LED (دیود ساطع کننده نور)، یک دیود ساطع کننده نور، یک قطعه نیمه هادی حالت جامد است که می‌تواند انرژی الکتریکی را به نور مرئی تبدیل کند. این قطعه می‌تواند مستقیماً برق را به نور تبدیل کند. قلب LED یک تراشه نیمه هادی است. یک سر تراشه به یک براکت متصل است، یک سر آن قطب منفی و سر دیگر آن به قطب مثبت منبع تغذیه متصل است، به طوری که کل تراشه توسط رزین اپوکسی محصور شده است.
تراشه نیمه‌هادی از دو بخش تشکیل شده است. یک بخش نیمه‌هادی نوع P است که در آن حفره‌ها غالب هستند و انتهای دیگر نیمه‌هادی نوع N است که در آن الکترون‌ها غالب هستند. اما وقتی این دو نیمه‌هادی به هم متصل می‌شوند، یک اتصال PN بین آنها تشکیل می‌شود. هنگامی که جریان از طریق سیم به تراشه اعمال می‌شود، الکترون‌ها به ناحیه P رانده می‌شوند، جایی که الکترون‌ها با حفره‌ها دوباره ترکیب می‌شوند و سپس انرژی را به صورت فوتون منتشر می‌کنند. این اصل انتشار نور LED است. طول موج نور، یعنی رنگ نور، توسط ماده‌ای که اتصال PN را تشکیل می‌دهد تعیین می‌شود.
LED می‌تواند مستقیماً نور قرمز، زرد، آبی، سبز، سبز، نارنجی، بنفش و سفید را ساطع کند.
در ابتدا، LED به عنوان منبع نور نشانگر ابزارها و کنتورها استفاده می‌شد. بعدها، LEDهای با رنگ‌های مختلف به طور گسترده در چراغ‌های راهنمایی و نمایشگرهای بزرگ مورد استفاده قرار گرفتند و مزایای اقتصادی و اجتماعی خوبی ایجاد کردند. به عنوان مثال، چراغ راهنمایی قرمز ۱۲ اینچی را در نظر بگیرید. در ایالات متحده، در ابتدا از لامپ رشته‌ای ۱۴۰ واتی با عمر طولانی و راندمان نوری کم به عنوان منبع نور استفاده می‌شد که ۲۰۰۰ لومن نور سفید تولید می‌کرد. پس از عبور از فیلتر قرمز، اتلاف نور ۹۰٪ است و تنها ۲۰۰ لومن نور قرمز باقی می‌ماند. در لامپ جدید طراحی شده، Lumileds از ۱۸ منبع نور LED قرمز، شامل اتلاف مدار، استفاده می‌کند. کل مصرف برق ۱۴ وات است که می‌تواند همان اثر نوری را ایجاد کند. چراغ راهنمایی خودرو نیز یکی از زمینه‌های مهم کاربرد منبع نور LED است.
برای روشنایی عمومی، مردم به منابع نور سفید بیشتری نیاز دارند. در سال ۱۹۹۸، LED سفید با موفقیت توسعه یافت. این LED با ترکیب تراشه GaN و گارنت آلومینیوم ایتریم (YAG) ساخته می‌شود. تراشه GaN نور آبی (λ P=465nm, Wd=30nm) ساطع می‌کند، فسفر YAG حاوی Ce3+ که در دمای بالا سینتر شده است، پس از تحریک توسط این نور آبی، نور زرد ساطع می‌کند که مقدار اوج آن ۵۵۰ نانومولار لامپ LED در متر مربع است. زیرلایه LED آبی در حفره بازتاب کاسه‌ای شکل نصب شده است که با یک لایه نازک رزین مخلوط با YAG، حدود ۲۰۰-۵۰۰ نانومتر، پوشانده شده است. نور آبی از زیرلایه LED تا حدی توسط فسفر جذب می‌شود و بخش دیگر نور آبی با نور زرد از فسفر مخلوط می‌شود تا نور سفید به دست آید.
برای LED سفید InGaN/YAG، با تغییر ترکیب شیمیایی فسفر YAG و تنظیم ضخامت لایه فسفر، می‌توان نورهای سفید متنوعی با دمای رنگ 3500-10000 کلوین به دست آورد. این روش تولید نور سفید از طریق LED آبی، ساختار ساده، هزینه کم و بلوغ فناوری بالایی دارد، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
زمان ارسال: ۲۹ ژانویه ۲۰۲۴