Kaj je rumena LED?

Kaj je rumena LED?

Rumeni LED so polprevodniške naprave, ki oddajajo rumeno svetlobo, ko skozi njih prehaja električni tok, nekateri pa jo poimenujejo tudi kot 590Nm LED. Rumena LED je lahko SMD LED tip in LED svetilke, v paketu SMD LED pa ga lahko naredimo tudi s kupolastim LED -tipom. So ena najpogosteje uporabljenih LED, ki ponujajo različne aplikacije na različnih področjih, vključno z elektroniko, razsvetljavo, prikazi in še več. V tem obsežnem priročniku bomo podrobno raziskali sestavo in delovanje rumenih LED.

Sestava rumenih LED

Rumene LED, tako kot druge LED, so sestavljene iz več ključnih komponent in materialov, ki skupaj delujejo za proizvodnjo rumene svetlobe. Glavne sestavine rumene LED so:

a. Polprevodniški material: Srce rumene LED je polprevodniški material, običajno iz galijevega arsenida fosfida (GAASP). Ta posebna spojina omogoča emisijo rumene svetlobe, ko se nanese električni tok.

b. PN Junction: Polprevodniški material je dopiran, da ustvari PN Junction. To stičišče tvori mejo med dvema regijama polprevodniškega materiala, in sicer regije tipa P in regijo tipa N. PN stičišče se tvori z uvajanjem nečistoč v polprevodniški material, kar ustvarja presežek pozitivnih nabojev (P-tipa) ali negativnih nabojev (N-tipa) v določenih regijah.

c. Elektrode: stičišče PN je povezano z dvema elektrodama, anodo (pozitivno) in katodo (negativno). Te elektrode so običajno narejene iz kovinskih zlitin, kot so zlato, srebro ali aluminij, in omogočajo pretok toka skozi LED.

d. Encapsulacija: Za zaščito občutljivega polprevodniškega materiala in zagotovitev njegove dolgoživosti so rumene LED običajno zaprte v prozoren ali prosojni paket iz epoksidne smole ali silikona. Ta paket deluje tudi kot leča, osredotoča in usmerja izpuščeno svetlobo v določeno smer.

Funkcija rumenih LED

Rumeni LED delujejo na načelu elektroluminiscence, ki je oddaja svetlobe, ko električni tok prehaja skozi polprevodniški material. Funkcija rumenih LED je mogoče razložiti v naslednjih korakih:

a. Sprednja pristranskost: Ko se na PN stičišču rumene LED v smeri naprej uporabi napetost (pozitivna napetost, nanesena na anodo in negativno napetost, ki se uporablja na katodo), ustvari pristranskost naprej. Ta pristranskost omogoča pretok toka skozi LED.

b. Rekombinacija: Ko tok teče skozi PN stičišče, se elektroni iz območja N-tipa in luknje iz območja tipa P začnejo kombinirati ali rekombinirati v bližini stičišča PN. Ta postopek rekombinacije sprošča energijo v obliki fotonov.

c. Emisija rumene svetlobe: specifični energijski pas polprevodniškega materiala Gallium arsenid fosfid (GAASP) določa valovno dolžino oddajane svetlobe. V primeru rumenih LED -jev energijski pas ustreza območju valovne dolžine od približno 570 do 590 nanometrov, kar ima za posledico emisij rumene svetlobe.

d. Kvantna učinkovitost: Učinkovitost pretvorbe električne energije v svetlobo je pomembna značilnost rumenih LED. Kvantna učinkovitost se nanaša na odstotek elektronov in lukenj, ki se rekombinirajo, da oddajajo svetlobo. Večja kvantna učinkovitost kaže na učinkovitejše emisije svetlobe in manjše izgube energije v obliki toplote.

e. Directivity: Inkapsulacijski paket rumene LED ima pomembno vlogo pri določanju usmerjenosti izpuščene svetlobe. Oblika, velikost in zasnova paketa vplivajo na kot, pod katerim se oddaja svetloba, kar omogoča boljši nadzor in osredotočeno osvetlitev.

