Kas yra geltonas LED?

Kas yra geltonas LED?

Geltoni šviesos diodai yra puslaidininkiniai įtaisai, skleidžiantys geltoną šviesą, kai per juos praeina elektros srovė, kai kurie žmonės taip pat įvardija tai kaip 590 nm šviesos diodus. Geltona LED gali būti SMD LED tipo ir LED lempų tipo, o SMD LED pakete mes taip pat galime padaryti jį su LED tipo LED tipu. Jie yra vienas iš dažniausiai naudojamų šviesos diodų, siūlančių įvairias programas skirtingose ​​srityse, įskaitant elektroniką, apšvietimą, ekranus ir dar daugiau. Šiame išsamiame vadove labai išsamiai ištirsime geltonųjų šviesos diodų kompoziciją ir funkcijas.

Geltonųjų šviesos diodų kompozicija

Geltoni šviesos diodai, kaip ir kiti šviesos diodai, susideda iš kelių pagrindinių komponentų ir medžiagų, kurios veikia kartu, kad gautų geltoną šviesą. Pagrindiniai geltono šviesos diodų komponentai yra šie:

a. Puslaidininkių medžiaga: geltonos šviesos diodų širdis yra puslaidininkinė medžiaga, paprastai pagaminta iš galio arsenido fosfido (GAASP). Šis junginys leidžia išmesti geltoną šviesą, kai pritaikoma elektros srovė.

b. PN sankryža: puslaidininkinė medžiaga yra panaikinta, kad būtų sukurta PN sankryža. Ši sankryža sudaro ribą tarp dviejų puslaidininkinės medžiagos regionų, būtent P tipo ir N tipo srities. PN sankryža susidaro įvedant priemaišas į puslaidininkinę medžiagą, sukuriant teigiamų krūvių (P tipo) arba neigiamų krūvių (N-tipo) perteklių konkrečiuose regionuose.

c. Elektrodai: PN sankryža yra prijungta prie dviejų elektrodų, anodo (teigiamo) ir katodo (neigiamas). Šie elektrodai paprastai yra pagaminti iš metalinių lydinių, tokių kaip auksas, sidabras ar aliuminis, ir jie leidžia srautui tekėti per LED.

d. Kapsulė: Norėdami apsaugoti subtilią puslaidininkinę medžiagą ir užtikrinti, kad jos ilgaamžiškumas, geltoni šviesos diodai paprastai yra kapsuliuoti į skaidrią ar permatomą pakuotę, pagamintą iš epoksidinės dervos ar silikono. Šis paketas taip pat veikia kaip objektyvas, sufokusuojantis ir nukreipdamas skleidžiamą šviesą konkrečia kryptimi.

Geltonųjų šviesos diodų funkcija

Geltoni šviesos diodai veikia pagal elektroliuminescencijos principą, tai yra šviesos išmetimas, kai elektros srovė praeina per puslaidininkinę medžiagą. Geltonųjų šviesos diodų funkciją galima paaiškinti šiais etapais:

a. Į priekinis šališkumas: Kai įtampa taikoma per geltono LED PN jungtį į priekį (teigiama įtampa, taikoma anodui, ir neigiama įtampa, taikoma katodui), jis sukuria priekinį paklaidą. Šis šališkumas leidžia srovės srautui per šviesos diodą.

b. Rekombinacija: Kai srovė teka per PN sankryžą, elektronai iš N tipo srities ir skylės iš p tipo srities pradeda derinti arba rekombinuoti šalia PN jungties. Šis rekombinacijos procesas išleidžia energiją fotonų pavidalu.

c. Geltonos šviesos emisija: Specifinis galio arsenido fosfido (GAASP) puslaidininkinės medžiagos energijos juosta nustato skleidžiamos šviesos bangos ilgį. Geltonųjų šviesos diodų atveju energijos juostos juosta atitinka maždaug 570–590 nanometrų bangos ilgio diapazoną, todėl geltona šviesa išmetė.

d. Kvantinis efektyvumas: Elektros energijos konvertavimo į šviesą efektyvumas yra svarbi geltonųjų šviesos diodų savybė. Kvantinis efektyvumas reiškia elektronų ir skylių procentą, kuris rekombinuoja, kad skleistų šviesą. Didesnis kvantinis efektyvumas rodo efektyvesnį šviesos emisiją ir mažesnį energijos praradimą šilumos pavidalu.

e. Diraktyvumas: Geltonojo šviesos diodo kapsuliavimo paketas vaidina svarbų vaidmenį nustatant skleidžiamos šviesos kryptingumą. Pakuotės forma, dydis ir dizainas daro įtaką kampui, kuriuo skleidžiama šviesa, leidžianti geriau valdyti ir sutelkti apšvietimą.

Geltonųjų šviesos diodų taikymas

Geltonos šviesos diodai randa platų programų spektrą dėl jų unikalių savybių ir universalumo. Kai kurios bendros programos apima:

a. Eismo signalai: Geltoni šviesos diodai yra plačiai naudojami šviesoforo lemputėse, užtikrinant ryškius ir matomus vairuotojams ir pėstiesiems. Dėl didelio ryškumo, mažos energijos suvartojimo ir ilgos geltonųjų šviesos diodų gyvenimo trukmė yra idealus pasirinkimas šviesoforo signalui.

b. Elektroniniai prietaisai: Geltoni šviesos diodai dažniausiai randami įvairiuose elektroniniuose prietaisuose, įskaitant prietaisus, vartotoją elektroniką ir pramoninę įrangą. Jie tarnauja kaip indikatoriaus žibintai, rodantys veiklos būseną arba teikia vaizdinius grįžtamąjį ryšį vartotojo sąveikai.

c. Ekrano plokštės: Geltonos šviesos diodai naudojami ekranuose ir ekranuose, tokiuose kaip LED matricos plokštės, raidiniai ir skaitmeniniai ekranai ir septynių segmentų ekranai. Jie siūlo puikų matomumą, aštrų kontrastą ir energijos vartojimo efektyvumą, todėl jie yra tinkami pritaikymui nuo mažų elektroninių ekranų iki didelio masto ženklų.

d. Automobilių apšvietimas: Automobilių apšvietimo sistemose naudojami geltoni šviesos diodai, tokie kaip posūkio signalai, stabdžių žibintai ir vidinis apšvietimas. Jie padidina matomumą, saugumą ir estetiką, kartu suvartojant mažiau galios, palyginti su tradicinėmis kaitrinėmis lemputėmis.

e. Dekoratyvinis apšvietimas: Šilta ir ryški geltona šviesa, kurią skleidžia geltoni šviesos diodai, populiariai naudojami dekoratyviniame apšvietimo programose. Tai gali būti atostogų dekoracijos, lauko apšvietimas, architektūrinis apšvietimas ir kūrybinio apšvietimo instaliacijos.

f. Medicinos įranga: Geltonos šviesos diodai taip pat naudojami medicinos įrangoje, tokiose kaip diagnostiniai prietaisai, chirurginis apšvietimas ir terapinė įranga. Tikslus geltonųjų šviesos diodų spalvų perteikimas ir reguliuojamas intensyvumas daro juos tinkamas įvairioms medicininėms reikmėms.

g. Sodininkystės apšvietimas: Pastaraisiais metais geltoni šviesos diodai rado pritaikymą sodininkystės apšvietimo sistemose. Specifinis geltonųjų šviesos diodų skleidžiamas bangos ilgio diapazonas gali skatinti augalų augimą, žydėjimą ir vaisius, todėl jie yra naudingi sodų lauke ir komerciniame auginime.

Geltonųjų šviesos diodų pranašumai ir apribojimai

Geltonos šviesos diodai suteikia keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis apšvietimo technologijomis, įskaitant:

a. Energijos efektyvumas: geltonos šviesos diodai yra labai efektyvūs energijai, didelę elektrinės energijos dalį paverčiant matoma šviesa. Jiems reikia mažesnio energijos suvartojimo, palyginti su tradicinėmis kaitrinėmis lemputėmis, todėl sumažėja elektros energijos sąnaudos ir mažesnis anglies pėdsakai.

b. Ilga gyvenimo trukmė: geltonos šviesos diodai turi ilgesnę gyvenimo trukmę, palyginti su kaitinamosiomis ar fluorescencinėmis lemputėmis. Vidutiniškai 25 000–50 000 valandų gyvenimo trukmė, geltonai šviesos diodams reikia rečiau pakeisti, sumažinti priežiūros išlaidas ir nepatogumų.

c. Momentinis įjungimas/išjungimas: geltonos šviesos diodai turi greitą reakcijos laiką, akimirksniu įjungiami ir išjungti, kai srovė bus naudojama ar pašalinama. Ši funkcija daro juos tinkamomis programoms, kurioms reikalingas greitas ir tikslus apšvietimo valdymas.

d. Patvarumas: geltoni šviesos diodai yra tvirtesni ir atsparesni smūgiams, vibracijoms ir temperatūros pokyčiams, palyginti su tradiciniais apšvietimo šaltiniais. Jie yra mažiau linkę į sugadinimą, todėl jie yra tinkami tvirtai aplinkai ir lauke.

e. Dizaino lankstumas: Geltonos šviesos diodai būna įvairių formų, dydžių ir pakuočių, leidžiančių kurti dizaino lankstumą skirtingose ​​programose. Juos galima lengvai integruoti į kompaktiškas ir sudėtingas elektronines grandines ar apšvietimo įrenginius.

