Святлодыёд (LED) — гэта цвёрдацельны паўправадніковы прыбор, які можа пераўтвараць электрычную энергію ў бачнае святло. Ён можа непасрэдна пераўтвараць электрычнасць у святло. Сэрцам святлодыёда з'яўляецца паўправадніковы чып. Адзін канец чыпа прымацаваны да кранштэйна, адзін канец — адмоўны полюс, а другі канец — да дадатнага полюса крыніцы харчавання, такім чынам, увесь чып пакрыты эпаксіднай смалой.
Паўправадніковы чып складаецца з дзвюх частак. Адна частка — гэта паўправаднік P-тыпу, у якім дамінуюць дзіркі, а другі канец — паўправаднік N-тыпу, у якім дамінуюць электроны. Але калі гэтыя два паўправаднікі злучаюцца, паміж імі ўтвараецца PN-пераход. Калі ток праходзіць праз провад на чып, электроны перамяшчаюцца ў вобласць P, дзе яны рэкамбінуюцца з дзіркамі, а затым выпраменьваюць энергію ў выглядзе фатонаў. Гэта прынцып выпраменьвання святлодыёда. Даўжыня хвалі святла, гэта значыць колер святла, вызначаецца матэрыялам, які ўтварае PN-пераход.
Святлодыёд можа непасрэдна выпраменьваць чырвонае, жоўтае, сіняе, зялёнае, аранжавае, фіялетавае і белае святло.
Спачатку святлодыёды выкарыстоўваліся ў якасці крыніцы святла індыкатараў прыбораў і вымяральных прыбораў. Пазней розныя светлыя святлодыёды шырока выкарыстоўваліся ў святлафорах і дысплеях на вялікіх плошчах, што прыносіла добрыя эканамічныя і сацыяльныя выгады. Возьмем, напрыклад, 12-цалевую чырвоную лямпу святлафора. У Злучаных Штатах першапачаткова ў якасці крыніцы святла выкарыстоўвалася 140-ватная лямпа напальвання з працяглым тэрмінам службы і нізкай светлавой эфектыўнасцю, якая выпраменьвала 2000 люменаў белага святла. Пасля праходжання праз чырвоны фільтр страты святла складаюць 90%, застаючыся толькі 200 люменаў чырвонага святла. У новай распрацоўцы лямпы Lumileds выкарыстоўваецца 18 чырвоных святлодыёдных крыніц святла, уключаючы страты ў ланцугу. Агульная спажываная магутнасць складае 14 Вт, што можа стварыць такі ж светлавы эфект. Аўтамабільныя сігнальныя лямпы таксама з'яўляюцца важнай сферай прымянення святлодыёдных крыніц святла.
Для агульнага асвятлення людзям патрэбна больш крыніц белага святла. У 1998 годзе быў паспяхова распрацаваны белы святлодыёд. Гэты святлодыёд вырабляецца шляхам сумеснага аб'яднання чыпа GaN і ітрыевага алюмініевага граната (YAG). Чып GaN выпраменьвае сіняе святло (λP = 465 нм, Wd = 30 нм), а люмінафор YAG, які змяшчае Ce3+ і спечаны пры высокай тэмпературы, выпраменьвае жоўтае святло пасля ўзбуджэння гэтым сінім святлом з пікавым значэннем 550 н/м². Падкладка сіняга святлодыёда ўсталявана ў чашападобнай адлюстравальнай поласці, пакрытай тонкім пластом смалы, змяшанай з YAG, з даўжынёй хвалі каля 200-500 нм. Сіняе святло ад падкладкі святлодыёда часткова паглынаецца люмінафорам, а другая частка сіняга святла змешваецца з жоўтым святлом ад люмінафора для атрымання белага святла.
Для белага святлодыёда InGaN/YAG, змяняючы хімічны склад люмінафора YAG і рэгулюючы таўшчыню пласта люмінафора, можна атрымаць розныя белыя лямпы з каляровай тэмпературай 3500-10000K. Гэты метад атрымання белага святла з дапамогай сіняга святлодыёда мае простую структуру, нізкі кошт і высокую тэхналагічную дасканаласць, таму ён шырока выкарыстоўваецца.
Час публікацыі: 29 студзеня 2024 г.