Ce este o diodă laser care emite lumină?

Fotodioda laser LED este un semiconductor care transformă energia electrică în energie luminoasă. Culoarea luminii emise depinde de materialul semiconductor și de compoziție. LED-urile sunt de obicei împărțite în trei lungimi de undă: ultraviolet, vizibil și infraroșu. LED-urile comerciale au o ieșire de un singur pixel de cel puțin 5 mW și o gamă de lungimi de undă de la 360 nm la 950 nm, fiecare realizat dintr-un material semiconductor specific.

LED UV: 320-360nm

LED-urile UV sunt comercializate rapid, în special pentru aplicații de întărire industrială și utilizări medicale/biomedicale. Până de curând, limita inferioară a cipurilor de înaltă eficiență s-a schimbat de la 390 nm la 360 nm, iar evoluțiile din următorii câțiva ani ar putea duce la comercializarea cipurilor de 320 nm de înaltă eficiență în regiune.

Aproape de la ultraviolet la LED verde: 395 nm-530nm

Materialul pentru produsul din gama de lungimi de undă este nitrură de indiu galiu InGaN, care este capabil din punct de vedere tehnic pentru o lungime de undă între 395 nm și 530 nm. Cu toate acestea, majoritatea furnizorilor mari se concentrează pe fabricarea de LED-uri-475NM albastre de 450 nm, care sunt utilizate pentru a produce lumină albă cu fosfor, și LED-uri verzi în intervalul de 520 nm-530nm pentru iluminatul verde pentru semnalul de trafic.

Progrese rapide și eficiență crescută sunt observate în gama de lungimi de undă albastră, mai ales că cursa pentru a crea surse de lumină albă mai strălucitoare și mai strălucitoare continuă.

Roșu intens până la infraroșu apropiat (IRLED): 660 nm-900 nm

Există multe variații în structura dispozitivului în această regiune, dar toate folosesc materiale de arseniură de aluminiu galiu AlGaAs sau GaAs. Există încă un impuls pentru a face aceste dispozitive mai eficiente, dar aceste îmbunătățiri sunt incrementale. Aplicațiile includ telecomandă cu infraroșu IR, iluminare cu vedere pe timp de noapte, control industrial al luminii și diverse aplicații medicale (660 nm-680nm).

Cum funcționează LED-urile

LED-urile sunt diode semiconductoare care emit lumină atunci când un curent electric este aplicat în direcția înainte a dispozitivului. Trebuie aplicat suficientă tensiune astfel încât electronii să treacă prin zona de pierdere și să se combine cu gaura de pe cealaltă parte pentru a forma o pereche electron-gaură. Când se întâmplă acest lucru, electronul își eliberează energia sub formă de lumină, iar rezultatul este emisia de fotoni. Banda interzisă a unui semiconductor determină lungimea de undă a luminii emise, iar o lungime de undă mai scurtă este egală cu mai multă energie, astfel încât un material cu o bandă interzisă mai mare emite o lungime de undă mai scurtă. Un material cu o bandă interzisă mai mare necesită, de asemenea, o tensiune de conducție mai mare. LED-ul albastru UV cu undă scurtă are o tensiune directă de 3,5 volți, în timp ce LED-ul cu infraroșu apropiat are o tensiune directă de 1,5-2.0 volți.

Disponibilitatea și eficiența lungimii de undă

LED-ul de înaltă eficiență poate fi produs în orice interval de lungimi de undă, doar intervalul de la 535nm la 560nm nu poate produce lumini LED de înaltă eficiență. Cei mai importanți factori în comercializarea unei anumite lungimi de undă sunt legați de potențialul pieței, cererea și lungimile de undă standard din industrie. Acest lucru este evident în special în regiunile 420nm-460nm, 480nm-520nm și 680nm-800nm, deoarece aceste intervale de lungimi de undă nu sunt utilizate pe scară largă. Nu există un număr mare de producători care să ofere produse LED pentru aceste game de lungimi de undă. Cu toate acestea, este posibil să găsiți furnizori mici și mijlocii care pot oferi aceste lungimi de undă specifice în funcție de cererea clienților. Fiecare tehnică de material are o gamă de lungimi de undă în care spotul este cel mai eficient. Acest punct este foarte aproape de mijlocul fiecărui interval. Pe măsură ce nivelul de dopaj al semiconductorilor crește sau scade de la cantitatea optimă, eficiența scade, motiv pentru care LED-urile albastre au o putere mai mare decât lumina verde sau aproape UV, chihlimbarul are mai multă ieșire decât galben-verde, iar infraroșu apropiat este superior la 660nm. . Dacă există o alegere de făcut, cel mai bine este să proiectați pentru centrul gamei, mai degrabă decât pentru margine, este mai ușor să obțineți produsul dacă nu operați la marginea tehnologiei materialelor.

Figura 1 - Aplicați ecuația I=(Vcc-Vf)/RL pentru a găsi valoarea curentă. Pentru a determina în mod absolut fluxul de curent în circuit, fiecare LED VF trebuie măsurat și trebuie specificată rezistența de sarcină corespunzătoare. În aplicațiile comerciale practice, Vcc este proiectat să fie mult mai mare decât VF, astfel încât micile modificări ale VF să nu aibă un efect mare asupra curentului general. Dezavantajul acestui circuit este că există o pierdere mare de putere prin RL. În aplicațiile în care intervalul de temperatură de funcționare este foarte îngust (mai puțin de 30 de grade) sau în care ieșirea LED-ului nu este critică, poate fi utilizat un circuit simplu care utilizează un rezistor de limitare a curentului, așa cum se arată în figură: O modalitate mai bună de a conduce un LED trebuie să utilizeze o sursă de curent constant (vezi Figura 2). Circuitul va furniza același curent de la dispozitiv la dispozitiv și schimbări de temperatură. De asemenea, are un consum de energie mai mic decât utilizarea unor rezistențe simple de limitare a curentului. Drivere LED comerciale, disponibile la raft, sunt disponibile din multe surse diferite. În mod obișnuit, aceste operațiuni folosesc principiul de modulare a lățimii impulsului (PWM) al controlului luminozității.

Alimentați led-ul cu curent și tensiune

Deși LED-urile sunt semiconductoare și necesită o tensiune minimă pentru a funcționa, ele sunt totuși diode și trebuie să funcționeze în modul curent. În modul DC, LED-urile funcționează în două moduri principale. Cea mai simplă și mai comună este utilizarea unui rezistor de limitare a curentului (vezi Figura 1). Dezavantajul acestei metode este pierderea mare de căldură și putere în rezistență. Pentru ca curentul să rămână stabil între schimbările de temperatură și dispozitive, tensiunea de alimentare ar trebui să fie mult mai mare decât tensiunea directă a LED-ului.

Figura 2 - Exemplu de circuit stabil precis. Acest circuit este adesea denumit o sursă de curent constant. Rețineți că curentul de alimentare este determinat de tensiunea de alimentare (Vcc) minus Vin împărțit la R1, (Vcc-VIN)/R1.

Informații de contact:

Dacă aveți idei, nu ezitați să discutați cu noi. Indiferent unde sunt clienții noștri și care sunt cerințele noastre, ne vom urmări obiectivul de a oferi clienților noștri calitate înaltă, prețuri mici și cele mai bune servicii.