Как светодиодът произвежда светлина в електрическа верига?
Като опитен доставчик на електричество, свидетел на от първа ръка революционното въздействие на светлините - излъчващи диоди (светодиоди) върху електрическия пазар. Светодиодите са трансформирали начина, по който осветяваме нашия свят, предлагайки енергийни - ефективни, дълги - трайни и многостранни решения за осветление. Но замисляли ли сте се как тези малки устройства произвеждат светлина в рамките на електрическа верига? В този блог ще се задълбочим в завладяващата наука зад LED Light Production.
Основите на диодите
За да разберем как работи светодиод, първо трябва да разберем концепцията за диод. Диодът е полупроводниково устройство, което позволява на тока да тече само в една посока. Той има два терминала: анод (положителен) и катод (отрицателен). Основната структура на диод се състои от полупроводник от тип AP и N -тип полупроводник, обединен заедно.
В AP - тип полупроводник има „дупки“ или положителни носители на заряд. Тези дупки се създават чрез добавяне на примеси към полупроводниковия материал, който има по -малко електрони от атомите в основния полупроводник. От друга страна, полупроводник от N - тип има излишък от електрони, благодарение на примеси с повече електрони от основния материал.
Когато AP - тип и N - тип полупроводник се въвеждат в контакт, на кръстовището се образува регион на изчерпване. В този регион електроните от страничната страна на типа дифрат в страната на P - тип, запълвайки дупките. Това създава регион с малко носители на заряд, действащ като бариера за потока на тока при нормални условия.
Напред, пристрастявайки светодиод
За да доведе до производство на светлина, тя трябва да бъде напред - пристрастна. Напрежението напред означава прилагане на положително напрежение върху анода и отрицателно напрежение върху катода. Когато се прилага достатъчно напрежение напред, то преодолява потенциалната бариера на изчерпващата област.
Приложеното напрежение изтласква електроните от полупроводника N - тип към полупроводника P - тип и дупките от типа p - към N - типа. Докато електроните и дупките се срещат на кръстовището, те рекомбинират.
Електрон - рекомбинация на дупки и светлинни емисии
Ключът към производството на светлина в LED се крие в процеса на рекомбинация на електрон -дупка. Когато един електрон попадне в дупка по време на рекомбинация, той преминава от по -високо енергийно ниво към по -ниско ниво на енергия. Според законите на квантовата механика, излишната енергия на електрона се отделя под формата на фотон.
Енергията на фотона определя нейната дължина на вълната, което от своя страна определя цвета на светлината. За производството на светодиоди от различни цветове се използват различни полупроводникови материали. Например, Gallium Arsenide Fosphide (GAASP) може да се използва за приготвяне на червени и жълти светодиоди, докато индиевият галий нитрид (INGAN) обикновено се използва за сини и зелени светодиоди.
Цветът на светлината, излъчвана от светодиод, е пряко свързан с енергийната лента на полупроводниковия материал. Енергийната лента е разликата в енергията между валентната лента (където се намират дупките) и лентата на проводимост (където се намират електрони). По -голямата лента води до излъчване на фотони с по -висока енергия, съответстваща на по -къси дължини на вълната (като синя или виолетова светлина). И обратно, по -малка лента води до излъчване на фотони с по -ниска енергия и по -дълги дължини на вълната (като червена светлина).
Ролята на електрическия ток
Количеството светлина, произведено от светодиод, е пряко пропорционално на електрическия ток, който тече през него. Тъй като повече ток преминава през светодиода, повече електрони и дупки рекомбинират на кръстовището, което води до излъчване на повече фотони и по -ярка светлина.
Важно е обаче да се отбележи, че има ограничение за количеството ток, който един светодиод може да се справи. Превишаването на тази граница може да доведе до прегряване на светодиода и в крайна сметка да се провали. Ето защо токът - ограничаващи резистори често се използват в LED вериги. Токът, ограничаващ резистор, е свързан последователно с LED за контрол на количеството на тока, преминаващ през него и предпазва светодиода от повреда.
Ефективността на светодиодите
Едно от основните предимства на светодиодите пред традиционните нажежаеми и флуоресцентни светлини е тяхната висока ефективност. Крушките с нажежаема жичка произвеждат светлина, като отопляват нишка, докато не свети. Голяма част от енергията, консумирана от крушка с нажежаема жичка, се губи като топлина. Флуоресцентните светлини са по -ефективни от крушките с нажежаема жичка, но все още имат някои загуби на енергия поради превръщането на електрическата енергия в ултравиолетова светлина и след това към видима светлина.
Светодиодите, от друга страна, превръщат много по -висок процент електрическа енергия директно в светлина. Това е така, защото процесът на рекомбинация на електрон -дупки е много ефективен начин за производство на светлина. Високата ефективност на светодиодите не само спестява енергия, но също така намалява количеството на генерираната топлина, което е полезно както за живота на светодиода, така и за общата консумация на енергия на осветителната система.
Приложения на светодиоди
Уникалните свойства на светодиодите доведоха до широкото им използване в различни приложения. В автомобилната индустрия светодиодите се използват за фарове, задни светлини и вътрешно осветление. Те предлагат по -добра видимост, по -дълъг живот и по -ниска консумация на енергия в сравнение с традиционните автомобилни осветителни системи.
В сектора на потребителската електроника светодиодите се използват в дисплеи, като тези в смартфони, таблети и телевизори. Способността за производство на различни цветове и висока интензивност на светлината прави светодиодите идеални за създаване на ярки и енергийни - ефективни дисплеи.
В областта на общото осветление светодиодите бързо заместват традиционните източници на светлина. Те се използват в домове, офиси, улици и обществени сгради. Дългият им живот означава по -рядка подмяна и енергийната им ефективност води до значителни икономии на разходи във времето.
Нашите продукти за продукти
Като доставчик на електричество ние предлагаме широка гама от висококачествени електрически компоненти, включително светодиоди и свързани продукти. Ние също така предоставяме различни електрически части за превозни средства на Scania, катоScania Lever 2039141, 2824093, 2824094,Scania 1858199 17725514 SwitchиScania 1435679 2388630.
Нашите продукти се получават от надеждни производители и се подлагат на строг контрол на качеството, за да гарантират тяхната производителност и издръжливост. Независимо дали търсите компоненти за проект за осветление или електрически части за вашите превозни средства, ние имаме правилните решения за вас.
Свържете се с нас за обществени поръчки
Ако се интересувате от закупуване на светодиоди или някой от другите ни електрически продукти, ви каним да се свържете с нас за подробна дискусия. Екипът ни от експерти е готов да ви помогне да намерите най -подходящите продукти за вашите специфични нужди. Можем да ви предоставим спецификации на продукта, информация за цените и техническа поддръжка. Нека работим заедно, за да внесете ефективни и висококачествени електрически решения на вашите проекти.
ЛИТЕРАТУРА
- Streetman, BG, & Banerjee, S. (2006). Твърдо състояние Електронни устройства. Prentice Hall.
- SZE, SM, & NG, KK (2007). Физика на полупроводникови устройства. Wiley - Interscience.
