LED (svetleča dioda) je polprevodniška naprava v trdnem stanju, ki lahko pretvarja električno energijo v vidno svetlobo. Elektriko lahko neposredno pretvori v svetlobo. Srce LED diode je polprevodniški čip. En konec čipa je pritrjen na nosilec, en konec je negativni pol, drugi konec pa je povezan s pozitivnim polom napajalnika, tako da je celoten čip obdan z epoksidno smolo.
Polprevodniški čip je sestavljen iz dveh delov. En del je polprevodnik tipa P, v katerem prevladujejo vrzeli, drugi konec pa je polprevodnik tipa N, v katerem prevladujejo elektroni. Ko pa sta ta dva polprevodnika povezana, se med njima tvori PN-stik. Ko tok deluje na čip skozi žico, se elektroni potisnejo v območje P, kjer se rekombinirajo z vrzeli in nato oddajajo energijo v obliki fotonov. To je načelo oddajanja LED svetlobe. Valovna dolžina svetlobe, torej barva svetlobe, je določena z materialom, ki tvori PN-stik.
LED lahko neposredno oddaja rdečo, rumeno, modro, zeleno, oranžno, vijolično in belo svetlobo.
Sprva so se LED diode uporabljale kot vir svetlobe za indikatorje instrumentov in merilnikov. Kasneje so se različne svetle LED diode pogosto uporabljale v semaforjih in zaslonih za velike površine, kar je prineslo dobre gospodarske in družbene koristi. Vzemimo za primer 12-palčno rdečo semaforsko svetilko. V Združenih državah Amerike so kot vir svetlobe prvotno uporabljali 140-vatno žarnico z dolgo življenjsko dobo in nizko svetlobno učinkovitostjo, ki je proizvedla 2000 lumnov bele svetlobe. Po prehodu skozi rdeči filter je izguba svetlobe 90 %, tako da ostane le 200 lumnov rdeče svetlobe. V novo zasnovani svetilki Lumileds uporablja 18 rdečih LED svetlobnih virov, vključno z izgubami v tokokrogu. Skupna poraba energije je 14 vatov, kar lahko ustvari enak svetlobni učinek. Avtomobilska semaforska svetilka je prav tako pomembno področje uporabe LED svetlobnih virov.
Za splošno razsvetljavo ljudje potrebujejo več virov bele svetlobe. Leta 1998 je bila uspešno razvita bela LED dioda. Ta LED dioda je izdelana z združitvijo GaN čipa in itrijevega aluminijevega granata (YAG). GaN čip oddaja modro svetlobo (λP=465nm, Wd=30nm), YAG fosfor, ki vsebuje Ce3+ in je sintran pri visoki temperaturi, pa po vzbujanju s to modro svetlobo oddaja rumeno svetlobo z najvišjo vrednostjo 550nm/l/1 LED svetilka. Modra LED podlaga je nameščena v odbojni votlini v obliki sklede, prekrita s tanko plastjo smole, pomešane z YAG, z valovno dolžino približno 200-500nm. Modro svetlobo iz LED podlage delno absorbira fosfor, drugi del modre svetlobe pa se zmeša z rumeno svetlobo iz fosforja, da se dobi bela svetloba.
Pri belih InGaN/YAG LED diodah je mogoče s spreminjanjem kemične sestave YAG fosforja in prilagajanjem debeline fosforne plasti dobiti različne bele luči z barvno temperaturo 3500–10000 K. Ta metoda pridobivanja bele svetlobe z modro LED diodo ima preprosto strukturo, nizke stroške in visoko tehnološko zrelost, zato se pogosto uporablja.
Čas objave: 29. januar 2024