El principio de funcionamiento de la lámpara LED

LED (diodo emisor de luz), un diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor de estado sólido que puede convertir la energía eléctrica en luz visible. Puede convertir directamente la electricidad en luz. El corazón del LED es un chip de semiconductores. Un extremo del chip está unido a un soporte, un extremo es el polo negativo y el otro extremo está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación, de modo que todo el chip está encapsulado por la resina epoxi. El chip semiconductor consta de dos partes, una parte es un semiconductor de tipo P, en el que dominan los agujeros, y el otro extremo es un semiconductor de tipo N, que es principalmente electrones. Pero cuando estos dos semiconductores están conectados, se forma una unión P-N entre ellos. Cuando la corriente actúa sobre el chip a través del cable, los electrones serán empujados al área P, donde los electrones y los agujeros se recombinan, y luego emitirán energía en forma de fotones. Este es el principio de la emisión de luz LED. La longitud de onda de la luz, es decir, el color de la luz, está determinada por el material que forma la unión P-N.

Inicialmente, LED se usó como fuente de luz indicadora para instrumentos y medidores. Más tarde, los LED de varios colores claros se usaron ampliamente en los semáforos y las pantallas de exhibición de gran área, produciendo buenos beneficios económicos y sociales. Tome el semáforo rojo de 12 pulgadas como ejemplo. En los Estados Unidos, una lámpara incandescente de 140 vatios de larga vida y baja eficiencia se usó originalmente como fuente de luz, que produce 2,000 lúmenes de luz blanca. Después de pasar a través del filtro rojo, el 90% de la luz se pierde, dejando solo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utiliza 18 fuentes de luz LED roja, incluidas las pérdidas de circuitos, y consume un total de 14 vatios de potencia para producir el mismo efecto de luz. Las luces de señalización del automóvil también son un campo importante de la aplicación de fuente de luz LED.

Para la iluminación general, las personas necesitan más fuentes de luz blanca. En 1998, los LED de luz blanca se desarrollaron con éxito. Este LED se realiza encapsulando chips GaN y granate de aluminio de Ytrio (YAG). El chip Gan emite luz azul (λp = 465nm, WD = 30 nm), y el fósforo YAG que contiene Ce3+ hecho por sinterización de alta temperatura está excitada por esta luz azul y emite luz amarilla con un valor máximo de 550 nm. El sustrato LED azul se instala en una cavidad reflectante en forma de tazón y se cubre con una delgada capa de resina mezclada con YAG, aproximadamente 200-500 nm. La parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo, y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para obtener luz blanca. Para los LED blancos de Ingan/YAG, cambiando la composición química del fósforo YAG y ajustando el grosor de la capa de fósforo, se pueden obtener varios colores de luz blanca con una temperatura de color de 3500-10000K. Este método para obtener luz blanca a través de LED azul es simple en estructura, bajo costo y muy maduro en tecnología, por lo que es el más utilizado.