Mis on kollane LED?

Mis on kollane LED?

Kollased LED -id on pooljuhtide seadmed, mis eraldavad kollast valgust, kui elektrivool neist läbib, mõned inimesed nimetavad seda ka 590nm LED -na. Kollane LED saab olla SMD LED -tüüpi ja LED -lampide tüüp ning SMD LED -paketis saame seda teha ka kupliga LED -tüüpi. Need on üks kõige sagedamini kasutatavaid LED -e, pakkudes erinevaid rakendusi erinevates valdkondades, sealhulgas elektroonika, valgustus, kuvarid ja palju muud. Selles põhjalikus juhendis uurime väga detailselt kollaste LED -ide kompositsiooni ja funktsiooni.

Kollaste LED -de koosseis

Kollased LED -id, nagu teisedki LED -id, koosnevad mitmest põhikomponendist ja materjalist, mis töötavad koos kollase valguse tootmiseks. Kollase LED peamised komponendid on:

a. Pooljuhtmaterjal: kollase LED -i süda on pooljuhtide materjal, mis on tavaliselt valmistatud galliumraseniidi fosfiid (GaasP). See konkreetne ühend võimaldab elektrivoolu rakendamisel kollase valguse emissiooni.

b. PN -ristmik: pooljuhtide materjal on legeeritud, et luua PN -ristmik. See ristmik moodustab piiri pooljuhtmaterjali kahe piirkonna, nimelt p-tüüpi piirkonna ja N-tüüpi piirkonna vahel. PN-ristmik moodustatakse pooljuhtide materjalisse lisandite tutvustamisega, luues konkreetsetes piirkondades positiivsete laengute (p-tüüpi) või negatiivsete laengute (N-tüüpi) liigse.

c. Elektroodid: PN -ristmik on ühendatud kahe elektroodiga, anoodiga (positiivne) ja katoodiga (negatiivne). Need elektroodid on tavaliselt valmistatud sellistest metallisulamitest nagu kuld, hõbe või alumiinium ja need võimaldavad voolu voolu kaudu LED -i kaudu.

d. Kapseldamine: õrna pooljuhtide materjali kaitsmiseks ja selle pikaealisuse tagamiseks kapseldatakse kollased LED -id tavaliselt läbipaistvasse või poolläbipaistvasse paketisse, mis on valmistatud epoksüvaikust või silikoonist. See pakett toimib ka objektiivina, keskendudes ja suunates eraldatud valgust kindlas suunas.

Kollaste LED -de funktsioon

Kollased LED -id töötavad elektroluminestsentsi põhimõttel, mis on valguse emissioon, kui elektrivool läbib pooljuhtmaterjali. Kollaste LED -ide funktsiooni saab selgitada järgmistes etappides:

a. Edasine eelarvamus: Kui kollase LED -i PN ristmikul rakendatakse pinget edasisuunas (anoodile rakendatud positiivne pinge ja katoodile rakendatud negatiivne pinge), loob see ettepoole suunatud eelarvamuse. See eelarvamus võimaldab voolu voolata LED -i kaudu.

b. Rekombinatsioon: Kuna vool voolab läbi PN-ristmiku, hakkavad N-tüüpi piirkonna elektronid ja P-tüüpi piirkonna augud ühendama või rekombineerima PN-ristmiku lähedal. See rekombinatsiooniprotsess vabastab energia footonite kujul.

c. Kollase valguse emissioon: galliumraseniidi fosfiidi (GAASP) pooljuhi materjali spetsiifiline energiaribaga määrab kiirgava valguse lainepikkuse. Kollaste LED -ide puhul vastab energiaribaga lainepikkuse vahemikus umbes 570 kuni 590 nanomeetrit, mille tulemuseks on kollase tule emissioon.

d. Kvanttõhusus: elektrienergia valguse muundamise efektiivsus on kollaste LED -ide oluline omadus. Kvanttõhusus viitab elektronide ja aukude protsendile, mis rekombineerib valguse eraldamiseks. Suurem kvanttõhusus näitab tõhusamat valguse emissiooni ja vähem energiakadu soojuse kujul.

e. Directwit: kollase LED -i kapseldamispakett mängib olulist rolli kiirgava valguse suundumuse määramisel. Pakendi kuju, suurus ja kujundus mõjutavad valguse eraldumise nurka, võimaldades paremat kontrolli ja keskendunud valgustust.

Kollaste LED -de rakendused

Kollased LED -id leiavad oma ainulaadsete omaduste ja mitmekülgsuse tõttu laia valiku rakendusi. Mõned ühised rakendused hõlmavad:

a. Foorisignaalid: kollaseid LED -sid kasutatakse laialdaselt fooride tuledes, pakkudes autojuhtidele ja jalakäijatele eredaid ja nähtavaid näitajaid. Kõrge heledus, väike energiatarve ja kollaste LED -ide pikk eluiga on need ideaalseks valikuks fooride rakenduste jaoks.

b. Elektroonikaseadmed: kollaseid LED -sid leidub tavaliselt erinevates elektroonikaseadmetes, sealhulgas seadmetes, tarbeelektroonikaks ja tööstusseadmetes. Need toimivad indikaatorituledena, kuvades operatiivse oleku või andes kasutaja suhtlemiseks visuaalset tagasisidet.

c. Kuvapaneelid: kuvades ja ekraanides kasutatakse kollaseid LED-e, näiteks LED-maatriksiplaadid, tähtnumbrilised kuvarid ja seitsme segmendi kuvarid. Need pakuvad suurepärast nähtavust, teravat kontrasti ja energiatõhusust, muutes need sobivaks rakendusteks, alates väikestest elektroonilistest kuvaritest kuni suuremahuliste märgistusteni.

d. Autotööstus: kollased LED -id kasutatakse autovalgustussüsteemides, näiteks pöördesignaalid, pidurituled ja sisevalgustus. Need suurendavad nähtavust, ohutust ja esteetikat, tarbides samal ajal vähem energiat võrreldes traditsiooniliste hõõglambidega.

e. Dekoratiivne valgustus: kollaste LED -de poolt kiirgatud sooja ja erksa kollane tuli kasutatakse populaarselt dekoratiivsetes valgustusrakendustes. Need võivad hõlmata puhkusekaunistusi, välistingimustes valgustust, arhitektuurilist valgustust ja loomingulisi valgustusinstallatsioone.

f. Meditsiiniseadmed: kollaseid LED -sid kasutatakse ka meditsiiniseadmetes, näiteks diagnostikaseadmeid, kirurgilisi valgustus ja terapeutilised seadmed. Kollaste LED -de täpne värvide renderdamine ja reguleeritav intensiivsus muudavad need sobivaks erinevateks meditsiinilisteks rakendusteks.

g. Aianduse valgustus: Viimastel aastatel on kollased LED -id leidnud rakendusi aiandusvalgustussüsteemides. Kollaste LED -ide eralduv spetsiifiline lainepikkuse vahemik võib stimuleerida taimede kasvu, õitsemist ja vilja, muutes need kasulikuks aianduse ja kaubandusliku kasvatamise korral.

Kollaste LED -de eelised ja piirangud

Kollased LED -id pakuvad traditsiooniliste valgustustehnoloogiate ees mitmeid eeliseid, sealhulgas::

a. Energiatõhusus: kollased LED -id on väga energiatõhusad, muutes märkimisväärse osa elektrienergiast nähtavaks valguseks. Need vajavad madalamat energiatarbimist võrreldes traditsiooniliste hõõglambidega, mille tulemuseks on vähenenud elektrikulud ja väiksem süsinikujalajälg.

b. Pikk eluiga: kollastel LED -idel on hõõglambide või fluorestsentssibulatega võrreldes pikem eluiga. Keskmise elueaga 25 000–50 000 tundi vajavad kollased LED -id harvemini asendamist, vähendades hoolduskulusid ja ebamugavusi.

c. Hetkeline sisse/välja: kollastel LED -idel on kiire reageerimisaeg, mis on voolu rakendamisel või eemaldamisel kohe sisse ja välja lülitatud. See funktsioon muudab need sobivaks rakendusteks, mis nõuavad kiiret ja täpset valgustuse juhtimist.

d. Vastupidavus: kollased LED -id on vastupidavamad ja vastupidavad löökide, vibratsiooni ja temperatuuri variatsioonide suhtes võrreldes traditsiooniliste valgustusallikatega. Need on vähem kahjustatud, muutes need sobivaks karmi keskkonna ja välistingimustes kasutatavateks rakendusteks.

e. Kujunduse paindlikkus: kollased LED -id on erineva kuju, suuruse ja pakettidega, võimaldades disaini paindlikkust erinevates rakendustes. Neid saab hõlpsasti integreerida kompaktsetesse ja keerukatesse elektroonilistesse vooluringidesse või valgustusseadmetesse.

