in lumen. Sed hodie efficacia considerabiliter crevit et LEDs utuntur non solum in signis, indicibus, signis, et displayis, sed etiam in interioribus illuminationibus et viae illuminationibus.
Color LED
Color dispositivi LED exprimitur in terminis dominantis longitudinis undarum emissae, λd (in nm). AlInGaP LEDs producunt colores rubrum (626 ad 630 nm), rubrum-orangium (615 ad 621 nm), orangium (605 nm), et amber (590 ad 592 nm). InGaN LEDs producunt colores viridis (525 nm), viridis-cyanus (498 ad 505 nm), et caeruleus (470 nm). Color et forward voltage AlInGaP LEDs dependet a temperatura LED p-n junction.
Cum temperatura LED p-n junction crescat, luminous intensity decrescit, dominans longitudinis undarum movetur ad longiores longitudines, et forward voltage cadit. Variatio luminous intensity InGaN LEDs cum operando ambientali temperatura est parva (circa 10%) a − 20°C ad 80°C. Tamen, dominans longitudinis undarum InGaN LEDs variat cum LED drive current; cum LED drive current crescat, dominans longitudinis undarum movetur ad breviorem longitudinem.
Si quaeritis uti coloratis LED pro projecto electronicis, optimi Arduino starter kits includunt varietatem coloratorum LED.
Obtenebratio
LEDs possunt obtenebrari ut dant 10% de suo rated light output per reducendum drive current. LEDs generaliter obtenebrantur per Pulse Width Modulation techniques.
Fides
Maximum junction temperature (TJMAX) est crucialis pro longevitate LED. Excedendo hanc temperaturam, dispositivum encapsulatum saepe laeditur. LED lifespan metitur per Mean Time Between Failures (MTBF), calculatus per testandum numerosos LEDs ad standard current et temperaturam donec dimidium deficiat.
Albi LEDs
Albi LEDs nunc fabricantur duobus methodis: In primo methodo red, green, et blue LED chips combinantur in eodem package ad producendum albi lumen; In secundo methodo phosphorescentia utitur. Fluorescentia in phosphore qui est encapsulatus in epoxy circumdante LED chip excitatur a short-wavelength energy ab InGaN LED dispositivo.
Luminous Efficacia
Luminous efficacia LED definitur ut emissus luminous flux (in lm) per unitas electricus power consumptus (in W). Blue LEDs habent rated internal efficaciam circa 75 lm/W; red LEDs, circa 155 lm/W; et amber LEDs, 500 lm/W. Considerando perdas ab internal re-absorption, luminous efficacia est circa 20 ad 25 lm/W pro amber et green LEDs. Haec definitio efficaciae vocatur external efficacia et est analoga definitioni efficaciae typice usitatae pro aliis luminis fontibus.
