Fénykibocsátó diódák: alapozó

Azokat a félvezetőket, amelyek az elektromos energia formáját fényenergiává változtatják, fénykibocsátó diódáknak vagy LED-eknek nevezik. A LED-eket gyakran három hullámhossz egyike szerint osztályozzák: ultraibolya, látható vagy infravörös. A félvezető anyaga és összetétele határozza meg a készülék által kibocsátott fény színét.

A kereskedelemben kapható és legalább 5 mW egyelemes kimeneti teljesítményű LED-ek hullámhossz-tartománya 275-950 nm. A gyártótól függetlenül az egyes hullámhossz-tartományokhoz tartozó alkatrészek ugyanabból a félvezető anyagcsaládból származnak. Ebben a bejegyzésben magas szintű pillantást vetünk a LED-iparra, valamint áttekintést adunk a LED-ek működéséről. A LED-eknek sokféle fajtája létezik, ezekről, a hozzájuk kapcsolódó hullámhosszakkal, a felépítésükhöz használt anyagokkal és a különféle lámpák néhány alkalmazási területével együtt fogunk beszélni.

Ultraibolya LED-ek (UV LED-ek): 240-360 nm

Az UV LED-ek legelterjedtebb alkalmazását az ipari gyógyítás területén találják, ezt követi a vízfertőtlenítés, majd a gyógyászati ​​és orvosbiológiai alkalmazások. Akár 280 nm-es hullámhosszon is sikerült 100 mW-nál nagyobb energiatermelési szintet előállítani. 360 nm vagy annál hosszabb hullámhosszon a gallium-nitrid/alumínium-gallium-nitrid (GaN/AlGaN) az az anyag, amelyet leggyakrabban ultraibolya fényt kibocsátó diódákhoz (LED) használnak. A saját szellemi tulajdonjoggal rendelkező anyagokat rövidebb hullámhosszakhoz használják fel. Rövidebb hullámhosszakat csak néhány kiválasztott szolgáltató készít, és ezeknek a LED-eknek az ára még mindig meglehetősen magas a többi LED-es termék áraihoz képest. A hosszabb, legalább 360 nm-es hullámhosszúak piaca azonban a csökkenő árak és a beszállítói bőség következtében egyre stabilabbá válik.

A közeli ultraibolya sugárzástól a zöldig terjedő LED-ek: 395-530 nm

Az indium-gallium-nitrid (InGaN) az az anyag, amelyet ebbe a hullámhossz-tartományba eső cikkek előállításához használnak. Bár elméletileg lehetséges 395 és 530 nm közötti hullámhosszt bármely ponton előállítani, a nagy beszállítók túlnyomó többsége arra összpontosít, hogy kék LED-eket állítson elő (450 és 475 nm közötti tartományban) fehér fény előállítására. fényporral és zöld LED-ekkel az 520-530 nm-es tartományban közlekedési jelzőlámpák zöld megvilágításához. A LED-ek mögött meghúzódó technológia a legtöbb körben fejlettnek tekinthető. Az elmúlt néhány év során alig, vagy egyáltalán nem történt előrelépés az optikai hatékonyság növelése felé.

A sárga-zöldtől a pirosig terjedő LED-ek: 565-645 nm

Az ehhez a hullámhossz-tartományhoz használt félvezető anyagot alumínium-indium-gallium-foszfidnak vagy röviden AlInGaP-nek nevezik. Legtöbbször a sárga (590 nm) és a piros (625 nm) közlekedési jelzés színeiből készül. Ezen túlmenően ezzel a technológiával elérhető a lime-zöld (vagy sárgászöld 565 nm) és narancssárga (605 nm) hullámhossz; elérhetőségük azonban korlátozottabb.

Érdemes megjegyezni, hogy sem az InGaN, sem az AlInGaP technológiák ma már nem képesek 555 nm hullámhosszú tiszta zöld emittert előállítani. Vannak régebbi technológiák, amelyek nem olyan hatékonyak ebben a teljesen zöld zónában, de ezek a technológiák nem tekinthetők fényesnek vagy hatékonynak. Ez részben az érdeklődés hiányának, következésképpen a piaci kereslet hiányának tudható be, ami finanszírozási hiányt eredményezett az alternatív anyag- és gyártási eljárások kifejlesztéséhez ebben a hullámhossz-tartományban.

660–900 nanométer (nm), gyakran "mélyvöröstől közeli infravörösig" (IRLED) ismert

Az ezen a területen használt eszközök szerkezete nagyon sokféle formát ölthet, de mindegyik valamilyen alumínium-gallium-arzenid (AlGaAs) vagy gallium-arzenid (GaAs) anyagot használ. Az infravörös távirányítók, az éjjellátó világítás, az ipari fotovezérlők és a különböző orvosi alkalmazások (660–680 nm-en) mind példák ennek a hullámhossz-tartománynak az alkalmazására.

A LED-ek mögötti munkaelmélet

A LED-ek olyan félvezető diódák, amelyek fényt bocsátanak ki, amikor elektromos áram halad át az eszközön előrefelé. Elektromos feszültséget kell alkalmazni az eszközre, hogy az elektronok áthaladhassanak a kimerülési tartományon, és a másik oldalon lévő lyukkal egyesülve elektron-lyuk pár jöjjön létre. Amikor ez megtörténik, az elektron a tárolt energiáját fény formájában adja ki, ami végül egy foton kibocsátását eredményezi.

A kibocsátott fény hullámhossza a félvezető sávszélessége által meghatározott. Mivel a rövidebb hullámhossz magasabb energiaszinteknek felel meg, a nagyobb sávszélességű anyagok rövidebb hullámhosszúak kibocsátásáért felelősek. A nagyobb sávszélességű anyagok vezetése nagyobb feszültség alkalmazását teszi szükségessé. A rövid hullámhosszú UV-kék fényt kibocsátó LED-ek előremenő feszültsége 3,5 V, míg a közeli infravörös fényt kibocsátó LED-ek előremenő feszültsége 1,5-2.{7}} V.

A LED-eket jelenleg számos ágazatban és alkalmazásban használják számos iparágban. Ezek az eszközök nagyon kedvező árúak és vonzóak mind a fogyasztói, mind az ipari piac számára, köszönhetően nagyfokú megbízhatóságuknak, nagy hatékonyságuknak és a lézerekhez és lámpákhoz képest alacsonyabb rendszerköltségüknek. A LED-ek többféle színben és technológiában kaphatók, és mindegyiket úgy tervezték, hogy megfeleljen egy adott alkalmazásnak és igényeknek.

Nagy teljesítményű UV LED lámpa

Jellemzők:

● A nagy teljesítményű UV LED-lámpák mérete és alakja hasonló a hagyományos baktériumölő UV-lámpákhoz, de nagyobb UV-kibocsátással képesek működni.

● A nagy teljesítményű UV LED-lámpákat széles körben használják légcsatorna-rendszerekben és vízfertőtlenítési alkalmazásokban.

● A nagy teljesítményű UV LED-lámpákat gyakran találják a szagszabályozásban és a fotokémiai alkalmazásokban.

● Elérhető alacsony ózontartalmú és ózont termelő változatban.

Leírás: