LED 램프의 작동 원리

LED는 전기에너지를 가시광선으로 변환할 수 있는 고체 반도체 소자이다. 전기를 빛으로 직접 변환할 수 있습니다. LED의 핵심은 반도체 칩이다. 칩의 한쪽 끝은 브래킷에 부착되고 한쪽 끝은 음극, 다른 쪽 끝은 전원 공급 장치의 양극에 연결되어 전체 칩이 에폭시 수지로 캡슐화됩니다.

반도체 칩은 두 부분으로 구성됩니다. 한 부분은 정공이 지배적인 P형 반도체이고, 다른 한 부분은 전자가 지배적인 N형 반도체이다. 하지만 이 두 반도체를 연결하면 그 사이에 P-N 접합이 형성됩니다. 전류가 와이어를 통해 칩에 작용하면 전자는 P 영역으로 밀려나고, 그곳에서 전자는 정공과 재결합한 다음 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 이것이 원칙이다LED 조명방사. 빛의 파장, 즉 빛의 색은 P-N 접합을 이루는 물질에 따라 결정됩니다.

LED는 빨간색, 노란색, 파란색, 녹색, 녹색, 주황색, 보라색 및 흰색 빛을 직접 방출할 수 있습니다.

처음에는 LED가 계측기 및 계량기의 표시등 광원으로 사용되었습니다. 이후 다양한 밝은 색상의 LED가 신호등 및 대형 디스플레이에 널리 사용되어 경제적, 사회적으로 좋은 이점을 제공했습니다. 12인치 빨간색 교통 신호등을 예로 들어 보겠습니다. 미국에서는 원래 수명이 길고 광효율이 낮은 140와트 백열등을 광원으로 사용해 2000루멘의 백색광을 냈다. 적색 필터를 통과하면 빛의 손실이 90%가 되어 200루멘의 붉은 빛만 남게 됩니다. 새롭게 디자인된 램프에는 루미레즈가 회로 손실을 포함해 18개의 적색 LED 광원을 사용했다. 총 소비전력은 14W로 동일한 발광 효과를 낼 수 있습니다. 자동차 신호등도 LED 광원 응용 분야의 중요한 분야입니다.

일반 조명의 경우 사람들은 더 많은 백색 광원이 필요합니다. 1998년에는 백색 LED 개발에 성공했다. 이 LED는 GaN 칩과 이트륨 알루미늄 가넷(YAG)을 함께 패키징하여 만들어졌습니다. GaN 칩은 청색광( λ P=465nm, Wd=30nm)을 방출하며 Ce3+를 함유한 YAG 형광체는 고온에서 소결되어 이 청색광에 의해 여기된 후 황색광을 방출하며 피크 값은 550n LED 램프m입니다. 파란색 LED 기판은 그릇 모양의 반사 구멍에 설치되며 약 200~500nm의 YAG가 혼합된 수지의 얇은 층으로 덮여 있습니다. LED 기판에서 나오는 청색광은 형광체에 의해 일부 흡수되고, 청색광의 나머지 부분은 형광체에서 나오는 황색광과 혼합되어 백색광을 얻습니다.

InGaN/YAG 백색 LED는 YAG 형광체의 화학적 조성을 변화시키고 형광체 층의 두께를 조절함으로써 색온도 3500~10000K의 다양한 백색광을 얻을 수 있습니다. 청색 LED를 통해 백색광을 얻는 방식은 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 기술 성숙도가 높다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.