Hva er den gule LED?

Hva er den gule LED?

Gule lysdioder er halvlederenheter som avgir gult lys når en elektrisk strøm går gjennom dem, noen mennesker nevner det også som 590nm LED. Gul LED kan være SMD LED -type og LED -lamper -type, og i SMD LED -pakke kan vi også lage den med kuppelt LED -type. De er en av de mest brukte LED -ene, og tilbyr en rekke applikasjoner innen forskjellige felt, inkludert elektronikk, belysning, skjermer og mer. I denne omfattende guiden vil vi utforske sammensetningen og funksjonen til gule lysdioder i detalj.

Sammensetning av gule lysdioder

Gule lysdioder, som andre lysdioder, består av flere viktige komponenter og materialer som fungerer sammen for å produsere gult lys. Hovedkomponentene i en gul LED er:

en. Halvledermateriale: Hjertet til en gul LED er et halvledermateriale, typisk laget av galliumarsenidfosfid (GAASP). Denne spesielle forbindelsen gir mulighet for utslipp av gult lys når en elektrisk strøm blir påført.

b. PN -kryss: halvledermaterialet dopes for å lage et PN -kryss. Dette krysset danner grensen mellom to regioner av halvledermaterialet, nemlig P-typen og N-typen. PN-krysset dannes ved å innføre urenheter i halvledermaterialet, og skaper et overskudd av positive ladninger (P-type) eller negative ladninger (N-type) i spesifikke regioner.

c. Elektroder: PN -krysset er koblet til to elektroder, en anode (positiv) og en katode (negativ). Disse elektrodene er vanligvis laget av metalllegeringer som gull, sølv eller aluminium, og de tillater strømmen av strøm gjennom LED.

d. Innkapsling: For å beskytte det delikate halvledermaterialet og sikre at dets levetid, er gule lysdioder vanligvis innkapslet i en gjennomsiktig eller gjennomskinnelig pakke laget av epoksyharpiks eller silikon. Denne pakken fungerer også som et objektiv, fokuserer og dirigerer det utsendte lyset i en spesifikk retning.

Funksjon av gule lysdioder

Gule lysdioder fungerer etter prinsippet om elektroluminescens, som er utslipp av lys når en elektrisk strøm passerer gjennom et halvledermateriale. Funksjonen til gule lysdioder kan forklares i følgende trinn:

en. Fremover skjevhet: Når en spenning påføres over PN -krysset til en gul LED i fremre retning (positiv spenning påført anoden og negativ spenning påført katoden), skaper den en fremover skjevhet. Denne skjevheten tillater strømmen av strøm gjennom LED.

b. Rekombinasjon: Når strømmen strømmer gjennom PN-krysset, begynner elektronene fra N-typen og hullene fra P-type region å kombinere eller rekombinere nær PN-krysset. Denne rekombinasjonsprosessen frigjør energi i form av fotoner.

c. Gult lysutslipp: Det spesifikke energibåndgapet til galliumarsenidfosfid (GAASP) halvledermateriale bestemmer bølgelengden til det utsendte lyset. Når det gjelder gule lysdioder, tilsvarer energibåndgapet bølgelengdeområdet på omtrent 570 til 590 nanometer, noe som resulterer i utslipp av gult lys.

d. Kvanteeffektivitet: Effektiviteten ved å konvertere elektrisk energi til lys er et viktig kjennetegn ved gule lysdioder. Kvanteeffektivitet refererer til prosentandelen elektroner og hull som rekombinerer for å avgi lys. Høyere kvanteeffektivitet indikerer mer effektiv lysutslipp og mindre energitap i form av varme.

e. Direktivitet: Innkapslingspakken til den gule LED spiller en betydelig rolle i å bestemme retningen for det utsendte lyset. Formen, størrelsen og utformingen av pakken påvirker vinkelen som lyset sendes ut, noe som gir bedre kontroll og fokusert belysning.

