LED (šviesos diodas) yra kietojo kūno puslaidininkinis įtaisas, galintis elektros energiją paversti matoma šviesa. Jis gali tiesiogiai paversti elektros energiją šviesa. LED širdis yra puslaidininkinis lustas. Vienas lusto galas pritvirtintas prie laikiklio, vienas galas yra neigiamas polius, o kitas galas prijungtas prie maitinimo šaltinio teigiamo poliaus, todėl visas lustas yra apgaubtas epoksidine derva.
Puslaidininkinis lustas sudarytas iš dviejų dalių. Viena dalis yra P tipo puslaidininkis, kuriame dominuoja skylės, o kita dalis yra N tipo puslaidininkis, kuriame dominuoja elektronai. Tačiau sujungus šiuos du puslaidininkius, tarp jų susidaro PN sandūra. Kai srovė veikia lustą per laidą, elektronai bus nustumti į P sritį, kur elektronai rekombinuos su skylėmis ir tada išskirs energiją fotonų pavidalu. Tai yra LED šviesos emisijos principas. Šviesos bangos ilgį, t. y. šviesos spalvą, lemia PN sandūrą sudaranti medžiaga.
LED gali tiesiogiai skleisti raudoną, geltoną, mėlyną, žalią, oranžinę, violetinę ir baltą šviesą.
Iš pradžių LED buvo naudojamas kaip prietaisų ir skaitiklių indikatoriaus šviesos šaltinis. Vėliau įvairių spalvų LED buvo plačiai naudojami šviesoforuose ir didelio ploto ekranuose, o tai davė gerą ekonominę ir socialinę naudą. Paimkime kaip pavyzdį 12 colių raudoną šviesoforo lempą. Jungtinėse Valstijose iš pradžių kaip šviesos šaltinis buvo naudojama 140 vatų kaitrinė lempa, pasižyminti ilgu tarnavimo laiku ir mažu šviesos efektyvumu, kuri skleidė 2000 liumenų baltos šviesos. Praėjus pro raudoną filtrą, šviesos nuostoliai siekia 90 %, o raudonos šviesos lieka tik 200 liumenų. Naujai suprojektuotoje lempoje „Lumileds“ naudoja 18 raudonų LED šviesos šaltinių, įskaitant grandinės nuostolius. Bendras energijos suvartojimas yra 14 vatų, o tai gali sukurti tokį patį šviesos efektą. Automobilio signalinis žibintas taip pat yra svarbi LED šviesos šaltinių taikymo sritis.
Bendram apšvietimui žmonėms reikia daugiau baltos šviesos šaltinių. 1998 m. buvo sėkmingai sukurtas baltas LED. Šis LED pagamintas sujungiant GaN lustą ir itrio aliuminio granatą (YAG). GaN lustas skleidžia mėlyną šviesą (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm), o aukštoje temperatūroje sukepintas Ce3+ turintis YAG fosforas, sužadintas šios mėlynos šviesos, skleidžia geltoną šviesą, kurios maksimali vertė yra 550 n LED lempos m. Mėlynas LED substratas yra įmontuotas į dubens formos atspindžio ertmę, padengtą plonu dervos ir YAG mišinio sluoksniu, maždaug 200–500 nm. Mėlyną šviesą iš LED substrato iš dalies sugeria fosforas, o kita mėlynos šviesos dalis sumaišoma su geltona fosforo šviesa, kad būtų gauta balta šviesa.
InGaN/YAG balto LED atveju, keičiant YAG fosforo cheminę sudėtį ir fosforo sluoksnio storį, galima gauti įvairių spalvų šviesą, kurios spalvos temperatūra yra 3500–10000 K. Šis baltos šviesos gavimo per mėlyną LED metodas yra paprastos struktūros, mažos kainos ir aukšto technologinio brandumo, todėl yra plačiai naudojamas.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 29 d.