LED (Light Emitting Diode), một điốt phát sáng, là một thiết bị bán dẫn trạng thái rắn có thể chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng khả kiến. Nó có thể trực tiếp chuyển đổi điện thành ánh sáng. Trái tim của LED là một chip bán dẫn. Một đầu của chip được gắn vào một giá đỡ, một đầu là cực âm và đầu kia được kết nối với cực dương của nguồn điện, do đó toàn bộ chip được bao bọc bằng nhựa epoxy.
Chip bán dẫn được cấu tạo từ hai phần. Một phần là chất bán dẫn loại P, trong đó các lỗ trống chiếm ưu thế, và đầu kia là chất bán dẫn loại N, trong đó các electron chiếm ưu thế. Nhưng khi hai chất bán dẫn này được kết nối, một mối nối PN được hình thành giữa chúng. Khi dòng điện tác động vào chip thông qua dây dẫn, các electron sẽ bị đẩy đến vùng P, tại đó các electron sẽ kết hợp lại với các lỗ trống, và sau đó phát ra năng lượng dưới dạng photon. Đây là nguyên lý phát xạ ánh sáng của đèn LED. Bước sóng của ánh sáng, tức là màu sắc của ánh sáng, được xác định bởi vật liệu tạo nên mối nối PN.
Đèn LED có thể phát ra trực tiếp ánh sáng đỏ, vàng, xanh lam, xanh lá cây, xanh lá cây, cam, tím và trắng.
Lúc đầu, đèn LED được sử dụng làm nguồn sáng chỉ thị của các dụng cụ và đồng hồ đo. Sau đó, nhiều loại đèn LED màu sáng được sử dụng rộng rãi trong đèn giao thông và màn hình hiển thị diện tích lớn, mang lại lợi ích kinh tế và xã hội tốt. Lấy đèn tín hiệu giao thông màu đỏ 12 inch làm ví dụ. Tại Hoa Kỳ, đèn sợi đốt 140 watt có tuổi thọ cao và hiệu suất phát sáng thấp ban đầu được sử dụng làm nguồn sáng, tạo ra 2000 lumen ánh sáng trắng. Sau khi đi qua bộ lọc màu đỏ, tổn thất ánh sáng là 90%, chỉ còn lại 200 lumen ánh sáng đỏ. Trong đèn được thiết kế mới, Lumileds sử dụng 18 nguồn sáng LED màu đỏ, bao gồm cả tổn thất mạch. Tổng công suất tiêu thụ là 14 watt, có thể tạo ra hiệu ứng phát sáng tương tự. Đèn tín hiệu ô tô cũng là một lĩnh vực quan trọng của ứng dụng nguồn sáng LED.
Đối với chiếu sáng nói chung, mọi người cần nhiều nguồn sáng trắng hơn. Năm 1998, đèn LED trắng đã được phát triển thành công. Đèn LED này được tạo ra bằng cách đóng gói chip GaN và yttrium aluminum garnet (YAG) lại với nhau. Chip GaN phát ra ánh sáng xanh (λ P = 465nm, Wd = 30nm), phốt pho YAG chứa Ce3 + thiêu kết ở nhiệt độ cao phát ra ánh sáng vàng sau khi được kích thích bởi ánh sáng xanh này, với giá trị đỉnh là 550n đèn LED m. Đế đèn LED xanh được lắp trong khoang phản xạ hình bát, phủ một lớp nhựa mỏng trộn với YAG, khoảng 200-500nm. Ánh sáng xanh từ đế đèn LED được phốt pho hấp thụ một phần và phần ánh sáng xanh còn lại được trộn với ánh sáng vàng từ phốt pho để thu được ánh sáng trắng.
Đối với đèn LED trắng InGaN/YAG, bằng cách thay đổi thành phần hóa học của phốt pho YAG và điều chỉnh độ dày của lớp phốt pho, có thể thu được nhiều loại ánh sáng trắng có nhiệt độ màu 3500-10000K. Phương pháp thu được ánh sáng trắng thông qua đèn LED xanh này có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và trình độ công nghệ cao, vì vậy được sử dụng rộng rãi.
Thời gian đăng: 29-01-2024