LED işıq prinsipi

LED (İşıq Yayan Diod)elektrik enerjisini görünən işığa çevirə bilən bərk hallı yarımkeçirici cihazdır. O, elektrik enerjisini birbaşa işığa çevirə bilir. LED-in ürəyi yarımkeçirici çipdir. Çipin bir ucu mötərizəyə, bir ucu mənfi elektroddur, digər ucu isə enerji təchizatının müsbət elektroduna birləşdirilir ki, bütün çip epoksi qatranı ilə əhatə olunur.

Yarımkeçirici vafli iki hissədən ibarətdir. Bir hissəsi dəliklərin üstünlük təşkil etdiyi P tipli yarımkeçirici, digər ucu isə əsasən elektronların olduğu N tipli yarımkeçiricidir. Amma bu iki yarımkeçirici birləşdirildikdə onların arasında P-N qovşağı əmələ gəlir. Cərəyan tel vasitəsilə vafli üzərində hərəkət etdikdə, elektronlar P bölgəsinə itələnəcək, burada elektronlar deşiklərlə yenidən birləşəcək və sonra fotonlar şəklində enerji yayılacaq. Bu, LED işığının yayılması prinsipidir. İşığın dalğa uzunluğu, yəni işığın rəngi P-N qovşağını meydana gətirən materialla müəyyən edilir.

LED birbaşa qırmızı, sarı, mavi, yaşıl, mavi, narıncı, bənövşəyi və ağ işıq yaya bilər.

Əvvəlcə LED-lər alətlər üçün göstərici işıq mənbəyi kimi istifadə edilmişdir. Sonralar müxtəlif işıq rəngli LED-lər svetoforlarda və geniş sahəli ekran ekranlarında geniş şəkildə istifadə olunaraq yaxşı iqtisadi və sosial faydalar verdi. Nümunə olaraq 12 düymlük qırmızı işıqforu götürün. ABŞ-da 2000 lümen ağ işıq istehsal edən uzun ömürlü, az işıqlı vizual effektivliyə malik 140 vattlıq közərmə lampası işıq mənbəyi kimi istifadə olunur. Qırmızı filtrdən keçdikdən sonra işığın 90% -i itir, yalnız 200 lümen qırmızı işıq qalır. Yeni dizayn edilmiş lampada Lumileds eyni işıq effektini yaratmaq üçün dövrə itkiləri daxil olmaqla cəmi 14 vatt enerji sərf edən 18 qırmızı LED işıq mənbəyindən istifadə edir. Avtomobil siqnal işıqları da LED işıq mənbəyi tətbiqləri üçün vacib bir sahədir.

Ümumi işıqlandırma üçün insanların ağ işıq mənbələrinə ehtiyacı var. 1998-ci ildə ağ işıq yayan LED uğurla inkişaf etdirildi. Bu cür LED GaN çipləri və itrium alüminium qranat (YAG) qablaşdırma yolu ilə hazırlanır. GaN çipi mavi işıq (λp=465nm, Wd=30nm) yayır və yüksək temperaturda sinterləmə ilə hazırlanmış Ce3+ ehtiva edən YAG fosforu mavi işıqla həyəcanlandıqdan sonra sarı işıq saçır, pik dəyəri 550nLED lampa m. Mavi LED substratı qab şəklində əks etdirən boşluğa quraşdırılıb və təxminən 200-500nm qalınlığında YAG ilə qarışdırılmış nazik qatran təbəqəsi ilə örtülmüşdür. LED substratı tərəfindən yayılan mavi işığın bir hissəsi fosfor tərəfindən udulur və mavi işığın digər hissəsi ağ işıq əldə etmək üçün fosforun buraxdığı sarı işıqla qarışdırılır.

InGaN/YAG ağ LED-lər üçün YAG fosforun kimyəvi tərkibini dəyişdirərək və fosfor qatının qalınlığını tənzimləməklə 3500-10000K rəng temperaturu olan müxtəlif rəngli ağ işıq əldə etmək olar. Mavi LED vasitəsilə ağ işığın əldə edilməsinin bu üsulu sadə quruluşa, aşağı qiymətə və yüksək texnoloji yetkinliyə malikdir, buna görə də ən çox istifadə olunur.