Nepaisant daugybės jų pranašumų, geltoni šviesos diodai turi keletą apribojimų:

a. Siauras spektras: geltoni šviesos diodai skleidžia šviesą tam tikrame bangos ilgio diapazone, todėl atsiranda santykinai siauros spektro, palyginti su baltos šviesos šaltiniais. Šis apribojimas riboja jų naudojimą programose, kurioms reikalingas platesnis spalvų diapazonas ar tikslus spalvų atkūrimas.

b. Mažesnis šviesos efektyvumas: Geltonos šviesos diodai paprastai turi mažesnį šviesos efektyvumą, palyginti su baltomis šviesos diodais. Elektros energijos pavertimas matoma šviesa nėra tokia efektyvi, o tai gali sukelti mažesnį bendrą ryškumo lygį.

c. Kaina: Nors geltonųjų šviesos diodų kaina bėgant metams žymiai sumažėjo, jos vis tiek yra palyginti brangesnės nei įprastos apšvietimo galimybės. Tačiau ilga geltonųjų šviesos diodų energijos vartojimo efektyvumas dažnai kompensuoja pradines investicijas.

Ateities pokyčiai ir tyrimai

LED technologijos laukas nuolat vystosi, o tyrėjai nuolat tyrinėja naujas medžiagas, konstrukcijas ir gamybos metodus, kad pagerintų šviesos diodų efektyvumą, ryškumą ir spalvų diapazoną. Kai kurie nuolatiniai tyrimai ir būsimi pokyčiai, susiję su geltonais šviesos diodais, apima:

a. Efektyvumo padidėjimas: Mokslininkai stengiasi sukurti naujas puslaidininkių medžiagas ir optimizuoti šviesos diodų projektavimą ir struktūrą, kad pagerintų jų kvantinį efektyvumą. Šiuo tyrimu siekiama padidinti elektrinės energijos virsmą šviesa ir sumažinti energijos nuostolius.

b. Spalvų perteikimas: Spalvų perteikimo rodyklė (CRI) yra matas, kaip tiksliai šviesos šaltinis atkuria objektų spalvas, palyginti su natūralia šviesa. Tyrėjai stengiasi pagerinti geltonųjų šviesos diodų CRI, kad pasiektų geresnę spalvų ištikimybę ir tikslesnį spalvų dauginimąsi.

c. Platesnis spalvų diapazonas: Nors geltoni šviesos diodai skleidžia šviesą tam tikrame bangos ilgio diapazone, tyrėjai tyrinėja šviesos diodų, kurie gali skleisti šviesą per platesnį spalvų spektrą, vystymąsi. Tai galėtų atverti naujas apšvietimo dizaino, ekranų ir vaizdinių programų galimybes.

d. Išmanusis apšvietimas: geltonųjų šviesos diodų integracija su intelektualiųjų apšvietimo sistemomis ir daiktų interneto (IoT) technologija yra aktyvių tyrimų sritis. Tai apima LED įtaisų, kuriuos galima valdyti nuotoliniu būdu, kūrimą, dinamiškai keičiant spalvą ir intensyvumą bei sąveiką su kitais įrenginiais ar jutikliais.

e. Lanksčiai ir ekologiški šviesos diodai: Lanksčių ir ekologiškų šviesos diodų kūrimas yra dar viena dominanti LED tyrimų sritis. Lankstus geltonus šviesos diodus galima integruoti į išlenktus paviršius, nešiojamus įtaisus ir netradicinius apšvietimo apšvietimo programas. Organiniai geltoni šviesos diodai, pagrįsti organiniais junginiais, siūlo pigių, didelio ploto apšvietimo tirpalų potencialą.

Apibendrinant galima pasakyti, kad geltoni šviesos diodai yra puslaidininkiniai įtaisai, skleidžiantys geltoną šviesą, kai per juos praeina elektros srovė. Jie susideda iš PN sankryžos, pagamintos iš galio arsenido fosfido (GAASP), įterptas į apsauginį pakuotę. Geltonos šviesos diodai randa programas eismo signaluose, elektroniniuose prietaisuose, ekranuose, automobilių apšvietime, dekoratyviniu apšvietimu, medicinine įranga ir sodininkystės apšvietimu. Jie siūlo tokius pranašumus kaip energijos vartojimo efektyvumas, ilga gyvenimo trukmė, greito reagavimo laikas, ilgaamžiškumas ir dizaino lankstumas. Vykdomuose tyrimuose siekiama pagerinti efektyvumą, spalvų perteikimą ir išplėsti geltonųjų šviesos diodų spalvų asortimentą, taip pat ištirti naujas išmaniojo apšvietimo, lanksčių šviesos diodų ir ekologiškų šviesos diodų galimybes. Geltoni šviesos diodai ir toliau vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį apšvietimo ir ekranų srityje, prisidėdami prie energijos taupymo, inovacijų ir vaizdinės estetikos.