LED lambanın çalışma prensibi

LED (ışık yayan diyot), elektrik enerjisini görünür ışığa dönüştürebilen katı hal yarı iletken bir cihazdır. Elektriği doğrudan ışığa dönüştürebilir. LED'in kalbi yarı iletken bir levhadır. Gofretin bir ucu bir brakete bağlanır, bir ucu negatif elektrottur ve diğer ucu güç kaynağının pozitif elektrotuna bağlanır, böylece tüm gofret epoksi reçine ile kaplanır.

Yarı iletken çip iki kısımdan oluşur. Bir parça, deliklerin hakim olduğu p-tipi bir yarı iletkendir ve diğer ucu, esas olarak elektronlardan oluşan n-tipi bir yarı iletkendir. Ancak iki yarı iletken bağlandığında aralarında bir p-n bağlantısı oluşur. Akım tel üzerinden çip üzerinde hareket ettiğinde, elektronlar elektronların ve deliklerin birleştiği p bölgesine itilecek ve ardından fotonlar şeklinde enerji yayacaktır. Bu, LED ışık emisyonunun prensibidir. Işığın dalga boyu yani ışığın rengi p-n eklemini oluşturan malzeme tarafından belirlenir.

LED doğrudan kırmızı, sarı, mavi, yeşil, yeşil, turuncu, mor ve beyaz ışık yayabilir.

İlk başlarda gösterge ve sayaçların gösterge ışık kaynağı olarak led kullanılmıştır. Daha sonra, çeşitli ışık renklerindeki LED, trafik ışıklarında ve geniş alanlı ekranlarda yaygın olarak kullanıldı ve bu da ekonomik ve sosyal faydalar sağladı. Örnek olarak 12 inçlik kırmızı trafik sinyal lambasını alın. Amerika Birleşik Devletleri'nde, 2000 lümen beyaz ışık üreten ışık kaynağı olarak orijinal olarak uzun hizmet ömrüne ve düşük ışık verimliliğine sahip 140 watt'lık akkor lamba kullanıldı. Kırmızı filtreden geçtikten sonra ışık kaybı %90'dır ve geriye sadece 200 lümen kırmızı ışık kalır. Yeni tasarlanan lambada Lumileds, aynı ışık efektini üretmek için toplam 14 watt tüketen devre kaybı da dahil olmak üzere 18 kırmızı LED ışık kaynağı kullanıyor. Otomobil sinyal lambası da LED ışık kaynağı uygulamasının önemli bir alanıdır.

Genel aydınlatma için insanlar daha çok beyaz ışık kaynağına ihtiyaç duyar. 1998 yılında beyaz LED başarıyla geliştirildi. LED, birlikte kapsüllenmiş Gan çipi ve itriyum alüminyum granattan (YAG) yapılmıştır. Gan çipi mavi ışık yayar（ λ P = 465nm, WD = 30nm), yüksek sıcaklıkta sinterleme ile yapılan Ce3+ içeren YAG fosfor, bu mavi ışık tarafından uyarıldıktan sonra sarı ışık yayar, tepe değeri 550n LED lamba m. Mavi LED substratı, çanak şeklindeki yansıtma boşluğuna yerleştirilir ve yaklaşık 200-500 nm YAG ile karıştırılmış ince bir reçine tabakasıyla kaplanır. LED substrat tarafından yayılan mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından emilir ve mavi ışığın diğer kısmı fosfor tarafından yayılan sarı ışıkla karıştırılarak beyaz ışık elde edilir.

InGaN / YAG beyaz LED'ler için, YAG fosforun kimyasal bileşimi değiştirilerek ve fosfor tabakasının kalınlığı ayarlanarak 3500-10000k renk sıcaklığına sahip çeşitli beyaz ışık renkleri elde edilebilir. Mavi LED aracılığıyla beyaz ışık elde etmenin bu yöntemi, basit yapı, düşük maliyet ve yüksek teknik olgunluk avantajlarına sahiptir, bu nedenle en çok kullanılır.ã€