Conas mar a oibríonn LED?

Cé go mbeann LED?

Míniú LED

Is é LED nó Léine Solais a n-áiléarach agus is é an t-eochairshaincheáil a chur amach solas nuair a bhfuil sé ina ghnóthacht leis an bpriocess a dtugtar electroluminescence air.

Conas a oibríonn LED

Mar dhiód ginearálta, oibríonn an diód LED nuair a bhfuil sé forbartha. Sa chás seo, tá an ábhar n-type snaidhmthe a níos mó ná an p-type a chruthaíonn an p-n junction. Nuair a bhfuil sé forbartha, cuireann an réiteach bhrúchúl agus comhcheanglaítear na n-ileacán agus na buill sa depletion layer (nó an layer gníomhach), agus seolann an solas nó na fóitóna i ngach treo. Is léir ón íomhá thíos an solas a seoladh mar gheall ar an n-ileacán agus na buill a chomhcheanglaítear leis an forbartha.

Seo a leanas an teoiric band energy solids a mhíneann an seoladh fóitóna i LED, agus is é a rá nach raibh an band gap direct nó indirect. Is iad na hábhair semiconductor a bhfuil an band gap direct a chuir amach fóitóna. I dábhar direct bandgap, tá an bonn an level conduction band díreach os cionn an level valence band ar an diagram Energy vs Momentum (wave vector 'k').

Nuair a chomhcheanglaítear na n-ileacán agus na buill, scapann an t-energy E = hν a chomhaonraíonn leis an energy gap △ (eV) i form solas energy nó fóitóna, áit a bhfuil h an constant Planck agus ν an frequency of light.

Band Gap Direct

Ní-radiative iad na hábhair band gap indirect, mar ní dhíreálann an bonn an level conduction band leis an level valence band, ag convert most energy into heat. Is iad Si, Ge etc. na samplaí.

Band Gap Indirect

Is é Gallium Arsenide(GaAs), a compound semiconductor an t-ábhar atá in úsáid i LEDs. Cúrsaítear atoma dopant le GaAs chun roinnt ranga dathanna a thabhairt amach. Tá roinnt de na hábhair atá in úsáid i LEDs:

• Aluminium Gallium Arsenide(AlGaAs) – infrared.

• Gallium Arsenic Phosphide(GaAsP) – red, orange, yellow.

• Aluminium Gallium Phosphide(AlGaP) – green.

• Indium gallium nitride (InGaN) – blue, blue-green, near UV.

• Zinc Selenide(ZnSe) – blue.

Struchtúr Físí LED

Tá LED struchtúraithe mar thoradh ar an solas a sholáthraítear gan a athghlanadh isteach sa ábhar. Mar sin, tá sé cinnte gur ag an tsurface a dhéanann an n-ileacán agus na buill a chomhcheanglaítear.

Léiríonn an íomhá thuas an dá chuid eolaíoch de struchtúr LED p-n junction. Tá an p-type layer gearr agus cruthaithe ar an n-type substrate. Ceangailtear electrode metal ar an da thaobh de an p-n junction mar nodes do comhcheanglaíocht cathúil. Tá an p-n junction LED encased in a dome-shaped transparent case iontaofa go ginearálta i ngach treo agus go dtarlaíonn an minimum internal reflection.

Is é an leg mór LED an electrode dearfach nó an anode.

Tá LEDs le níos mó ná 2 legs freisin ar fáil, cosúil le 3, 4 agus 6 pin configurations chun multi-colors a fháil i an pacáiste LED amháin. Tá surface mounted LED displays ar fáil a gmountar ar na PCBs.

Ghníomhaíonn LEDs go hiondúil ar current de roinnt milliamps agus oideachas high resistance in series mar gheall ar an forward voltage drop 1.5 to 3.5 volts, i gcomparáid le diodes ginearálta.

LEDs Solais Bán nó Lampaí LED Bán

Tá lampaí, bulbs, street lighting LEDs ag tar éis go mór sa lá inniu mar gheall ar an éifeachtacht uafásach LEDs i ndáiríre leis an solas output per unit input power (in milliWatts), i gcomparáid le incandescent bulbs. Mar sin, is féider le solas bán a roghnú don solas ginearálta. Chun solas bán a chruthú le cabhair LEDs, úsáidtear dhá mhodh:

Mixing of three primary colors RGB to produce white light. This method has high quantum efficiency.

An modh eile is é cothrom LED de dath amháin le phosphor de dath éigin eile chun solas bán a chruthú. Tá an modh seo forbraíoch chun LED bulbs agus lightings a déanamh.

Úsáidí LEDs

Electronic displays such as OLEDs, micro-LEDs, quantum dots etc.

• As an LED indicator.

• In remote controls.

• Lightings.

• Opto-isolators.