Uporaba rumenih LED

Rumeni LED najdejo široko paleto aplikacij zaradi svojih edinstvenih lastnosti in vsestranskosti. Nekatere skupne aplikacije vključujejo:

a. Prometni signali: Rumene LED se široko uporabljajo v prometnih signalnih lučeh, ki zagotavljajo svetle in vidne kazalnike za voznike in pešce. Visoka svetlost, nizka poraba energije in dolga življenjska doba rumenih LED -jev so idealna izbira za aplikacije prometnih signalov.

b. Elektronske naprave: rumene LED -je običajno v različnih elektronskih napravah, vključno z napravami, potrošniško elektroniko in industrijsko opremo. Služijo kot indikatorske luči, prikazujejo operativno stanje ali zagotavljajo vizualne povratne informacije za interakcijo uporabnikov.

c. Prikazovalne plošče: Rumene LED se uporabljajo v zaslonih in zaslonih, kot so LED matrične plošče, alfanumerični zasloni in sedem segmentov. Ponujajo odlično vidljivost, ostri kontrast in energetsko učinkovitost, zaradi česar so primerni za aplikacije, ki segajo od majhnih elektronskih prikazov do obsežnih znakov.

d. Avtomobilska razsvetljava: rumene LED so uporabljene v sistemih avtomobilskih razsvetljave, kot so signali zavoja, zavorne luči in notranja osvetlitev. Izboljšajo vidnost, varnost in estetiko, hkrati pa porabijo manj moči v primerjavi s tradicionalnimi žarnicami.

e. Dekorativna razsvetljava: Topla in živahna rumena svetloba, ki jo oddajajo rumene LED, se popularno uporablja v dekorativni osvetlitvi. Ti lahko vključujejo počitniške okraske, zunanjo razsvetljavo, arhitekturno razsvetljavo in ustvarjalne razsvetljave.

f. Medicinska oprema: Rumeni LED se uporabljajo tudi v medicinski opremi, kot so diagnostične naprave, kirurška razsvetljava in terapevtska oprema. Natančno barvno upodabljanje in nastavljiva intenzivnost rumenih LED -jev sta primerna za različne medicinske aplikacije.

g. Razsvetljava vrtov: V zadnjih letih so rumene LED -ove našli aplikacije v sistemih za razsvetljavo v vrtnarstvu. Specifični razpon valovne dolžine, ki ga oddajajo rumene LED, lahko spodbudi rast rastlin, cvetenje in sadje, zaradi česar so uporabne pri vrtnarjenju in komercialnem gojenju v zaprtih prostorih.

Prednosti in omejitve rumenih LED

Rumena LED ponujajo več prednosti pred tradicionalnimi tehnologijami razsvetljave, vključno z:

a. Energetska učinkovitost: Rumeni LED so zelo energetsko učinkoviti, saj velik del električne energije pretvorijo v vidno svetlobo. Zahtevajo nižjo porabo energije v primerjavi s tradicionalnimi žarnicami žarišča, kar ima za posledico zmanjšane stroške električne energije in manjši ogljični odtis.

b. Dolga življenjska doba: rumene LED imajo daljšo življenjsko dobo v primerjavi z žarilnicami ali fluorescentnimi žarnicami. S povprečno življenjsko dobo od 25.000 do 50.000 ur rumene LED potrebujejo manj pogoste zamenjave, kar zmanjšuje stroške vzdrževanja in nevšečnosti.

c. Takoj vklop/izklop: rumene LED imajo hiter odzivni čas, takoj vklopite in izklopite, ko se tok nanese ali odstrani. Ta funkcija je primerna za aplikacije, ki zahtevajo hiter in natančen nadzor osvetlitve.

d. Trajnost: rumene LED so močnejše in odporne na šoke, vibracije in temperaturne variacije v primerjavi s tradicionalnimi viri osvetlitve. Manj so nagnjeni k poškodbam, zaradi česar so primerni za robustna okolja in zunanje aplikacije.

e. Prilagodljivost oblikovanja: Rumeni LED so v različnih oblikah, velikostih in paketih, kar omogoča prožnost v različnih aplikacijah. Lahko jih je enostavno vključiti v kompaktna in zapletena elektronska vezja ali osvetlitev.

