Жарық диодты жарық өнімдерінің принциптері

Жарық диод (жарық шығаратын диод) - электр энергиясын көрінетін жарыққа түрлендіретін қатты күйдегі жартылай өткізгіш құрылғы. Ол электр энергиясын тікелей жарыққа айналдыра алады. Жарықдиодтың жүрегі жартылай өткізгіш чип болып табылады, оның бір ұшы кронштейнге, бір ұшы теріс электродқа, ал екінші ұшы қуат көзінің оң электродына жалғанып, бүкіл чипті эпоксидті шайырмен қапталған етеді.

Жартылайөткізгіш микросхема екі бөліктен тұрады, бірі саңылаулары басым болатын P типті жартылай өткізгіш, екіншісі электрондар басым болатын N типті жартылай өткізгіш. Бірақ бұл екі жартылай өткізгішті қосқанда, олардың арасында P-N өтуі пайда болады. Ток сым арқылы өтіп, чипке әсер еткенде, электрондар P аймағына қарай итеріледі, онда олар саңылаулармен қайта қосылып, фотондар түрінде энергия шығарады. Бұл принципЖарықдиодты шамэмиссия. Жарықтың толқын ұзындығы, сондай-ақ жарық түсі ретінде белгілі, P-N түйісуін құрайтын материалмен анықталады.

Жарық диодты шамдар қызыл, сары, көк, жасыл, көк, қызғылт сары, күлгін және ақ түсті тікелей жарық шығара алады.

Бастапқыда жарықдиодты аспаптар мен есептегіштер үшін индикаторлық жарық көзі ретінде пайдаланылды. Кейінірек әртүрлі түсті жарықдиодтар жақсы экономикалық және әлеуметтік пайда әкелетін бағдаршамдар мен үлкен аумақты дисплейлерде кеңінен қолданылды. Мысал ретінде 12 дюймдік қызыл бағдаршамды алсақ, Америка Құрама Штаттарында 2000 люмен ақ жарық шығаратын жарық көзі ретінде ұзақ қызмет ету мерзімі және көру тиімділігі төмен 140 ватт қыздыру шамы қолданылған. Қызыл сүзгіден өткеннен кейін жарық жоғалуы 90% құрайды, тек 200 люмен қызыл жарық қалады. Жаңадан жасалған шамда Lumileds жалпы 14 ватт электр энергиясын тұтынатын және бірдей жарық әсерін беретін тізбектердің жоғалуын қоса алғанда, 18 қызыл жарық диодты жарық көздерін пайдаланады. Автокөлік сигнал шамдары да жарықдиодты жарық көздерін қолданудың маңызды өрісі болып табылады.

Жалпы жарықтандыру үшін адамдарға ақ жарық көздері көбірек қажет. Жарық диодты ақ жарық шығаратын жарықдиодты дамыту 1998 жылы сәтті болды. Жарық диодты шамның бұл түрі GaN чиптері мен иттрий алюминий гранатын (YAG) бірге инкапсуляциялау арқылы жасалған. GaN чипі көк жарық шығарады（ λ Құрамында Ce3+ бар YAG флуоресцентті ұнтағы жоғары температурада агломерациялау (p=465nm, Wd=30nm) осы көк жарықпен қоздырылғаннан кейін сары жарық шығарады, шыңы 550n.Жарықдиодты шамм. Көк жарық диодты субстрат шамамен 200-500 нм YAG араласқан шайыр жұқа қабатымен жабылған тостаған тәрізді шағылыстырғыш қуысына орнатылады. Жарық диодты субстрат шығаратын көк жарық флуоресцентті ұнтақпен жұтылады, ал көк жарықтың басқа бөлігі ақ жарық алу үшін флуоресцентті ұнтақ шығаратын сары жарықпен араласады.

InGaN/YAG ақ жарық диодтары үшін YAG люминофорының химиялық құрамын өзгерту және фосфор қабатының қалыңдығын реттеу арқылы 3500-10000К түс температурасы бар ақ жарықтың әртүрлі түстерін алуға болады. Көгілдір жарықдиодты арқылы ақ жарықты алудың бұл әдісі оның қарапайым құрылысына, төмен құнына және жоғары технологиялық жетілуіне байланысты кеңінен қолданылады.