Mikä on keltainen LED?

Mikä on keltainen LED?

Keltaiset LEDit ovat puolijohdealaitteita, jotka säteilevät keltaista valoa, kun sähkövirta kulkee niiden läpi, jotkut ihmiset nimeävät sen myös 590 nm: n LEDiksi. Keltainen LED voi olla SMD -LED -tyyppi ja LED -lamppujen tyyppi, ja SMD LED -paketissa voimme myös tehdä sen kuplasilla LED -tyypillä. Ne ovat yksi yleisimmin käytetyistä LEDistä, jotka tarjoavat erilaisia ​​sovelluksia eri aloilla, mukaan lukien elektroniikka, valaistus, näytöt ja paljon muuta. Tässä kattavassa oppaassa tutkimme keltaisten LEDien koostumusta ja toimintaa yksityiskohtaisesti.

Keltaisten LEDien koostumus

Keltaiset LEDit, kuten muutkin LEDit, koostuvat useista avainkomponenteista ja materiaaleista, jotka toimivat yhdessä keltaisen valon tuottamiseksi. Keltaisen LED: n pääkomponentit ovat:

a. Puolijohdemateriaali: Keltaisen LED: n sydän on puolijohdemateriaali, joka on tyypillisesti valmistettu gallium -arsenidifosfidista (GAASP). Tämä erityinen yhdiste mahdollistaa keltaisen valon säteilyn, kun sähkövirta käytetään.

b. PN -risteys: Puolijohdemateriaali on seostettu PN -risteyksen luomiseksi. Tämä risteys muodostaa rajan puolijohdemateriaalin kahden alueen, nimittäin P-tyypin alueen ja N-tyyppisen alueen välillä. PN-risteys muodostetaan ottamalla epäpuhtaudet puolijohdemateriaaliin luomalla ylimääräisiä positiivisia varauksia (P-tyyppisiä) tai negatiivisia varauksia (N-tyyppisiä) tietyillä alueilla.

c. Elektrodit: PN -liitos on kytketty kahteen elektrodiin, anodiin (positiivinen) ja katodiin (negatiivinen). Nämä elektrodit on tyypillisesti valmistettu metalliseoksista, kuten kullasta, hopeasta tai alumiinista, ja ne mahdollistavat virran virtauksen LEDin läpi.

d. Kapselointi: Herkän puolijohdemateriaalin suojaamiseksi ja sen pitkäikäisyyden varmistamiseksi keltaiset LEDit kapseloidaan yleensä läpinäkyvään tai läpikuultavaan epoksihartsista tai silikonista valmistettuun pakkaukseen. Tämä paketti toimii myös linssinä, keskittyen ja ohjaamalla päästövaloa tiettyyn suuntaan.

Keltaisten LEDien toiminta

Keltaiset LEDit toimivat elektroluminesenssin periaatteessa, joka on valon säteily, kun sähkövirta kulkee puolijohdemateriaalin läpi. Keltaisten LEDien toiminta voidaan selittää seuraavissa vaiheissa:

a. Eteenpäin suuntautuva puolueellisuus: Kun jännite levitetään keltaisen LED: n PN -risteykseen eteenpäin suuntautuvassa suunnassa (anodiin levitetty positiivinen jännite ja katodiin kohdistuva negatiivinen jännite), se luo eteenpäin suuntautuvan esijännityksen. Tämä ennakkoluulo mahdollistaa virran virtauksen LEDin läpi.

b. Rekombinaatio: Kun virta virtaa PN-risteyksen läpi, N-tyypin alueen elektronit ja P-tyypin alueen reikät alkavat yhdistää tai yhdistää PN-risteyksen lähellä. Tämä rekombinaatioprosessi vapauttaa energiaa fotonien muodossa.

c. Keltainen valon emissio: Gallium -arsenidifosfidi (GAASP) puolijohdemateriaalin spesifinen energiakaistanpinta määrittää emittoidun valon aallonpituuden. Keltaisten LEDien tapauksessa energiakaistanpinta vastaa aallonpituusaluetta noin 570 - 590 nanometriä, mikä johtaa keltaisen valon säteilyyn.

d. Kvanttitehokkuus: Sähköenergian muuntamisen tehokkuus valoon on tärkeä ominaisuus keltaisille LEDille. Kvanttitehokkuus viittaa elektronien ja reikien prosenttiosuuteen, jotka yhdistävät valon. Suurempi kvanttitehokkuus osoittaa tehokkaampaa valopäästöä ja vähemmän energian menetystä lämmön muodossa.

e. Ohjaavuus: Keltaisen LED: n kapselointipaketilla on merkittävä rooli säteilyn valon suunnan määrittämisessä. Pakkauksen muoto, koko ja suunnittelu vaikuttavat kulmaan, jolla valo säteilee, mikä mahdollistaa paremman hallinnan ja keskittyneen valaistuksen.

