A LED (Light Emitting Diode), egy fénykibocsátó dióda, egy szilárdtest félvezető eszköz, amely képes az elektromos energiát látható fénnyé alakítani. Közvetlenül képes az elektromos áramot fénnyé alakítani. A LED lelke egy félvezető chip. A chip egyik vége egy tartóhoz van rögzítve, a másik vége a negatív pólus, a másik vége pedig a tápegység pozitív pólusához van csatlakoztatva, így a teljes chipet epoxigyanta borítja.
A félvezető chip két részből áll. Az egyik rész egy P-típusú félvezető, amelyben a lyukak dominálnak, a másik vége pedig egy N-típusú félvezető, amelyben az elektronok dominálnak. De amikor ezt a két félvezetőt összekapcsolják, egy PN-átmenet alakul ki közöttük. Amikor az áram a vezetéken keresztül hat a chipre, az elektronok a P-területre lökődnek, ahol az elektronok újra egyesülnek a lyukakkal, majd energiát bocsátanak ki fotonok formájában. Ez a LED-es fénykibocsátás elve. A fény hullámhosszát, azaz a fény színét, a PN-átmenetet alkotó anyag határozza meg.
A LED közvetlenül képes piros, sárga, kék, zöld, narancssárga, lila és fehér fényt kibocsátani.
A LED-et eleinte műszerek és mérőórák jelzőfényeként használták. Később különféle világos színű LED-eket széles körben alkalmaztak közlekedési lámpákban és nagy felületű kijelzőkben, ami jó gazdasági és társadalmi előnyökkel járt. Vegyük például a 12 hüvelykes piros közlekedési lámpát. Az Egyesült Államokban eredetileg egy 140 wattos, hosszú élettartamú és alacsony fényhasznosítású izzólámpát használtak fényforrásként, amely 2000 lumen fehér fényt adott ki. A piros szűrőn való áthaladás után a fényveszteség 90%, így csak 200 lumen vörös fény marad. Az újonnan tervezett lámpában a Lumileds 18 piros LED fényforrást használ, beleértve az áramköri veszteséget is. A teljes energiafogyasztás 14 watt, ami ugyanazt a fényhatást képes előállítani. Az autó jelzőlámpái is fontos LED-es fényforrás alkalmazási területei.
Az általános világításhoz az embereknek több fehér fényforrásra van szükségük. 1998-ban sikeresen kifejlesztették a fehér LED-et. Ezt a LED-et GaN chip és ittrium-alumínium gránát (YAG) együttes csomagolásával állítják elő. A GaN chip kék fényt bocsát ki (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm), a magas hőmérsékleten szinterezett Ce3+-t tartalmazó YAG foszfor a kék fénnyel való gerjesztés után sárga fényt bocsát ki, amelynek csúcsértéke 550 n LED-lámpa m. A kék LED-hordozót egy tál alakú reflektorüregbe helyezik, amelyet egy vékony, körülbelül 200-500 nm-es YAG-val kevert gyantaréteggel vonnak be. A LED-hordozóból származó kék fényt részben elnyeli a foszfor, a kék fény másik részét pedig a foszfor sárga fényével keverik, így fehér fényt kapnak.
Az InGaN/YAG fehér LED esetében a YAG foszfor kémiai összetételének megváltoztatásával és a foszforréteg vastagságának beállításával különféle fehér fények érhetők el 3500-10000K színhőmérséklettel. A fehér fény előállításának ez a módszere kék LED-en keresztül egyszerű szerkezetű, alacsony költségű és magas technológiai fejlettséggel rendelkezik, így széles körben használják.
Közzététel ideje: 2024. január 29.