Princíp činnosti LED lampy

LED je polovodičové zariadenie v pevnej fáze, ktoré dokáže premieňať elektrickú energiu na viditeľné svetlo. Dokáže priamo premieňať elektrinu na svetlo. Srdcom LED je polovodičový čip. Jeden koniec čipu je pripevnený k držiaku, jeden koniec je záporný pól a druhý koniec je pripojený ku kladnému pólu napájacieho zdroja, takže celý čip je zaliaty epoxidovou živicou.

Polovodičový čip sa skladá z dvoch častí. Jedna časť je polovodič typu P, v ktorom sú dominantné diery, a druhý koniec je polovodič typu N, v ktorom sú dominantné elektróny. Ale keď sú tieto dva polovodiče spojené, vytvorí sa medzi nimi P-N prechod. Keď prúd pôsobí na čip cez drôt, elektróny budú tlačené do oblasti P, kde sa elektróny rekombinujú s dierami a potom vyžarujú energiu vo forme fotónov. Toto je princípLED svetloemisie. Vlnová dĺžka svetla, teda farba svetla, je určená materiálom, ktorý tvorí P-N prechod.

LED môže priamo vyžarovať červené, žlté, modré, zelené, zelené, oranžové, fialové a biele svetlo.

Najprv sa ako svetelný zdroj prístrojov a meračov používala LED. Neskôr sa rôzne svetelné LED diódy široko používali v semaforoch a veľkoplošných displejoch, čo prinášalo dobré ekonomické a sociálne výhody. Ako príklad si vezmite 12-palcovú červenú svetelnú signalizáciu. V Spojených štátoch sa pôvodne ako zdroj svetla používala 140 wattová žiarovka s dlhou životnosťou a nízkou svetelnou účinnosťou, ktorá produkovala 2000 lúmenov bieleho svetla. Po prechode červeným filtrom je strata svetla 90%, zostáva len 200 lumenov červeného svetla. V novonavrhnutom svietidle využíva Lumileds 18 červených LED svetelných zdrojov vrátane straty obvodu. Celková spotreba energie je 14 wattov, čo môže produkovať rovnaký svetelný efekt. Automobilové signálne svietidlo je tiež dôležitou oblasťou aplikácie svetelného zdroja LED.

Pre všeobecné osvetlenie ľudia potrebujú viac zdrojov bieleho svetla. V roku 1998 bola úspešne vyvinutá biela LED. Táto LED je vyrobená zbalením čipu GaN a ytriového hliníkového granátu (YAG). Čip GaN vyžaruje modré svetlo（ λ P=465nm, Wd=30nm), fosfor YAG obsahujúci Ce3+sintrovaný pri vysokej teplote vyžaruje žlté svetlo po vybudení týmto modrým svetlom, so špičkovou hodnotou 550n LED lampy m. Modrý LED substrát je inštalovaný v miske v tvare odrazovej dutiny, pokrytej tenkou vrstvou živice zmiešanej s YAG, asi 200-500 nm. Modré svetlo z LED substrátu je čiastočne absorbované fosforom a druhá časť modrého svetla je zmiešaná so žltým svetlom z fosforu, čím sa získa biele svetlo.

Pre InGaN/YAG white LED je možné zmenou chemického zloženia YAG fosforu a úpravou hrúbky fosforovej vrstvy získať rôzne biele svetlá s farebnou teplotou 3500-10000K. Tento spôsob získavania bieleho svetla prostredníctvom modrej LED má výhody jednoduchej štruktúry, nízkej ceny a vysokej technologickej vyspelosti, preto je široko používaný.