LED qanday ishlaydi?

LED qanday ishlaydi?

LED ta'rifini

LED yoki Nurlantiruvchi diod, elektrik energiya orqali nurlantiruvchan bo'lgan semiprovodlik qurilma hisoblanadi, bu jarayon elektroluminesentsiya deb ataladi.

LED qanday ishlaydi

Oddiy diod kabi, LED diodi oldinga to'g'ri yo'naltirilganda ishlaydi. Bu holatda, n-tur semiprovodlik materiali p-turga nisbatan ko'proq dozdalanib, p-n bog'liq joy hosil qilinadi. Oldinga to'g'ri yo'naltirilganda, potentsial barjer kamayib boradi va elektronlar va o'chishlar bog'liq joyda (yoki faol qismda) birlashadi, natijada nurlar yoki fotonlar barcha yo'nalishlarda nurlantiriladi. Tashkil etilgan shaklda, elektron-o'chish jopqlari oldinga to'g'ri yo'naltirilganda nurlantirishni ko'rsatilgan.

LED-da fotonlar nurlantirishi soliddagi energiya band teoriyasi yordamida tushuntiriladi, bu teoriya nurlantirishning materialning band gapining to'g'ridan-to'g'ri yoki to'g'ri emasligiga bog'liq ekanligini belgilaydi. To'g'ri band gapga ega bo'lgan semiprovodlik materiallar fotonlarni nurlantiradi. To'g'ri band gapli materialda, energiya bandining pastki darajasi valent bandining eng yuqori darajasiga to'g'ri ko'ra Energy vs Momentum (to'g'ri chiziq 'k') diagrammasida joylashadi.

Elektronlar va o'chishlar birlashganda, E = hν energiyasi △ (eV) energiya gapiga mos ravishda nurlantiriladi, bu yerda h - Plank konstantasi, ν - nurlarning chastotalaridir.

To'g'ri band gap

To'g'ri emas band gapli materiallar radiatsiyadan saqlanadi, chunki ularning energiya bandining pastki darajasi valent bandining eng yuqori darajasiga to'g'ri ko'ra joylashmaydi, shuning uchun energiya asosan issiqga aylanadi. Misollar: Si, Ge va boshqalar.

To'g'ri emas band gap

To'g'ri band gapga ega bo'lgan material misoli Gallium Arsenid (GaAs), bu LED-larda ishlatiladigan kompleks semiprovodlik materialdir. GaAs-ga dopant atomlari qo'shiladi, shunda turli ranglardagi nurlar beriladi. LED-larda ishlatiladigan ba'zi materiallar:

• Aluminium Gallium Arsenid (AlGaAs) – infrakrasnoye.

• Gallium Arsenic Phosphide (GaAsP) – qizil, narangi, sariq.

• Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) – yashil.

• Indium gallium nitride (InGaN) – ko'k, ko'k-yashil, yaqin UV.

• Zinc Selenide (ZnSe) – ko'k.

LEDning fizikaviy tuzilishi

LED tuzilishi shunday qilib amalga oshiriladi, ki nurlar materialga qayta o'zgarishsiz paydo bo'ladi. Shuning uchun elektron-o'chish birlashishining sathda amalga oshirilishi ta'minlanadi.

Yuqorida berilgan shaklda, LED p-n bog'liq joyini tuzishning ikki turli usuli ko'rsatilgan. P-tur qatlam ozroq qalin va n-tur substratta o'satiladi. P-n bog'liq joyning ikki tomoniga ulangan metall kontaktlar tashqi elektrik aloqani ta'minlaydi. LED p-n bog'liq joyi nurlar barcha yo'nalishlarda uniformalik bilan nurlantirilishi va ichki nurlantirish minimal bo'lishi uchun to'g'ri shakldagi ochiq qutichada joylashtiriladi.

LEDning katta qo'shamagi musbat kontakt yoki anoda hisoblanadi.

Bir nechta ranglarni bir paketda olish uchun 3, 4 va 6 kontaktni o'z ichiga olgan LED-lar ham mavjud. PCB-larga o'rnatish mumkin bo'lgan sathga o'rnatilgan LED displeylar mavjud.

LED-lar adiy diodlarga nisbatan yanada baland oldinga to'g'ri voltaj gapiga ega (1.5 dan 3.5 voltgacha) va uning ishlashi uchun bir necha dekagram milliamper aralig'ida tok talab qiladi, shuning uchun seriyada baland omad kerak.

Oq nurlantiruvchi LED-lar yoki Oq LED lampalar

LED lampalar, sharlar, ko'cha nurlantirish bugungi kunda LED-larning juda yuqori effektivligi sababli populyarlashmoqda, bu inqilabiy nurlantirishning bir vatt kirish energiyasi uchun nurlantirish miqdoridan iborat. Umumiy maqsadli nurlantirish uchun oq nurlar tanlangan. LED yordamida oq nurlar yaratish uchun ikkita usul ishlatiladi:

Uchinchi asosiy ranglarni RGB-misol o'q nurlar yaratish. Bu usul yuqori kvant effektivligiga ega.

Yana boshqa usul boshqa rangli fosfor bilan bir rangli LED ni pokchalash, bu usul kommersiya LED lampalar va nurlantirish uchun mashhur.

LED-larning qo'llanilishi

Elektron displeylar, masalan OLED, mikro-LED, kvant dots va boshqalar.

• LED ko'rsatkich sifatida.

• Uzoq masofali boshqaruv panelida.

• Nurlantirish.

• Opto-isolatorlar.