Lysdioder: En grunning

Halvledere som kan endre formen for elektrisk energi til lysenergi er kjent som lysemitterende dioder, eller LED. LED er ofte kategorisert i henhold til en av tre bølgelengder: ultrafiolett, synlig eller infrarød. Materialet og sammensetningen av halvlederen bestemmer fargen på lyset som sendes ut av enheten.

Lysdioder som er kommersielt tilgjengelige og har en enkeltelements utgangseffekt på minst 5 mW har et bølgelengdeområde som strekker seg fra 275 til 950 nm. Uavhengig av produsent kommer komponentene for hvert bølgelengdeområde alle fra samme familie av halvledermaterialer. I dette innlegget vil vi ta en titt på LED-industrien på høyt nivå, samt gi en oversikt over hvordan LED fungerer. Det finnes mange forskjellige typer lysdioder, og vi vil snakke om dem, sammen med bølgelengdene som korrelerer med dem, materialene som brukes i deres konstruksjon, og noen bruksområder for de forskjellige lysene.

Ultrafiolette lysdioder (UV-lysdioder): 240 til 360 nm

UV-lysdioder finner sin vanligste anvendelse innen industriell herding, etterfulgt av vanndesinfeksjon og deretter medisinske og biomedisinske bruksområder. Ved bølgelengder så korte som 280 nm har det vært mulig å generere nivåer av kraftproduksjon som er større enn 100 mW. Ved bølgelengder 360 nm eller lengre er galliumnitrid/aluminium galliumnitrid (GaN/AlGaN) det materialet som er mest brukt for ultrafiolette lysdioder (LED). Materialer med egne immaterielle rettigheter brukes for kortere bølgelengder. Kortere bølgelengder er laget av bare noen få utvalgte leverandører, og prisene for disse LED-ene er fortsatt ganske høye sammenlignet med prisene på resten av LED-produkttilbudene. Markedet for lengre bølgelengder, de med en lengde på minst 360 nm, blir imidlertid mer stabilt som følge av fallende priser og overflod av leverandører.

Lysdioder som varierer fra nesten ultrafiolett til grønt: 395 til 530 nm

Indiumgalliumnitrid (InGaN) er materialet som brukes til produksjon av gjenstander som faller innenfor dette bølgelengdeområdet. Selv om det teoretisk er mulig å produsere en bølgelengde på et hvilket som helst punkt mellom 395 og 530 nm, fokuserer det store flertallet av store leverandører på å generere blå lysdioder (i området 450 til 475 nm) for bruk i produksjon av hvitt lys med fosfor og grønne lysdioder i området 520 til 530 nm for bruk i grønn belysning av trafikksignaler. Teknologien bak disse lysdiodene anses å være avansert i de fleste kretser. I løpet av de siste årene har det vært liten eller ingen fremgang mot å øke den optiske effektiviteten.

Lysdioder fra gulgrønn til rød: 565 til 645 nm

Halvledermaterialet som brukes for dette bølgelengdeområdet er kjent som aluminiumindiumgalliumfosfid, eller forkortet AlInGaP. Fargene trafikksignal gul (590 nm) og trafikksignal rød (625 nm) er de som brukes til å produsere det mesteparten av tiden. I tillegg er de limegrønne (eller gulgrønne 565 nm) og oransje (605 nm) bølgelengdene tilgjengelige med denne teknologien; deres tilgjengelighet er imidlertid mer begrenset.

Det er verdt å merke seg at verken InGaN- eller AlInGaP-teknologiene nå er i stand til å produsere en ren grønn emitter med en bølgelengde på 555 nm. Det er noen eldre teknologier som ikke er like effektive i denne helt grønne sonen, men disse teknologiene anses ikke for å være lyse eller effektive. Dette skyldes blant annet manglende interesse og følgelig mangel på etterspørsel fra markedet, noe som har resultert i manglende finansiering for å utvikle alternative materialer og produksjonsprosesser for dette bølgelengdeområdet.

660 til 900 nanometer (nm), ofte kjent som "dyp rød til nær-infrarød" (IRLED)

Strukturen til enhetene som brukes i denne regionen kan anta et stort antall forskjellige former, men de bruker alle en slags aluminium galliumarsenid (AlGaAs) eller galliumarsenid (GaAs) materiale. Infrarøde fjernkontroller, nattsynsbelysning, industrielle fotokontroller og forskjellige medisinske applikasjoner (ved 660–680 nm) er alle eksempler på applikasjoner for dette bølgelengdeområdet.

Arbeidsteorien bak lysdioder

Lysdioder er en type halvlederdiode som produserer lys når en elektrisk strøm føres gjennom enheten i foroverretningen. En elektrisk spenning må påføres enheten for at elektronene skal bevege seg over utarmingsområdet og kombineres med et hull på den andre siden for å lage et elektron-hull-par. Når dette skjer, gir elektronet ut sin lagrede energi i form av lys, som til slutt resulterer i emisjon av et foton.

Det utsendte lyset vil ha en bølgelengde som bestemmes av båndgapet til halvlederen. Fordi kortere bølgelengder tilsvarer høyere energinivåer, er stoffer med et større båndgap ansvarlig for å sende ut kortere bølgelengder. Ledning i materialer med større båndgap nødvendiggjør bruk av høyere spenninger. Lysdioder som sender ut en kort bølgelengde med UV-blått lys har en fremspenning på 3,5 V, mens lysdioder som sender ut nær-infrarødt lys har en foroverspenning som varierer fra 1,5 til 2,0 V.

Lysdioder brukes i dag i en lang rekke sektorer og applikasjoner på tvers av en rekke bransjer. Disse enhetene er svært rimelige og appellerer til både forbrukermarkedet og industrimarkedet som et resultat av deres høye grad av pålitelighet, høy effektivitet og reduserte totale systemkostnader sammenlignet med lasere og lamper. Lysdioder kommer i en rekke farger og teknologier, og hver av dem er designet for å passe til et bestemt bruksområde og sett med behov.

Høyeffekt Uv Led-lys

Egenskaper:

● UV-led-lys med høy effekt ligner i størrelse og form på konvensjonelle bakteriedrepende UV-lamper, men er i stand til å fungere med høyere UV-effekt.

● UV-led-lys med høy effekt er mye brukt i tvungen luftkanalsystemer og vanndesinfeksjonsapplikasjoner.

● UV-led-lys med høy effekt finnes ofte i luktkontroll og fotokjemiske applikasjoner.

● Tilgjengelig i lav ozon- og ozonproduserende versjoner.

Spesifikasjon: