หลักการทำงานของโคมไฟ LED

LED (ไดโอดเปล่งแสง)ไดโอดเปล่งแสงเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โซลิดสเตตที่สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ มันสามารถแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นแสงโดยตรง หัวใจของ LED เป็นชิปเซมิคอนดักเตอร์ ปลายด้านหนึ่งของชิปติดอยู่กับวงเล็บปลายด้านหนึ่งคือขั้วลบและปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้ชิปทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยอีพอกซีเรซิน ชิปเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยสองส่วนส่วนหนึ่งคือเซมิคอนดักเตอร์ p-type ซึ่งมีการครอบงำและปลายอีกด้านคือเซมิคอนดักเตอร์ N-type ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน แต่เมื่อมีการเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์ทั้งสองนี้การแยก P-N จะเกิดขึ้นระหว่างพวกเขา เมื่อกระแสไฟฟ้าทำหน้าที่บนชิปผ่านลวดอิเล็กตรอนจะถูกผลักไปยังพื้นที่ P ซึ่งอิเล็กตรอนและรูรวมตัวกันอีกครั้งจากนั้นพวกเขาจะปล่อยพลังงานในรูปของโฟตอน นี่คือหลักการของการปล่อยแสง LED ความยาวคลื่นของแสงนั่นคือสีของแสงถูกกำหนดโดยวัสดุที่สร้างทางแยก P-N

ในขั้นต้น LED ถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงไฟแสดงสถานะสำหรับเครื่องมือและเมตร ต่อมา LED ที่มีสีอ่อนต่าง ๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสัญญาณไฟจราจรและหน้าจอแสดงผลพื้นที่ขนาดใหญ่ทำให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่ดี ใช้สัญญาณไฟจราจรสีแดงขนาด 12 นิ้วเป็นตัวอย่าง ในสหรัฐอเมริกาหลอดไส้หลอดไส้ 140 วัตต์ที่มีแสงยาวมีประสิทธิภาพต่ำถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงซึ่งผลิตแสงสีขาว 2,000 รู หลังจากผ่านตัวกรองสีแดง 90% ของแสงหายไปเหลือเพียง 200 รูของแสงสีแดง ในหลอดไฟที่ได้รับการออกแบบใหม่ Lumileds ใช้แหล่งกำเนิดแสง LED สีแดง 18 แหล่งรวมถึงการสูญเสียวงจรและใช้พลังงานทั้งหมด 14 วัตต์เพื่อสร้างผลแสงเดียวกัน ไฟสัญญาณรถยนต์ยังเป็นสนามที่สำคัญของแอปพลิเคชันแหล่งกำเนิดแสง LED

สำหรับแสงทั่วไปผู้คนต้องการแหล่งกำเนิดแสงสีขาวมากขึ้น ในปี 1998 มีการพัฒนา LED แสงสีขาวได้สำเร็จ LED นี้ทำโดยการห่อหุ้มชิป GAN และ GARNET อลูมิเนียม YTTRIUM (YAG) ด้วยกัน ชิป GAN ปล่อยแสงสีน้ำเงิน (λp = 465NM, WD = 30nm) และ YAG ฟอสเฟอร์ที่มี CE3+ ทำโดยการเผาที่อุณหภูมิสูงตื่นเต้นด้วยแสงสีน้ำเงินนี้และปล่อยแสงสีเหลืองด้วยค่าสูงสุด 550Nm สารตั้งต้น LED สีน้ำเงินถูกติดตั้งในโพรงสะท้อนแสงรูปชามและปกคลุมด้วยเรซินบาง ๆ ที่ผสมกับ YAG ประมาณ 200-500Nm ส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินที่ปล่อยออกมาจากสารตั้งต้น LED จะถูกดูดซึมโดยฟอสเฟอร์และอีกส่วนหนึ่งของแสงสีน้ำเงินผสมกับแสงสีเหลืองที่ปล่อยออกมาจากฟอสเฟอร์เพื่อให้ได้แสงสีขาว สำหรับ LED Ingan/Yag สีขาวโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของ YAG ฟอสเฟอร์และปรับความหนาของชั้นฟอสเฟอร์สีขาวหลากหลายสีที่มีอุณหภูมิสี 3,500-10000K สามารถรับได้ วิธีการที่ได้รับแสงสีขาวผ่าน LED สีน้ำเงินนั้นง่ายในโครงสร้างต้นทุนต่ำและเป็นผู้ใหญ่ในด้านเทคโนโลยีดังนั้นจึงเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด