A piros LED -ek alapelve és felhasználása

A piros LED -ek alapelve és felhasználása

A fénykibocsátó diódák (LED -lámpák) energiahatékonyságukkal, hosszú élettartamukkal és sokoldalúságukkal forradalmasították a világítási ágazatot. A rendelkezésre álló különféle színek közül a Red LED -ek egyedi tulajdonságaik és széles körű alkalmazások miatt különleges helyet foglalnak el. Ez a cikk célja, hogy belemerüljön a Red LED -ek mögött álló alapelvbe, azok felépítésével és különféle területeken történő különféle felhasználásaik felfedezésével.
1. szakasz: A piros LED alapelve (tartalmazza a piros SMD LED és a piros átmenő LED)
1.1 félvezető fizika:
A vörös LED -ek (625NM LED, 635NM LED) elve megértéséhez először meg kell ragadnunk a félvezető fizika alapjait. A félvezetők olyan anyagok, amelyek elektromos vezetőképességgel rendelkeznek a vezetők (például fémek) és a nem vezetők (például szigetelők) között. A félvezetők viselkedését az elektronok atomszerkezetükön belüli mozgása szabályozza.

1.2 A PN csomópont:
A LED kulcseleme a PN csomópont. Kétféle félvezetőt csatlakoztatva alakul ki: P-típusú (pozitív) és N-típusú (negatív). A p-típusú félvezetőnek túl sok a pozitív töltésű hordozó (lyukak), míg az N-típusú félvezető túlzott negatív töltőhordozók (elektronok).
1.3 Elektrolumineszcencia:
Ha előremenő feszültséget alkalmaznak a PN csomóponton, akkor az N-típusú régióból származó elektronok és a P-típusú régió lyukai kombinálódnak a csomópontnál, és az energiát fotonok formájában bocsátják ki. Ezt a jelenséget elektrolumineszcencia néven ismerték. A kibocsátott fotonok energiája meghatározza a LED színét.

2. szakasz: A piros LED -ek építése
2.1 Használt anyagok:
A piros LED -eket általában gallium -arzenid (GAAS) és alumínium -gallium -arzenid (algaák) kombinációjával állítják elő. Ezek az anyagok megfelelő energiaszalagot kínálnak a vörös fénykibocsátáshoz.
2.2 Epitaxia és ostya gyártása:
Az epitaxia folyamata magában foglalja a félvezető anyag vékony rétegének termesztését egy szubsztráton. Red LED -ek esetén az epitaxist egy gallium -arzenid szubsztráton végezzük. Ezt a réteget ezután maratják, hogy egyedi LED -es chipeket képezzenek.
2.3 PN csomópont képződése:
A dopping folyamatán keresztül a szennyeződéseket a félvezető anyagba vezetik a P és N régiók létrehozására. A P -régiót olyan elemekkel adagolják, mint az alumínium, míg az N régiót olyan elemekkel adagolják, mint a szilícium.

2.4 Fémkontaktusok és beágyazás:
Fémkontaktusokat adunk a P és N régiókhoz, hogy lehetővé tegyék az elektromos csatlakozást. A LED -es chipet ezután átlátszó epoxi gyantával kell beágyazni, biztosítva a védelmet és a fényteljesítményt.
3. szakasz: A piros LED -ek használata
3.1 jelzőfények:
A piros LED -ek egyik leggyakoribb alkalmazása a jelzőfények. Ezeket széles körben használják a fogyasztói elektronikában, például a televíziókban, az otthoni készülékekben és az autóipari műszerfalakban. Az alacsony energiafogyasztás, a kompakt méret és a hosszú élettartam miatt a piros LED -ek ideálisak ezekhez az alkalmazásokhoz.
3.2 Forgalmi jelzők:
A piros LED -eket nagy láthatóságuk és megbízhatóságuk miatt széles körben használják a forgalmi jelzésekben. Az ezen LED -ek által kibocsátott élénkvörös fény egyértelmű láthatóságot biztosít a kedvezőtlen időjárási körülmények között is. Ezenkívül alacsony energiafogyasztásuk csökkenti az energiaköltségeket és a karbantartási követelményeket.

3.3 Reklám és feliratok:
A piros LED -eket a reklám- és jelzőkiállításokhoz használják, hogy vonzzák a figyelmet és hatékonyan továbbítsák az üzeneteket. Az élénk színük és a dinamikus világítási hatások létrehozásának képessége népszerűvé teszi őket a hirdetőtáblákban, az áruházakban és a nagyszabású kijelzőkben való felhasználáshoz.
3.4 Orvosi alkalmazások:
A piros LED -ek alkalmazásokat találnak különféle orvosi területeken. Ezeket fotodinamikai terápiában használják bizonyos típusú rák kezelésére, valamint alacsony szintű lézerterápiában a fájdalomkezelés és a sebgyógyulás érdekében. A vörös LED-ek nem invazív jellege értékessé teszi őket az orvosi kezelésekben.
3.5 Kertészeti világítás:
A vörös LED -ek döntő szerepet játszanak a kertészeti világítási rendszerekben. A növényekhez az optimális növekedés és a fotoszintézis szempontjából specifikus fényhullámhosszúság szükséges. A piros LED-ek 600-700 nm-es tartományban fényt bocsátanak ki, ami elengedhetetlen a növény növekedésének, virágzásának és gyümölcseinek stimulálásához.

3.6 Optikai kommunikáció:
A piros LED-eket optikai kommunikációs rendszerekben használják, különösen olyan rövid hatótávolságú alkalmazásokban, mint az eszközök közötti optikai adatátvitel. Kompakt méretük, olcsó és kompatibilitásuk az optikai szálakkal alkalmassá teszi őket ezekhez az alkalmazásokhoz.
3.7 Éjszakai látóeszközök:
A piros LED -eket éjszakai látóeszközökben használják, például az éjszakai látás szemüvegét és hatókörét. Az ezen LED -ek által kibocsátott vörös fény kevésbé valószínű, hogy megzavarja a felhasználó éjszakai látását más színekhez képest. A piros LED -ek is hosszabb az akkumulátor élettartama, így ideálissá válik a hosszabb felhasználáshoz.
Következtetés:
A Red LED -ek mindennapi életünk nélkülözhetetlen részévé váltak, és számos területen találtak alkalmazásokat. A működésük és az építésük alapelve megértése lehetővé teszi számunkra, hogy felmérjük hatékonyságukat, tartósságukat és sokoldalúságukat. Ahogy a technológia tovább halad, a vörös