Bruksområder av gule lysdioder

Gule lysdioder finner et bredt spekter av applikasjoner på grunn av deres unike egenskaper og allsidighet. Noen av de vanlige applikasjonene inkluderer:

en. Trafikksignaler: Gule lysdioder brukes omfattende i trafikksignalys, og gir lyse og synlige indikatorer for sjåfører og fotgjengere. Den høye lysstyrken, det lave strømforbruket og lang levetid av gule lysdioder gjør dem til et ideelt valg for trafikksignalapplikasjoner.

b. Elektroniske enheter: Gule lysdioder finnes ofte i forskjellige elektroniske enheter, inkludert apparater, forbrukerelektronikk og industrielt utstyr. De fungerer som indikatorlys, viser den operative statusen eller gir visuell tilbakemelding for brukerinteraksjon.

c. Skjermpaneler: Gule lysdioder brukes i skjermer og skjermer, for eksempel LED-matriksprett, alfanumeriske skjermer og syv-segmentet skjermer. De tilbyr utmerket synlighet, skarp kontrast og energieffektivitet, noe som gjør dem egnet for applikasjoner som spenner fra små elektroniske skjermer til storskala skilting.

d. Bilbelysning: Gule lysdioder brukes i bilbelysningssystemer, for eksempel blinklys, bremselys og innvendig belysning. De forbedrer synlighet, sikkerhet og estetikk mens de bruker mindre kraft sammenlignet med tradisjonelle glødende pærer.

e. Dekorativ belysning: Det varme og livlige gult lys som sendes ut av gule lysdioder brukes populært i dekorative belysningsapplikasjoner. Disse kan omfatte feriepynt, utendørs belysning, arkitektonisk belysning og kreative lysinstallasjoner.

f. Medisinsk utstyr: Gule lysdioder brukes også i medisinsk utstyr, for eksempel diagnostiske enheter, kirurgisk belysning og terapeutisk utstyr. Den nøyaktige fargegjengivelsen og justerbar intensitet av gule lysdioder gjør dem egnet for forskjellige medisinske anvendelser.

g. Hagebruksbelysning: De siste årene har gule lysdioder funnet applikasjoner i hagebruksbelysningssystemer. Det spesifikke bølgelengdeområdet som sendes ut av gule lysdioder kan stimulere plantevekst, blomstring og frukting, noe som gjør dem nyttige i innendørs hagearbeid og kommersiell dyrking.

Fordeler og begrensninger av gule lysdioder

Gule lysdioder gir flere fordeler i forhold til tradisjonelle belysningsteknologier, inkludert:

en. Energieffektivitet: Gule lysdioder er svært energieffektive, og konverterer en betydelig del av elektrisk energi til synlig lys. De krever lavere strømforbruk sammenlignet med tradisjonelle glødende pærer, noe som resulterer i reduserte elektrisitetskostnader og et mindre karbonavtrykk.

b. Lang levetid: Gule lysdioder har en lengre levetid sammenlignet med glødende eller lysstoffrør. Med en gjennomsnittlig levetid på 25 000 til 50 000 timer, krever gule lysdioder sjeldnere erstatning, noe som reduserer vedlikeholdskostnader og ulemper.

c. Øyeblikkelig av/på: Gule lysdioder har en rask responstid, og slår øyeblikkelig av og på når strømmen blir påført eller fjernet. Denne funksjonen gjør dem egnet for applikasjoner som krever rask og presis belysningskontroll.

d. Holdbarhet: Gule lysdioder er mer robuste og motstandsdyktige mot sjokk, vibrasjoner og temperaturvariasjoner sammenlignet med tradisjonelle lyskilder. De er mindre utsatt for skade, noe som gjør dem egnet for robuste miljøer og utendørs applikasjoner.

e. Designfleksibilitet: Gule lysdioder kommer i forskjellige former, størrelser og pakker, noe som gir mulighet for designfleksibilitet i forskjellige applikasjoner. De kan enkelt integreres i kompakte og komplekse elektroniske kretsløp eller lysarmaturer.