Keltaisten LEDien sovellukset

Keltaiset LEDit löytävät laajan valikoiman sovelluksia niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ja monipuolisuuden vuoksi. Joitakin yleisiä sovelluksia ovat:

a. Liikennesignaalit: Keltaisia ​​LED -levyjä käytetään laajasti liikennevaloissa, jotka tarjoavat kuljettajille ja jalankulkijoille kirkkaat ja näkyvät indikaattorit. Keltaisten LEDien korkea kirkkaus, pieni virrankulutus ja pitkä käyttöikä tekevät niistä ihanteellisen valinnan liikennesignaalin sovelluksiin.

b. Elektroniset laitteet: Keltaisia ​​LEDiä löytyy yleisesti useista elektronisista laitteista, mukaan lukien laitteet, kulutuselektroniikka ja teollisuuslaitteet. Ne toimivat merkkivaloina, käyttäjän vuorovaikutuksen näyttämisen tai visuaalisen palautteen tarjoamisen.

c. Näyttöpaneelit: Keltaisia ​​LED-levyjä käytetään näytöissä ja näytöissä, kuten LED-matriisilevyissä, aakkosnumeerisissä näytöissä ja seitsemän segmentin näytöissä. Ne tarjoavat erinomaista näkyvyyttä, terävää kontrastia ja energiatehokkuutta, mikä tekee niistä sopivia sovelluksiin, jotka vaihtelevat pienistä elektronisista näytöistä suurten merkintöihin.

d. Autovalaistus: Keltaisia ​​LED -levyjä käytetään autovalaistusjärjestelmissä, kuten kääntösignaalit, jarruvalot ja sisävalaistus. Ne parantavat näkyvyyttä, turvallisuutta ja estetiikkaa kuluttaen vähemmän virtaa verrattuna perinteisiin hehkulamppuihin.

e. Koristeellinen valaistus: Keltaisten LEDien lähettämää lämmin ja elinvoimainen keltainen valo käytetään yleisesti koristeellisissa valaistussovelluksissa. Näihin voi kuulua lomakoristeita, ulkoilmavalaistusta, arkkitehtonista valaistusta ja luovia valaistuksia.

f. Lääketieteelliset laitteet: Keltaisia ​​LED -levyjä käytetään myös lääketieteellisissä laitteissa, kuten diagnostiset laitteet, kirurginen valaistus ja terapeuttiset laitteet. Keltaisten LEDien tarkka väriene ja säädettävä voimakkuus tekevät niistä sopivia erilaisiin lääketieteellisiin sovelluksiin.

g. Puutarhanhoitovalaistus: Viime vuosina keltaiset LEDit ovat löytäneet sovelluksia puutarhavalaistusjärjestelmissä. Keltaisten LEDien lähettämä erityinen aallonpituusalue voi stimuloida kasvien kasvua, kukinnan ja hedelmää, mikä tekee niistä hyödyllisiä puutarhanhoito- ja kaupallisessa viljelyssä.

Keltaisten LEDien edut ja rajoitukset

Keltaiset LEDit tarjoavat useita etuja perinteisiin valaistustekniikoihin, mukaan lukien:

a. Energiatehokkuus: Keltaiset LEDit ovat erittäin energiatehokkaita, muuttaen merkittävän osan sähköenergiasta näkyvään valoon. Ne vaativat alhaisempaa virrankulutusta verrattuna perinteisiin hehkulamppuihin, mikä johtaa vähentyneisiin sähkökustannuksiin ja pienempiin hiilijalanjälkeen.

b. Pitkä elinikä: Keltaisilla LED -levyillä on pidempi elinikä verrattuna hehkulamppuun tai loistepuuhun. Keskimääräinen elinikä on 25 000 - 50 000 tuntia, keltaiset LEDit vaativat harvemmin korvaamista, vähentäen ylläpitokustannuksia ja haittoja.

c. Hetkellä on/pois päältä: Keltaisilla LED -LED -levyillä on nopea vasteaika, joka kytkeytyy heti päälle ja pois päältä, kun virta levitetään tai poistetaan. Tämä ominaisuus tekee niistä sopivia sovelluksiin, jotka vaativat nopeaa ja tarkkaa valaistuksen hallintaa.

d. Kestävyys: Keltaiset LEDit ovat vankempia ja kestävämpi iskut, värähtelyt ja lämpötilan vaihtelut verrattuna perinteisiin valaistuslähteisiin. Ne ovat vähemmän alttiita vaurioille, joten ne sopivat karuihin ympäristöihin ja ulkokäyttöön.

e. Suunnittelun joustavuus: Keltaiset LEDit ovat erilaisia ​​muotoja, kokoja ja paketteja, mikä mahdollistaa suunnittelun joustavuuden eri sovelluksissa. Ne voidaan helposti integroida kompakteihin ja monimutkaisisiin elektronisiin piireihin tai valaisimiin.

