LED 램프의 작동 원리

LED (Light Emitting Diode), 광 방출 다이오드는 전기 에너지를 가시광으로 변환 할 수있는 고체 상태 반도체 장치입니다. 전기를 직접 빛으로 변환 할 수 있습니다. LED의 핵심은 반도체 칩입니다. 칩의 한쪽 끝은 브래킷에 부착되고, 한쪽 끝은 음의 극이고, 다른 쪽 끝은 전원 공급 장치의 양극에 연결되어 전체 칩이 에폭시 수지에 의해 캡슐화되도록합니다. 반도체 칩은 두 부분으로 구성되며, 한 부분은 구멍이 우세한 P 형 반도체이고, 다른 쪽 끝은 주로 전자 인 N 형 반도체입니다. 그러나이 두 반도체가 연결되면 P-N 접합제가 이들 사이에 형성됩니다. 전류가 와이어를 통해 칩에서 작용할 때, 전자는 전자와 구멍이 재조합되는 P 영역으로 밀려 나면 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 이것이 LED 조명 방출의 원리입니다. 빛의 파장, 즉 빛의 색은 p-n 접합을 형성하는 재료에 의해 결정됩니다.

처음에 LED는 기기 및 미터의 지표 광원으로 사용되었습니다. 나중에 다양한 밝은 색상의 LED가 신호등과 대규모 디스플레이 화면에 널리 사용되어 경제적, 사회적 혜택이 우수합니다. 12 인치 빨간색 신호등을 예로 들어 보겠습니다. 미국에서는 장거리 수명이 낮고 낮은 가벼운 140 와트 백열 램프가 원래 광원으로 사용되어 2,000 루멘의 백색광을 생성했습니다. 빨간색 필터를 통과 한 후, 빛의 90%가 손실되어 200 루멘의 적색광 만 남습니다. 새로 설계된 램프에서 Lumileds는 회로 손실을 포함하여 18 개의 빨간색 LED 광원을 사용하고 총 14 와트의 전력을 소비하여 동일한 조명 효과를 생성합니다. 자동차 신호 조명은 또한 LED 라이트 소스 애플리케이션의 중요한 필드입니다.

일반적인 조명의 경우 사람들은 백색광 공급원이 더 필요합니다. 1998 년에 백색광 LED가 성공적으로 개발되었습니다. 이 LED는 GAN 칩과 YAG (Yttrium Aluminum Garnet)를 함께 캡슐화하여 만들어집니다. GAN 칩은 청색광 (λp = 465nm, WD = 30nm)을 방출하고, 고온 소결에 의해 만들어진 CE3+를 함유 한 YAG 인은이 푸른 빛에 의해 흥분되고 550nm의 피크 값으로 황색광을 방출합니다. 파란색 LED 기판은 그릇 모양의 반사 공동에 설치되고 약 200-500nm의 YAG와 혼합 된 얇은 수지 층으로 덮여 있습니다. LED 기판에 의해 방출되는 청색광의 일부는 인에 의해 흡수되며, 푸른 빛의 다른 부분은 인에 의해 방출 된 황색 빛과 혼합되어 흰색 빛을 얻습니다. Ingan/YAG 흰색 LED의 경우, YAG 인의 화학적 조성을 변경하고 인산 층의 두께를 조정함으로써 3500-10000K의 색 온도를 갖는 다양한 색상의 흰색 빛을 얻을 수 있습니다. 파란색 LED를 통해 백색광을 얻는이 방법은 구조가 간단하고 비용이 적고 기술이 매우 성숙하므로 가장 널리 사용됩니다.