Til tross for deres mange fordeler, har gule lysdioder noen få begrensninger:

en. Smalt spektrum: Gule lysdioder avgir lys innenfor et spesifikt bølgelengdeområde, noe som resulterer i et relativt smalt spekter sammenlignet med hvite lyskilder. Denne begrensningen begrenser bruken av bruken i applikasjoner som krever et bredere fargeområde eller nøyaktig fargegjengivelse.

b. Nedre lysende effektivitet: Gule lysdioder har generelt en lavere lysende effektivitet sammenlignet med hvite lysdioder. Konvertering av elektrisk energi til synlig lys er ikke like effektiv, noe som kan føre til lavere samlede lysstyrkenivåer.

c. Kostnad: Mens kostnadene for gule lysdioder har sunket betydelig gjennom årene, er de fremdeles relativt dyrere enn konvensjonelle belysningsalternativer. Imidlertid kompenserer den lange levetiden og energieffektiviteten til gule lysdioder ofte for den første investeringen.

Fremtidig utvikling og forskning

Feltet med LED -teknologi utvikler seg kontinuerlig, og forskere undersøker stadig nye materialer, strukturer og produksjonsteknikker for å forbedre effektiviteten, lysstyrken og fargekampen for lysdioder. Noe pågående forskning og fremtidig utvikling relatert til gule lysdioder inkluderer:

en. Effektivitetsforbedring: Forskere prøver å utvikle nye halvledermaterialer og optimalisere utformingen og strukturen til lysdioder for å forbedre deres kvanteeffektivitet. Denne forskningen tar sikte på å forbedre konvertering av elektrisk energi til lys og redusere energitap.

b. Color Rendering: Color Rendering Index (CRI) er et mål på hvor nøyaktig en lyskilde gjengir fargene på objekter sammenlignet med naturlig lys. Forskere jobber for å forbedre CRI av gule lysdioder for å oppnå bedre fargested og mer nøyaktig fargegjengivelse.

c. Bredere fargeområde: Mens gule lysdioder avgir lys innenfor et spesifikt bølgelengdeområde, undersøker forskere utviklingen av lysdioder som kan avgi lys over et bredere fargespekter. Dette kan åpne for nye muligheter for lysdesign, skjermer og visuelle applikasjoner.

d. Smart belysning: Integrering av gule lysdioder med smarte belysningssystemer og Internet of Things (IoT) -teknologi er et område med aktiv forskning. Dette innebærer utvikling av LED -enheter som kan kontrolleres eksternt, endre farge og intensitet dynamisk og samhandle med andre enheter eller sensorer.

e. Fleksible og organiske lysdioder: Utviklingen av fleksible og organiske lysdioder er et annet interesseområde for LED -forskning. Fleksible gule lysdioder kan integreres i buede overflater, bærbare enheter og ukonvensjonelle belysningsapplikasjoner. Organiske gule lysdioder, basert på organiske forbindelser, gir potensialet for rimelige lysløsninger med store områder.

Avslutningsvis er gule lysdioder halvlederinnretninger som avgir gult lys når en elektrisk strøm går gjennom dem. De består av et PN -veikryss laget av galliumarsenidfosfid (GAASP), innkapslet i en beskyttende pakke. Gule lysdioder finner applikasjoner i trafikksignaler, elektroniske enheter, skjermer, bilbelysning, dekorativ belysning, medisinsk utstyr og hagebruk. De tilbyr fordeler som energieffektivitet, lang levetid, rask responstid, holdbarhet og designfleksibilitet. Pågående forskning tar sikte på å forbedre effektiviteten, fargestyring og utvide fargespekteret av gule lysdioder, samt utforske nye muligheter innen smart belysning, fleksible lysdioder og organiske lysdioder. Gule lysdioder spiller fortsatt en viktig rolle innen belysning og skjermer, og bidrar til energibesparing, innovasjon og visuell estetikk.