Teknologien i LED lys

Et LED lys har en fantastisk enkel teknologi. Les mer her.

Som en vanlig diode består LED av en chip i semiconducting impregnert materiale, eller dopet, med urenheter å skape en pn junction. Som i andre dioder, strømmen flyter lett fra p-siden, eller anode, til n-siden, eller katoden, men ikke i motsatt retning. Lade-bærere-elektroner og hull-strømme inn i krysset fra elektrodene med ulike spenninger. Når et elektron møter et hull, faller det inn et lavere energi nivå, og frigjør energi i form av et foton.

Bølgelengden til lyset som slippes ut, og derfor farge, avhengig av bandet gapet energi av materialet dannar PN junction. I silisium og germanium dioder, elektroner og hull rekombinerer av en ikke-strålingspådriv overgang som produserer ingen optisk stråling, fordi disse er indirekte band gap materialer. Materialene som brukes til LED har en direkte band gap med energier svarende til nær-infrarød, synlig eller nær ultrafiolett lys.

LED utviklingen begynte med infrarødt og røde enheter som er laget med galliumarsenid. Fremskritt innen materialvitenskap har gjort mulig produksjon av enheter med stadig kortere bølgelengder, som gir lys i forskjellige farger.

LED er vanligvis bygd på et n-type substrat, med en elektrode festet til p-type lag avsettes på overflaten. P-type underlag, mens mindre vanlig, forekommer også. Mange kommersielle lysdioder, spesielt GAN / InGaN, også bruke safir substrat.

De fleste materialene som brukes LED produksjon har meget høy refraktiv indekser. Dette betyr at mye lys vil bli reflektert tilbake til materialet ved materialet / luft overflate grensesnitt. Derfor Lys ekstraksjon i lysdioder er en viktig del av LED produksjonen, gitt mye forskning og utvikling.

En av de viktigste fordelene med LED-basert belysning er høy effektivitet, målt ved dets lys per enhet inngangseffekt. Hvite lysdioder raskt matchet og overtok effektiviteten av standard glødende lysanlegg. I 2002 gjorde Lumileds fem-watts LED tilgjengelig med et lysutbytte på 18-22 lumen per watt. Til sammenligning produserer en konvensjonell 60-100 W glødende lyspære rundt 15 lm / W, og standard lysrør produsere opp til 100 lm / W. Et tilbakevendende problem er at effektiviteten vil falle dramatisk for økt gjeldende. Denne effekten er kjent som droop og effektivt begrenser lys av en gitt LED, økende oppvarming mer enn lys for økt gjeldende.

I september 2003, en ny type blå LED ble demonstrert av selskapet Cree, Inc. gir 24 mW ved 20 milliamperes. Dette produserte et kommersielt pakket hvitt lys som gir 65 lm / W ved 20 mA, blir det lyseste hvite LED kommersielt tilgjengelig på den tiden, og mer enn fire ganger så effektiv som standard incandescents. I 2006 viste de en prototyp med rekordmange hvit LED lysutbytte av 131 lm / W ved 20 mA. Også har Seoul Semiconductor planer for 135 lm / W innen 2007 og 145 lm / W innen 2008, noe som ville være nærmer seg en bestilling av omfanget forbedring i forhold til standard incandescents og bedre enn standard fluorescents. Nichia Corporation har utviklet en hvit LED med lysende effektivitet på 150 lm / W ved en fremskutt gjeldende på 20 mA.