LED (Light Emitting Diode), svjetleća dioda, je poluvodički uređaj u čvrstom stanju koji može pretvoriti električnu energiju u vidljivu svjetlost. Može izravno pretvoriti električnu energiju u svjetlost. Srce LED-a je poluvodički čip. Jedan kraj čipa pričvršćen je na nosač, jedan kraj je negativni pol, a drugi kraj je spojen na pozitivni pol napajanja, tako da je cijeli čip obložen epoksidnom smolom.
Poluvodički čip sastoji se od dva dijela. Jedan dio je poluvodič P-tipa, u kojem su dominantne šupljine, a drugi kraj je poluvodič N-tipa, u kojem su dominantni elektroni. No, kada su ova dva poluvodiča spojena, između njih se formira PN spoj. Kada struja djeluje na čip kroz žicu, elektroni će biti potisnuti u P područje, gdje će se elektroni rekombinirati sa šupljinama, a zatim emitirati energiju u obliku fotona. To je princip emisije LED svjetla. Valna duljina svjetlosti, odnosno boja svjetlosti, određena je materijalom koji tvori PN spoj.
LED može izravno emitirati crvenu, žutu, plavu, zelenu, narančastu, ljubičastu i bijelu svjetlost.
U početku se LED dioda koristila kao izvor svjetla indikatora instrumenata i mjerača. Kasnije su se razne svijetle LED diode široko koristile u semaforima i zaslonima za velike površine, što je donijelo dobre ekonomske i društvene koristi. Uzmimo za primjer 12-inčnu crvenu semaforsku lampu. U Sjedinjenim Državama, kao izvor svjetlosti izvorno se koristila žarulja sa žarnom niti od 140 W s dugim vijekom trajanja i niskom svjetlosnom učinkovitošću, koja je proizvodila 2000 lumena bijele svjetlosti. Nakon prolaska kroz crveni filter, gubitak svjetlosti je 90%, ostavljajući samo 200 lumena crvene svjetlosti. U novodizajniranoj lampi, Lumileds koristi 18 crvenih LED izvora svjetlosti, uključujući gubitke u strujnom krugu. Ukupna potrošnja energije je 14 W, što može proizvesti isti svjetlosni efekt. Automobilska semaforska lampa također je važno područje primjene LED izvora svjetlosti.
Za opću rasvjetu, ljudima je potrebno više izvora bijele svjetlosti. Bijela LED dioda uspješno je razvijena 1998. godine. Ova LED dioda je napravljena spajanjem GaN čipa i itrij-aluminijevog granata (YAG). GaN čip emitira plavu svjetlost (λP=465nm, Wd=30nm), YAG fosfor koji sadrži Ce3+ sinteriran na visokoj temperaturi emitira žutu svjetlost nakon što ga pobudi ova plava svjetlost, s vršnom vrijednošću LED lampe od 550nm. Plava LED podloga je ugrađena u reflektirajuću šupljinu u obliku zdjele, prekrivenu tankim slojem smole pomiješane s YAG-om, oko 200-500nm. Plava svjetlost iz LED podloge djelomično se apsorbira od strane fosfora, a drugi dio plave svjetlosti se miješa sa žutom svjetlošću iz fosfora kako bi se dobila bijela svjetlost.
Za bijelu InGaN/YAG LED, promjenom kemijskog sastava YAG fosfora i podešavanjem debljine sloja fosfora, mogu se dobiti različite bijele svjetlosti s temperaturom boje od 3500-10000K. Ova metoda dobivanja bijele svjetlosti putem plave LED diode ima jednostavnu strukturu, nisku cijenu i visoku tehnološku zrelost, pa se široko koristi.
Vrijeme objave: 29. siječnja 2024.