ЛЕД (Light Emitting Diode), светлосна диода, је полупроводнички уређај у чврстом стању који може да претвара електричну енергију у видљиву светлост. Може директно да претвара електрицитет у светлост. Срце ЛЕД диоде је полупроводнички чип. Један крај чипа је причвршћен за носач, један крај је негативни пол, а други крај је повезан са позитивним полом напајања, тако да је цео чип обложен епоксидном смолом.
Полупроводнички чип се састоји од два дела. Један део је полупроводник P-типа, у коме су доминантне шупљине, а други крај је полупроводник N-типа, у коме су доминантни електрони. Али када се ова два полупроводника повежу, између њих се формира PN спој. Када струја делује на чип кроз жицу, електрони ће бити потиснути у P подручје, где ће се електрони рекомбиновати са шупљинама, а затим емитовати енергију у облику фотона. Ово је принцип емисије ЛЕД светлости. Таласна дужина светлости, односно боја светлости, одређена је материјалом који формира PN спој.
ЛЕД диода може директно емитовати црвену, жуту, плаву, зелену, наранџасту, љубичасту и белу светлост.
У почетку су се ЛЕД диоде користиле као извор светлости за инструменте и мерила. Касније су се разне ЛЕД диоде светле боје широко користиле у семафорима и дисплејима великих површина, што је доносило добре економске и друштвене користи. Узмимо за пример црвену семафорску лампу од 12 инча. У Сједињеним Државама, првобитно је као извор светлости коришћена инкандесцентна сијалица од 140 вати са дугим веком трајања и ниском светлосном ефикасношћу, која је производила 2000 лумена беле светлости. Након проласка кроз црвени филтер, губитак светлости је 90%, остављајући само 200 лумена црвене светлости. У новодизајнираној лампи, Лумилдс користи 18 црвених ЛЕД извора светлости, укључујући губитке у колу. Укупна потрошња енергије је 14 вати, што може произвести исти светлосни ефекат. Аутомобилска семафорска лампа је такође важно поље примене ЛЕД извора светлости.
За опште осветљење, људима је потребно више извора беле светлости. Бела ЛЕД диода је успешно развијена 1998. године. Ова ЛЕД диода је направљена спајањем GaN чипа и итријум алуминијум граната (YAG). GaN чип емитује плаву светлост (λP=465nm, Wd=30nm), YAG фосфор који садржи Ce3+ синтерован на високој температури емитује жуту светлост након што је побуђен овом плавом светлошћу, са вршном вредношћу од 550nm/л/л. Плава ЛЕД подлога је постављена у рефлексну шупљину у облику чиније, прекривену танким слојем смоле помешане са YAG-ом, око 200-500nm. Плава светлост са ЛЕД подлоге се делимично апсорбује од стране фосфора, а други део плаве светлости се меша са жутом светлошћу са фосфора да би се добила бела светлост.
За белу InGaN/YAG ЛЕД диоду, променом хемијског састава YAG фосфора и подешавањем дебљине слоја фосфора, могу се добити различите беле светлости са температуром боје од 3500-10000K. Ова метода добијања беле светлости помоћу плаве ЛЕД диоде има једноставну структуру, ниску цену и високу технолошку зрелост, па се широко користи.
Време објаве: 29. јануар 2024.