LED қалай жұмыс істейді

LED қалай жұмыс істейді?

LED анықтамасы

LED немесе Жарқыратын диод - электролюминесценция деп аталатын процестің нәтижесінде электр энергиясымен жүзеге асырылғанда жарық шығаратын металлургиялық прибор.

LED қалай жұмыс істейді

Қарапайым диод сияқты, LED диод алдыңғы биас тағылғанда жұмыс істейді. Бұл жағдайда, n-түрлі металлургиялық материал p-түрліге қарағанда көп доздалған, p-n біріктіруін қалыптастырады. Алдыңғы биас тағылғанда, потенциалдық барьер азайып, электрондар мен құйылғыштар деформациялық қабатта (немесе активті қабатта) бірігеді, жарық немесе фотондар барлық бағытта шығады. Мысалы, алдыңғы биас тағылғанда электрон-құйылғыш парының бірігісінен жарық шығуы көрсетілген сурет.

LED-те фотондардың шығуы тұрақты заттардың энергиялық бенд теориясы арқылы түсіндірілетіні, олардың материясының бенд аралығы тұрақты немесе тұрақты емес болуына байланысты. Тұрақты бенд аралығы бар металлургиялық материалдар фотондарды шығаратындар. Тұрақты бенд аралығы бар материалда, кондуктивті бендтің энергия деңгейінің төменгі жағы валентті бендтің жоғарғы энергия деңгейінің түсінде Энергия vs Моментум (көлемдік вектор 'k') диаграммасында жатады.

Электрондар мен құйылғыштар біріггенде, E = hν энергиясы, △ (эВ) энергия аралығына сәйкес жарық энергиясы немесе фотондар түрінде шығады, мұнда h - Планк тұрақтысы, ν - жарықтың дауысы.

Тұрақты бенд аралығы

Тұрақты емес бенд аралығы бар материалдар радиациялық емес, себебі олардың кондуктивті бендінің төменгі жағы валентті бендінің жоғарғы жағымен сәйкес келмейді, сондықтан энергияның көбі жылуға айналады. Мысалы, Si, Ge ж.б.

Тұрақты емес бенд аралығы

Тұрақты бенд аралығы бар материалдың мысалы - Галлий Арсенид (GaAs), бұл LED-лерде пайдаланылатын металлургиялық компаунд. GaAs-ке допант атомдар қосылып, кең таралған түстер шығарылады. LED-терде пайдаланылатын біраз материалдар:

• Алюминий Галлий Арсенид (AlGaAs) - инфракызыл.

• Галлий Арсенид Фосфорид (GaAsP) - қызыл, жарқырау, желт.

• Алюминий Галлий Фосфорид (AlGaP) - жасыл.

• Індий Галлий Нитрид (InGaN) - көк, көк-жасыл, жартылай UV.

• Цинк Селенид (ZnSe) - көк.

LED физикалық құрылымы

LED құрылымы сияқты жарық шығуынан кейін материалға қайта жабылпағанда, электрон-құйылғыш парының бірігісі поверхностьде орын алады.

Жоғарыда көрсетілген суретте LED p-n біріктіруінің екі әртүрлі құрылымы көрсетілген. p-түрлі қабат жеңіл және n-түрлі база үстінде өсіреді. p-n біріктіруінің екі жағына қосылған метал электродтар сыртқы электр байланыс үшін қолданылады. LED p-n біріктіруі тереңдікпен транспарант қорапта айналып, жарық барлық бағытта тез қалыптасады және ішкі жарықтың минималды ресми қылып қалуы керек.

LED-тің үлкен аяғы оң электрода немесе анода болып табылады.

Бір LED-те 2-ден көп аяқтар, 3, 4, 6 пин конфигурациясы бар, бір LED пакетінде бірнеше түстер алу үшін қолданылады. Поверхностті LED дисплеулар PCB-лерге қосылатын болады.

LED-лер көбінесе бірнеше десятка миллиампер ток қажет етеді және олардың 1.5-3.5 вольттік жақындағы напряжение каппадан тыс, жылдамдық ток үшін жоғары қарсылық қажет.

Ақ жарық LED-лер немесе Ақ жарық LED лампaları

LED лампalar, жарық, көше жарықтары LED-лердің жоғары үздігінің нәтижесінде күнінен кейін кеңінен қолданылады. Олардың жарық шығысына салыстырмалы гирляндадағы күніш жарықтарына қарағанда, LED-лер жоғары үздіктік береді. Сондықтан, жалпы мақсатта ақ жарық ұсынылады. LED-лер арқылы ақ жарықты шығару үшін екі әдіс қолданылады:

Үш негізгі түс RGB-ні ақ жарыққа айналдыру. Бұл әдіс жоғары кванттық үздіктікке ие.

Екінші әдіс - бір түсті LED-ге басқа түсті фосфор қосу, ол ақ жарықты шығаратын. Бұл әдіс коммерциялық түрде LED лампalar және жарықтарды жасау үшін популярлы.

LED-лердің қолданылуы

ОLED, микро-LED, кванттық нүктелер сияқты электрондық дисплейлер.

• LED көрсеткіш ретінде.

• Уақытша басқару құрылғыларында.

• Жарық.

• Опто-изоляторларда.