LED 램프의 작동 원리

LED(발광 다이오드)는 전기 에너지를 가시광선으로 변환할 수 있는 고체 반도체 소자입니다. 전기를 직접 빛으로 변환할 수 있습니다. LED의 핵심은 반도체 웨이퍼입니다. 웨이퍼의 한쪽 끝은 브래킷에 부착되고 한쪽 끝은 음극이며 다른 쪽 끝은 전원 공급 장치의 양극에 연결되어 전체 웨이퍼가 에폭시 수지로 캡슐화됩니다.

반도체 칩은 두 부분으로 구성됩니다. 한 부분은 정공이 지배하는 p형 반도체이고 다른 쪽 끝은 주로 전자인 n형 반도체입니다. 그러나 두 반도체가 연결되면 pn 접합이 형성됩니다. 전류가 도선을 통해 칩에 작용하면 전자는 전자와 정공이 합성되는 p 영역으로 밀린 다음 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이것이 LED 발광의 원리입니다. 빛의 파장, 즉 빛의 색은 pn접합을 이루는 물질에 의해 결정된다.

LED는 빨간색, 노란색, 파란색, 녹색, 녹색, 주황색, 자주색 및 흰색 빛을 직접 방출할 수 있습니다.

처음에는 led가 계기 및 미터의 표시등 광원으로 사용되었습니다. 이후 신호등과 대면적 디스플레이 화면에 다양한 조명 색상의 LED가 널리 사용되어 경제적, 사회적 이점이 좋았습니다. 12인치 빨간색 교통 신호등을 예로 들어 보겠습니다. 미국에서는 원래 수명이 길고 광효율이 낮은 140와트 백열등이 광원으로 사용되어 2000루멘의 백색광을 생성했습니다. 적색 필터를 통과한 후 광손실은 90%이고 적색광은 200루멘만 남습니다. 새롭게 설계된 램프에서 Lumileds는 동일한 조명 효과를 생성하기 위해 총 14와트를 소비하는 회로 손실을 포함하여 18개의 빨간색 LED 광원을 채택합니다. 자동차 신호등도 LED 광원 응용 분야의 중요한 분야입니다.

일반 조명의 경우 사람들은 백색 광원이 더 필요합니다. 1998년에 백색 LED가 성공적으로 개발되었습니다. LED는 Gan 칩과 이트륨 알루미늄 가넷(YAG)이 함께 캡슐화되어 만들어집니다. Gan 칩은 청색광(π=465nm, WD=30nm)을 방출하며, 고온 소결에 의해 만들어진 Ce3+를 함유한 YAG 형광체는 이 청색광에 의해 여기된 후 황색광을 방출하며 피크값은 550n LED 램프 m이다. 청색 LED 기판은 사발 모양의 반사 공동에 설치되고 약 200-500 nm의 YAG와 혼합된 수지의 얇은 층으로 덮입니다. LED 기판에서 방출된 청색광의 일부는 형광체에 의해 흡수되고, 청색광의 다른 부분은 형광체에서 방출된 황색광과 혼합되어 백색광을 얻는다.

InGaN / YAG 백색 LED의 경우 YAG 형광체의 화학 조성을 변경하고 형광체 층의 두께를 조정하여 색온도 3500-10000k의 다양한 백색광을 얻을 수 있습니다. 청색 LED를 통해 백색광을 얻는 이 방법은 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 기술 성숙도가 높다는 장점이 있어 가장 많이 사용됩니다.ã€