Ako LED produkuje LED svetlo v elektrickom obvode?
Ako skúsený dodávateľ elektrickej energie som bol svedkom z prvej ruky revolučný dopad svetla - emitujúce diódy (LED) na elektrický trh. LED diódy transformovali spôsob, akým osvetľujeme náš svet a ponúka energiu - efektívne, dlhé - trvalé a všestranné osvetľovacie riešenia. Ale už ste niekedy premýšľali, ako tieto malé zariadenia produkujú svetlo v elektrickom obvode? V tomto blogu sa ponoríme do fascinujúcej vedy za produkciou svetla LED.
Základy diód
Aby sme pochopili, ako funguje LED, musíme najprv pochopiť koncept diódy. Dióda je polovodičové zariadenie, ktoré umožňuje prúdenie prúdu iba v jednom smere. Má dva terminály: anóda (pozitívna) a katóda (negatívna). Základná štruktúra diódy pozostáva z polovodiča AP - typu a polovodiča N -typu sa spojí.
V polovodiči AP - typu sú tu „otvory“ alebo kladné nosiče náboja. Tieto otvory sa vytvárajú pridaním nečistôt do polovodičového materiálu, ktoré majú menej elektrónov ako atómy v základnom polovodiče. Na druhej strane, polovodič typu N má prebytok elektrónov vďaka nečistotám s viacerými elektrónmi ako základný materiál.
Ak sú AP - typ a polovodič typu N - N - privedený do kontaktu, na križovatke sa formuje oblasť vyčerpania. V tejto oblasti sa elektróny z bočného typu n - typ rozptyľujú na strane typu p, čím vyplňujú otvory. To vytvára oblasť s niekoľkými nosičmi náboja, ktorá za normálnych podmienok pôsobí ako bariéra prúdu prúdu.
Vpred zaujatie LED
Pre LED na výrobu svetla musí byť vpred - zaujatý. Predpísanie vpred znamená použitie pozitívneho napätia na anódu a záporné napätie na katódu. Ak sa na LED aplikuje dostatočné napätie vpred, prekoná potenciálnu bariéru vyčerpania.
Aplikované napätie tlačí elektróny z polovodiča N -typu smerom k polovodiču typu p a otvory od typu p - typu N - typu. Keď sa elektróny a diery stretávajú na križovatke, rekombine.
Elektrón - rekombinácia diery a emisia svetla
Kľúč k výrobe svetla v LED leží v procese rekombinácie elektrónovej diery. Keď elektrón počas rekombinácie spadne do otvoru, presúva sa z vyššej hladiny energie na nižšiu úroveň energie. Podľa zákonov kvantovej mechaniky sa prebytočná energia elektrónu uvoľňuje vo forme fotónu.
Energia fotónu určuje jeho vlnovú dĺžku, ktorá zase určuje farbu svetla. Rôzne polovodičové materiály sa používajú na výrobu LED diód rôznych farieb. Napríklad fosfid gallium arzenid (GAASP) sa môže použiť na výrobu červenej a žltej LED, zatiaľ čo nitrid indium gália (Ingan) sa bežne používa pre modré a zelené LED.
Farba svetla emitovaná LED diódou priamo súvisí s energetickým pásmom polovodičového materiálu. Energy Bandgap je rozdiel v energii medzi valenčným pásmom (kde sa nachádzajú diery) a vodivým pásmom (kde sa nachádzajú elektróny). Väčší bandgap vedie k emisii fotónov s vyššou energiou, čo zodpovedá kratším vlnovým dĺžkam (napríklad modré alebo fialové svetlo). Naopak, menší bandgap vedie k emisii fotónov s nižšou energiou a dlhšími vlnovými dĺžkami (napríklad červené svetlo).
Úloha elektrického prúdu
Množstvo svetla produkovaného LED je priamo úmerná elektrickému prúdu, ktorý prechádza cez ňu. Keď viac prúdu prechádza LED, na križovatke sa rekombanizuje viac elektrónov a dier, čo vedie k emisii viacerých fotónov a jasnejšie svetlo.