Lukuisista eduistaan ​​huolimatta keltaisilla LEDillä on muutama rajoitus:

a. Kapea spektri: Keltaiset LEDit säteilevät valoa tietyllä aallonpituusalueella, mikä johtaa suhteellisen kapeaan spektriin verrattuna valkoisiin valonlähteisiin. Tämä rajoitus rajoittaa niiden käyttöä sovelluksissa, jotka vaativat laajempaa värialuetta tai tarkkaa värin toistoa.

b. Pienempi valaistustehokkuus: Keltaisilla LED -levyillä on yleensä pienempi valaistustehokkuus verrattuna valkoisiin LEDiin. Sähköenergian muuntaminen näkyvään valoon ei ole yhtä tehokasta, mikä voi johtaa alhaisempaan kirkkaustasoon.

c. Kustannukset: Vaikka keltaisten LEDien kustannukset ovat vähentyneet huomattavasti vuosien varrella, ne ovat silti suhteellisen kalliimpia kuin perinteiset valaistusvaihtoehdot. Keltaisten LEDien pitkä elinikä ja energiatehokkuus kompensoi kuitenkin usein alkuperäistä sijoitusta.

Tulevaisuuden kehitys ja tutkimus

LED -tekniikan ala on jatkuvasti kehittynyt, ja tutkijat tutkivat jatkuvasti uusia materiaaleja, rakenteita ja valmistustekniikoita LEDien tehokkuuden, kirkkauden ja värivalikoiman parantamiseksi. Joitakin käynnissä olevia tutkimuksia ja tulevia kehitystä, joka liittyy keltaisiin LEDiin, ovat:

a. Tehokkuuden parantaminen: Tutkijat pyrkivät kehittämään uusia puolijohdemateriaaleja ja optimoivat LEDien suunnittelun ja rakenteen niiden kvanttitehokkuuden parantamiseksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena on parantaa sähköenergian muuntamista valoksi ja vähentää energiahäviöitä.

b. Värien renderointi: Värien renderointiindeksi (CRI) on mitta siitä, kuinka tarkasti valonlähde toistaa esineiden värit luonnolliseen valoon verrattuna. Tutkijat pyrkivät parantamaan keltaisten LEDien CRI: tä paremman värin uskollisuuden saavuttamiseksi ja tarkemman värin jäljentämisen saavuttamiseksi.

c. Laajempi värialue: Vaikka keltaiset LEDit säteilevät valoa tietyllä aallonpituusalueella, tutkijat tutkivat LEDien kehitystä, jotka voivat lähettää valoa laajemman värispektrin yli. Tämä voisi avata uusia mahdollisuuksia valaistussuunnitteluun, näyttöihin ja visuaalisiin sovelluksiin.

d. Älykäs valaistus: Keltaisten LEDien integrointi älykkäisiin valaistusjärjestelmiin ja esineiden Internet -tekniikkaan (IoT) on aktiivisen tutkimuksen alue. Tähän sisältyy LED -laitteiden kehittäminen, joita voidaan hallita etäyhteyden kautta, muuttaa väriä ja voimakkuutta dynaamisesti ja olla vuorovaikutuksessa muiden laitteiden tai anturien kanssa.

e. Joustavat ja orgaaniset LEDit: Joustavien ja orgaanisten LEDien kehitys on toinen kiinnostava alue LED -tutkimuksessa. Joustavat keltaiset LEDit voidaan integroida kaareviin pintoihin, puettaviin laitteisiin ja epätavanomaiseen valaistussovellukseen. Orgaanisiin yhdisteisiin perustuvat orgaaniset keltaiset LEDit tarjoavat potentiaalin edullisiin, suuren alueen valaistusliuoksiin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että keltaiset LEDit ovat puolijohdealaitteita, jotka lähettävät keltaista valoa, kun sähkövirta kulkee niiden läpi. Ne koostuvat PN -risteyksestä, joka on valmistettu gallium -arsenidifosfidista (GAASP), joka on kapseloitu suojapakkaukseen. Keltaiset LEDit löytävät sovelluksia liikennesignaaleista, elektronisista laitteista, näytöistä, autovalaistuksesta, koristevalaistuksesta, lääketieteellisistä laitteista ja puutarhanhoitovalaistuksista. Ne tarjoavat etuja, kuten energiatehokkuus, pitkä käyttöikä, nopea vasteaika, kestävyys ja suunnittelun joustavuus. Meneillään olevan tutkimuksen tavoitteena on parantaa tehokkuutta, värin renderointia ja laajentaa keltaisten LEDien värivalikoimaa sekä tutkia uusia mahdollisuuksia älykkäässä valaistuksessa, joustavissa LEDissä ja orgaanisissa LEDissä. Keltaisilla LEDillä on edelleen tärkeä rooli valaistuksen ja näyttelyiden alalla, mikä edistää energiansäästöä, innovaatioita ja visuaalista estetiikkaa.