Vaatamata nende arvukatele eelistele on kollastel LED -idel mõned piirangud:

a. Kitsas spekter: kollased LED -id kiirgavad valgust konkreetses lainepikkuse vahemikus, mille tulemuseks on suhteliselt kitsas spekter võrreldes valgete valgusallikatega. See piirang piirab nende kasutamist rakendustes, mis nõuavad laiemat värvivalikut või täpset värvi reprodutseerimist.

b. Madalam helendav efektiivsus: kollastel LED -idel on valgete LED -dega võrreldes tavaliselt madalam helendav efektiivsus. Elektrienergia muundamine nähtavaks valguseks pole nii tõhus, mis võib põhjustada madalama heleduse taseme.

c. Maksumus: Kuigi kollaste LED -ide maksumus on aastate jooksul märkimisväärselt vähenenud, on need siiski suhteliselt kallimad kui tavapärased valgustusvõimalused. Kollaste LED -ide pikk eluiga ja energiatõhusus kompenseerivad sageli esialgse investeeringu.

Edasised arengud ja uuringud

LED -tehnoloogia valdkond areneb pidevalt ja teadlased uurivad pidevalt uusi materjale, ehitisi ja tootmistehnikaid, et parandada LED -i tõhusust, heledust ja värvivalikut. Mõned käimasolevad uuringud ja tulevased arengud on seotud kollaste LED -dega:

a. Tõhususe suurendamine: teadlased püüavad välja töötada uusi pooljuhtide materjale ning optimeerida LED -ide konstruktsiooni ja struktuuri, et parandada nende kvanttõhusust. Selle uurimistöö eesmärk on suurendada elektrienergia muundamist valguseks ja vähendada energiakadu.

b. Värvide renderdamine: värvide renderdamise indeks (CRI) on mõõde, kui täpselt valgusallikas reprodutseerib objektide värve võrreldes loodusliku valgusega. Teadlased tegelevad kollaste LED -ide CRI parandamise nimel, et saavutada parem värvi täpsus ja täpsem värvide paljunemine.

c. Laiem värvivalik: Kuigi kollased LED -id kiirgavad valgust konkreetses lainepikkuse vahemikus, uurivad teadlased LED -ide arengut, mis võivad valgust väljastada laiemas värvispektris. See võib avada uusi võimalusi valgustuse kujundamiseks, väljapanekuteks ja visuaalseteks rakendusteks.

d. Nutikas valgustus: kollaste LED -ide integreerimine nutikate valgustussüsteemide ja asjade Interneti -tehnoloogiaga (IoT) on aktiivse uurimistöö valdkond. See hõlmab LED -seadmete väljatöötamist, mida saab eemalt juhtida, värvi ja intensiivsust dünaamiliselt muuta ning teiste seadmete või anduritega suhelda.

e. Paindlikud ja orgaanilised LED -id: paindlike ja orgaaniliste LED -ide arendamine on LED -uuringute vastu veel üks huvi. Paindlikke kollaseid LED -sid saab integreerida kõverdatud pindadesse, kantavatesse seadmetesse ja ebatraditsioonilistesse valgustusrakendustesse. Orgaanilistel ühenditel põhinevad orgaanilised kollased LED-id pakuvad potentsiaali odavate suurte piirkondade valgustuslahenduste jaoks.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kollased LED -id on pooljuhtide seadmed, mis eraldavad kollast valgust, kui elektrivool neist läbib. Need koosnevad PN -ristmikust, mis on valmistatud galliumraseniidi fosfiid (GaasP), mis on kapseldatud kaitsepaketisse. Kollased LED -id leiavad rakendusi foorisignaalides, elektroonikaseadmetes, kuvarites, autovalgustuses, dekoratiivvalgustuses, meditsiiniseadmetes ja aianduse valgustuses. Need pakuvad eeliseid nagu energiatõhusus, pikk eluiga, kiire reageerimise aeg, vastupidavus ja disaini paindlikkus. Käimasoleva uurimistöö eesmärk on parandada tõhusust, värvide renderdamist ja laiendada kollaste LED -ide värvivalikusse, samuti uurida uusi võimalusi nutikates valgustuses, paindlikes LED -es ja orgaaniliste LED -ide osas. Kollased LED -id mängivad endiselt olulist rolli valgustuse ja väljapanekute valdkonnas, aidates kaasa energiakaitsele, innovatsioonile ja visuaalsele esteetikale.