Je však dôležité poznamenať, že existuje limit pre množstvo prúdu, ktorý zvládne LED. Prekročenie tohto limitu môže spôsobiť, že LED sa prehrieva a nakoniec zlyhá. Z tohto dôvodu sa v LED obvodoch často používajú rezistory obmedzujúce prúd. Rezistor obmedzujúci prúd je spojený v sérii s LED, aby sa riadil množstvo prúdu prúdiaceho ním a chráni LED LED pred poškodením.
Účinnosť LED diód
Jednou z hlavných výhod LED diódy oproti tradičným žiarovky a žiarivky je ich vysoká účinnosť. Žiarovky vyrábajú svetlo zahrievaním vlákna, až kým nezašpiní. Veľká časť energie spotrebovanej žiarovkou sa však zbytočne stráca ako teplo. Fluorescenčné svetlá sú efektívnejšie ako žiarovky, ale stále majú určité straty energie v dôsledku premeny elektrickej energie na ultrafialové svetlo a potom na viditeľné svetlo.
Na druhej strane LED diódy premieňajú oveľa vyššie percento elektrickej energie priamo na svetlo. Dôvodom je, že proces rekombinácie elektrónovej diery je veľmi efektívny spôsob výroby svetla. Vysoká účinnosť LED diódy šetrí nielen energiu, ale tiež znižuje množstvo generovaného tepla, čo je prospešné pre životnosť LED a celkovú spotrebu energie v systéme osvetlenia.
Aplikácie LED diódy
Jedinečné vlastnosti LED diódy viedli k ich rozšírenému použitiu v rôznych aplikáciách. V automobilovom priemysle sa LED diódy používajú na svetlomety, zadné svetlá a vnútorné osvetlenie. Ponúkajú lepšiu viditeľnosť, dlhšiu životnosť a nižšiu spotrebu energie v porovnaní s tradičnými systémami automobilového osvetlenia.
V sektore spotrebnej elektroniky sa LED diódy používajú v displejoch, ako sú napríklad v smartfónoch, tabletoch a televízoroch. Schopnosť produkovať rôzne farby a svetlo s vysokou intenzitou robí LED diódy ideálne na vytváranie živých a energie - efektívnych displejov.
V oblasti všeobecného osvetlenia LED diódy rýchlo nahrádzajú tradičné svetelné zdroje. Používajú sa v domoch, kanceláriách, uliciach a verejných budovách. Ich dlhá životnosť znamená menej častú výmenu a ich energetická účinnosť vedie k výrazným úsporám nákladov v priebehu času.
Naše ponuky produktov
Ako dodávateľ elektrickej energie ponúkame širokú škálu vysoko kvalitných elektrických komponentov vrátane LED a súvisiacich výrobkov. Poskytujeme tiež rôzne elektrické časti pre vozidlá Scania, ako napríkladPáka Scania 2039141, 2824093, 2824094,Scania 1858199 17725514 prepínačaScania 1435679 2388630.
Naše výrobky pochádzajú od spoľahlivých výrobcov a podliehajú prísnej kontrole kvality, aby sa zabezpečila ich výkon a trvanlivosť. Či už hľadáte komponenty pre osvetľovací projekt alebo elektrické diely pre svoje vozidlá, máme pre vás správne riešenia.
Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu
Ak máte záujem o nákup LED diód alebo niektorého z našich ďalších elektrických produktov, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli podrobnej diskusii. Náš tím expertov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najvhodnejších produktov pre vaše konkrétne potreby. Môžeme vám poskytnúť špecifikácie produktu, informácie o cenách a technickú podporu. Pracujme spolu na tom, aby ste pre vaše projekty priniesli efektívne a kvalitné elektrické riešenia.
Odkazy
- Streetman, BG a Banerjee, S. (2006). Elektronické zariadenia v tuhom stave. Prentice Hall.
- Sze, SM, & Ng, KK (2007). Fyzika polovodičových zariadení. Wiley - Interscience.
