Pagrindinis raudonųjų šviesos diodų principas ir naudojimas

Pagrindinis raudonųjų šviesos diodų principas ir naudojimas

Šviesos skleidžiantys diodai (LED lempos) sukėlė revoliuciją apšvietimo pramonėje savo energijos vartojimo efektyvumu, ilga gyvenimo trukme ir universalumu. Tarp įvairių galimų spalvų raudonos šviesos diodai užima ypatingą vietą dėl savo unikalių savybių ir plačiai paplitusių programų. Šiuo straipsniu siekiama įsigilinti į pagrindinį „Red Leds“ principą, jų konstrukciją ir ištirti jų įvairius naudojimo būdus įvairiose srityse.
1 skyrius: Pagrindinis raudonojo šviesos diodo principas (įtraukite raudoną SMD šviesos diodą ir raudonąjį skylių šviesos diodą)
1.1 Puslaidininkės fizika:
Norėdami suprasti raudonų šviesos diodų principą (625 nm LED, 635NM LED), pirmiausia turime suvokti puslaidininkių fizikos pagrindus. Puslaidininkiai yra medžiagos, turinčios elektros laidumą tarp laidininkų (pvz., Metalų) ir ne laidų (pvz., Izoliatorių). Puslaidininkių elgesį reglamentuoja elektronų judėjimas jų atominėje struktūroje.

1.2 PN sankryža:
Pagrindinis LED komponentas yra PN sankryža. Jis susidaro sujungus du skirtingus puslaidininkių tipus: p tipo (teigiamą) ir N tipo (neigiamą). P tipo puslaidininkis turi perteklinį teigiamą krūvio nešiklį (skylutes), o N tipo puslaidininkis turi neigiamų krūvių nešiklių (elektronų) perteklių.
1.3 Elektroliuminescencija:
Kai per PN sankryžą taikoma priekinė įtampa, elektronai iš N tipo regiono ir skylės iš p tipo srities sujungia sankryžą, išlaisvindami energiją fotonų pavidalu. Šis reiškinys yra žinomas kaip elektroliuminescencija. Išmestų fotonų energija lemia šviesos diodų spalvą.

2 skyrius: Raudonųjų šviesos diodų statyba
2.1 Naudotos medžiagos:
Raudoni šviesos diodai paprastai sukonstruoti naudojant galio arsenido (GaAs) ir aliuminio galio arsenido (dumblių) derinį. Šios medžiagos siūlo tinkamą energijos juostą raudonos šviesos emisijai.
2.2 Epitaksija ir vaflių gamyba:
Epitaksijos procesas apima plono puslaidininkinės medžiagos sluoksnį ant substrato. Raudonųjų šviesos diodų atveju epitaksija atliekama ant galio arsenido substrato. Tada šis sluoksnis yra išgraviruotas, kad būtų sudarytos atskiros LED drožlės.
2.3 PN sankryžos formavimas:
Dopingo proceso metu į puslaidininkinę medžiagą įvežamos priemaišos, kad būtų sukurtos P ir N regionai. P regionas yra suplanuotas tokiais elementais kaip aliuminis, o N regionas yra suplanuotas tokiais elementais kaip silicis.

2.4 Metalo kontaktai ir kapsuliavimas:
Metalo kontaktai pridedami prie P ir N regionų, kad būtų galima sujungti elektros jungtis. Tada LED lustas kapsuliuoja permatoma epoksidine derva, užtikrinanti apsaugą ir padidinant šviesos išėjimą.
3 skyrius: Raudonųjų šviesos diodų naudojimas
3.1 Indikatoriaus žibintai:
Viena iš labiausiai paplitusių raudonų šviesos diodų taikymo yra kaip indikatoriaus lemputės. Jie yra plačiai naudojami vartotojiškoje elektronikoje, tokiose kaip televizoriai, namų prietaisai ir automobilių prietaisų skydai. Dėl mažos energijos suvartojimo, kompaktiško dydžio ir ilgos gyvenimo trukmės raudonos šviesos diodai yra idealūs šioms reikmėms.
3.2 Eismo signalai:
Raudoni šviesos diodai yra plačiai naudojami eismo signaluose dėl jų didelio matomumo ir patikimumo. Ryškiai raudona šviesa, kurią skleidžia šie šviesos diodai, užtikrina aiškų matomumą net esant neigiamoms oro sąlygoms. Be to, mažos energijos suvartojimas sumažina energijos sąnaudas ir priežiūros reikalavimus.

3.3 Reklama ir ženklai:
Raudoni šviesos diodai yra naudojami reklamos ir ženklų ekranuose, kad būtų galima atkreipti dėmesį ir efektyviai perduoti pranešimus. Dėl ryškios spalvos ir gebėjimo sukurti dinaminį apšvietimo efektą jie tampa populiarūs naudoti skelbimų lentose, parduotuvių ženklus ir didelio masto ekranus.
3.4 Medicinos programos:
Raudoni šviesos diodai randa paraiškas įvairiose medicinos srityse. Jie naudojami fotodinaminei terapijai gydant tam tikros rūšies vėžį, taip pat žemo lygio lazerio terapijoje, skirta skausmo gydymui ir žaizdų gijimui. Dėl neinvazinio raudonųjų šviesos diodų pobūdžio jie yra vertingi gydant gydymą.
3.5 Sodininkystės apšvietimas:
Raudonieji šviesos diodai vaidina lemiamą vaidmenį sodininkystės apšvietimo sistemose. Augalams reikia specifinių šviesos bangos ilgių, kad būtų galima optimaliai augti ir fotosintezei. Raudoni šviesos diodai skleidžia 600–700 nm diapazoną, kuri yra būtina skatinti augalų augimą, žydėjimą ir vaisinį.

3.6 Optinis ryšys:
Raudoni šviesos diodai naudojami optinių ryšių sistemose, ypač trumpojo nuotolio programose, tokiose kaip optinis duomenų perdavimas tarp įrenginių. Dėl kompaktiško dydžio, mažų išlaidų ir suderinamumo su optiniais pluoštais jie yra tinkami šioms programoms.
3.7 Naktinio matymo įrenginiai:
Raudoni šviesos diodai naudojami naktinio matymo įrenginiuose, tokiuose kaip „Night Vision“ akiniai ir apimtys. Šių šviesos diodų skleidžiama raudona šviesa yra mažiau linkusi sutrikdyti vartotojo naktinį matymą, palyginti su kitomis spalvomis. Raudoni šviesos diodai taip pat turi ilgesnį akumuliatoriaus tarnavimo laiką, todėl jie yra idealūs ilgesniam naudojimui.
Išvada:
Raudoni šviesos diodai tapo nepakeičiama mūsų kasdienio gyvenimo dalimi, ieškant programų įvairiose srityse. Suprasti pagrindinį jų veikimo ir konstrukcijos principą leidžia mums įvertinti jų efektyvumą, ilgaamžiškumą ir universalumą. Tobulėjant technologijoms, raudona