Principio de funcionamiento de la lámpara LED

El LED (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 una oblea semiconductora. Un extremo de la oblea está unido a un soporte, un extremo es un electrodo negativo y el otro extremo está conectado al electrodo positivo de la fuente de alimentación, de modo que toda la oblea está encapsulada con resina epoxi.

El chip semiconductor consta de dos partes. Una parte es un semiconductor de tipo p, en el que dominan los huecos, y el otro extremo es un semiconductor de tipo n, principalmente electrones. Pero cuando los 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 hacia la región p, donde los electrones y los huecos se combinan, 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.

El LED puede emitir directamente luz roja, amarilla, azul, verde, verde, naranja, púrpura y blanca.

Al principio, el LED se utilizó como fuente de luz indicadora de instrumentos y medidores. Más tarde, los LED de varios colores claros se usaron ampliamente en semáforos y pantallas de visualización de área grande, lo que resultó en buenos beneficios económicos y sociales. Tome como ejemplo la lámpara de semáforo roja de 12 pulgadas. En los Estados Unidos, originalmente se utilizó como fuente de luz una lámpara incandescente de 140 vatios con una larga vida útil y baja eficiencia luminosa, que producía 2000 lúmenes de luz blanca. Después de pasar por el filtro rojo, la pérdida de luz es del 90%, dejando solo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds adopta 18 fuentes de luz LED rojas, incluida la pérdida de circuito, que consume un total de 14 vatios para producir el mismo efecto de luz. La lámpara de señal de automóvil también es un campo importante de aplicación de fuente de luz LED.

Para la iluminación general, las personas necesitan más una fuente de luz blanca. En 1998, se desarrolló con éxito el LED blanco. El LED está hecho de chip Gan y granate de aluminio itrio (YAG) encapsulados juntos. El chip Gan emite luz azul （ λ P = 465nm, WD = 30nm), el fósforo YAG que contiene Ce3 + fabricado mediante sinterización a alta temperatura emite luz amarilla después de ser excitado por esta luz azul, con un valor máximo de lámpara LED de 550n m. El sustrato LED azul se instala en la cavidad reflectante en forma de cuenco y se cubre con una fina capa de resina mezclada con YAG, de unos 200-500 nm. 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 InGaN/YAG, se pueden obtener varios colores de luz blanca con una temperatura de color de 3500-10000k cambiando la composición química del fósforo YAG y ajustando el grosor de la capa de fósforo. Este método de obtención de luz blanca a través de LED azul tiene las ventajas de estructura simple, bajo costo y alta madurez técnica, por lo que es el más utilizado.ã€