LED (Diodo Emissor de Luz), um diodo emissor de luz, é um dispositivo semicondutor de estado sólido que pode converter energia elétrica em luz visível. Ele pode converter eletricidade diretamente em luz. O coração do LED é um chip semicondutor. Uma extremidade do chip é fixada em um suporte, uma extremidade é um polo negativo e a outra extremidade é conectada ao polo positivo da fonte de alimentação, de modo que todo o chip é encapsulado em resina epóxi.
O chip semicondutor é composto por duas partes. Uma parte é um semicondutor do tipo P, no qual as lacunas são dominantes, e a outra extremidade é um semicondutor do tipo N, no qual os elétrons são dominantes. Mas quando esses dois semicondutores são conectados, uma junção PN é formada entre eles. Quando a corrente atua no chip através do fio, os elétrons são empurrados para a região P, onde se recombinam com as lacunas e, em seguida, emitem energia na forma de fótons. Este é o princípio da emissão de luz LED. O comprimento de onda da luz, ou seja, a cor da luz, é determinado pelo material que forma a junção PN.
O LED pode emitir diretamente luz vermelha, amarela, azul, verde, laranja, roxa e branca.
Inicialmente, o LED era usado como fonte de luz indicadora para instrumentos e medidores. Posteriormente, LEDs de diversas cores foram amplamente utilizados em semáforos e displays de grandes áreas, gerando bons benefícios econômicos e sociais. Tomemos como exemplo a lâmpada de sinalização vermelha de 12 polegadas. Nos Estados Unidos, a lâmpada incandescente de 140 watts, com longa vida útil e baixa eficiência luminosa, foi originalmente usada como fonte de luz, produzindo 2.000 lúmens de luz branca. Após passar pelo filtro vermelho, a perda de luz é de 90%, restando apenas 200 lúmens de luz vermelha. Na lâmpada recém-projetada, a Lumileds utiliza 18 fontes de luz LED vermelhas, incluindo a perda do circuito. O consumo total de energia é de 14 watts, o que pode produzir o mesmo efeito luminoso. A lâmpada de sinalização automotiva também é um importante campo de aplicação de fonte de luz LED.
Para iluminação geral, as pessoas precisam de mais fontes de luz branca. Em 1998, o LED branco foi desenvolvido com sucesso. Este LED é feito pela combinação de chip GaN e granada de ítrio e alumínio (YAG). O chip GaN emite luz azul (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm), o fósforo YAG contendo Ce3+ sinterizado em alta temperatura emite luz amarela após ser excitado por esta luz azul, com um valor de pico de 550n m lâmpada LED. O substrato de LED azul é instalado na cavidade de reflexão em forma de tigela, coberto com uma fina camada de resina misturada com YAG, cerca de 200-500 nm. A luz azul do substrato de LED é parcialmente absorvida pelo fósforo, e a outra parte da luz azul é misturada com a luz amarela do fósforo para obter luz branca.
Para LEDs brancos InGaN/YAG, alterando a composição química do fósforo YAG e ajustando a espessura da camada de fósforo, é possível obter diversas luzes brancas com temperatura de cor de 3500-10000K. Este método de obtenção de luz branca por meio de LEDs azuis possui estrutura simples, baixo custo e alta maturidade tecnológica, sendo amplamente utilizado.
Horário da publicação: 29/01/2024