Kljub številnim prednostim imajo rumene LED nekaj omejitev:

a. Ozek spekter: Rumeni LED oddajajo svetlobo v določenem območju valovne dolžine, kar ima za posledico razmeroma ozek spekter v primerjavi z viri bele svetlobe. Ta omejitev omejuje njihovo uporabo v aplikacijah, ki zahtevajo širši barvni razpon ali natančno barvno reprodukcijo.

b. Nižja svetlobna učinkovitost: rumene LED imajo na splošno nižjo svetlobno učinkovitost v primerjavi z belimi LED. Pretvorba električne energije v vidno svetlobo ni tako učinkovita, kar lahko povzroči nižjo skupno raven svetlosti.

c. Stroški: Medtem ko so se stroški rumenih LED -jev z leti znatno zmanjšali, so še vedno razmeroma dražji od običajnih možnosti razsvetljave. Vendar dolga življenjska doba in energetska učinkovitost rumenih LED pogosto kompenzirajo začetno naložbo.

Prihodnji razvoj in raziskave

Področje LED tehnologije se nenehno razvija, raziskovalci pa nenehno raziskujejo nove materiale, strukture in proizvodne tehnike za izboljšanje učinkovitosti, svetlosti in barvne palete LED. Nekateri nenehni raziskavi in ​​prihodnji razvoj, povezani z rumenimi LED, vključujejo:

a. Povečanje učinkovitosti: Znanstveniki si prizadevajo za razvoj novih polprevodniških materialov in optimizirajo zasnovo in strukturo LED za izboljšanje njihove kvantne učinkovitosti. Cilj te raziskave je izboljšati pretvorbo električne energije v svetlobo in zmanjšati izgube energije.

b. Barvno upodabljanje: indeks upodabljanja barv (CRI) je merilo, kako natančno svetlobni vir reproducira barve predmetov v primerjavi z naravno svetlobo. Raziskovalci si prizadevajo za izboljšanje CRI rumenih LED, da bi dosegli boljšo barvno zvestobo in natančnejšo barvno reprodukcijo.

c. Širši barvni razpon: Medtem ko rumene LED oddajajo svetlobo v določenem območju valovne dolžine, raziskovalci raziskujejo razvoj LED, ki lahko oddajajo svetlobo v širšem barvnem spektru. To bi lahko odprlo nove možnosti za oblikovanje, prikaze in vizualne aplikacije razsvetljave.

d. Pametna razsvetljava: integracija rumenih LED s pametnimi sistemi razsvetljave in tehnologijo interneta stvari (IoT) je področje aktivnih raziskav. To vključuje razvoj LED naprav, ki jih je mogoče nadzorovati na daljavo, dinamično spreminjati barvo in intenzivnost ter komunicirati z drugimi napravami ali senzorji.

e. Prilagodljive in organske LED: Razvoj prilagodljivih in organskih LED -jev je še eno področje, ki je zanimivo za raziskave LED. Prilagodljive rumene LED se lahko vključijo v ukrivljene površine, nosljive naprave in nekonvencionalne razsvetljave. Organske rumene LED, ki temeljijo na organskih spojinah, ponujajo potencial za poceni razsvetljave z velikimi površinami.

Za zaključek so rumene LED -ove polprevodniške naprave, ki oddajajo rumeno svetlobo, ko skozi njih prehaja električni tok. Sestavljene so iz PN križišča iz galijevega arsenida fosfida (GAASP), zaprtega v zaščitni paket. Rumena LED najdete aplikacije v prometnih signalih, elektronskih napravah, prikazih, avtomobilski razsvetljavi, okrasni razsvetljavi, medicinski opremi in osvetlitvi vrtnarstva. Ponujajo prednosti, kot so energetska učinkovitost, dolga življenjska doba, hiter odzivni čas, trajnost in prožnost oblikovanja. Namen tekočih raziskav je izboljšati učinkovitost, upodabljanje barv in razširiti barvno paleto rumenih LED ter raziskati nove možnosti pri pametni razsvetljavi, fleksibilnih LED in organskih LED. Rumeni LED še naprej igrajo ključno vlogo na področju razsvetljave in prikazovanja, kar prispeva k varčevanju z energijo, inovacijam in vizualni estetiki.