Жарықдиодты шамның жұмыс принципі

Жарық диодты электр энергиясын көрінетін жарыққа түрлендіретін қатты күйдегі жартылай өткізгіш құрылғы. Ол электр энергиясын тікелей жарыққа айналдыра алады. Жарықдиодтың жүрегі - жартылай өткізгіш чип. Чиптің бір ұшы кронштейнге бекітілген, бір ұшы теріс полюс, ал екінші ұшы қуат көзінің оң полюсіне жалғанған, осылайша бүкіл чип эпоксидті шайырмен қапталған.

Жартылай өткізгіш микросхема екі бөліктен тұрады. Бір бөлігі саңылаулары басым болатын P-типті жартылай өткізгіш, ал екінші ұшы электрондары басым болатын N-типті жартылай өткізгіш болып табылады. Бірақ бұл екі жартылай өткізгішті қосқанда, олардың арасында P-N өтуі пайда болады. Ток сым арқылы чипке әсер еткенде, электрондар P аймағына итеріледі, онда электрондар саңылаулармен қайта біріктіріледі, содан кейін фотондар түрінде энергия шығарады. Бұл принципЖарықдиодты шамэмиссия. Жарықтың толқын ұзындығы, яғни жарық түсі P-N түйісуін құрайтын материалмен анықталады.

Жарық диодты қызыл, сары, көк, жасыл, жасыл, қызғылт сары, күлгін және ақ жарықтарды тікелей шығара алады.

Бастапқыда светодиод аспаптар мен метрлердің индикаторлық жарық көзі ретінде пайдаланылды. Кейінірек әртүрлі ашық түсті жарықдиодтар бағдаршамдар мен үлкен аумақты дисплейлерде кеңінен қолданылып, жақсы экономикалық және әлеуметтік пайда әкелді. Мысал ретінде 12 дюймдік қызыл бағдаршам шамын алыңыз. Америка Құрама Штаттарында 2000 люмен ақ жарық шығаратын жарық көзі ретінде ұзақ қызмет ететін және төмен жарық тиімділігі бар 140 ватт қыздыру шамы қолданылған. Қызыл сүзгіден өткеннен кейін жарық жоғалуы 90% құрайды, тек 200 люмен қызыл жарық қалады. Жаңадан жасалған шамда Lumileds 18 қызыл жарық диодты жарық көздерін пайдаланады, соның ішінде тізбек жоғалуы. Жалпы қуат тұтынуы 14 ватт, ол бірдей жарық әсерін бере алады. Автокөлік сигнал шамы да жарықдиодты жарық көзін қолданудың маңызды саласы болып табылады.

Жалпы жарықтандыру үшін адамдарға көбірек ақ жарық көздері қажет. 1998 жылы ақ жарық диоды сәтті жасалды. Бұл жарық диодты GaN чипі мен иттрий алюминий гранатын (YAG) бірге орау арқылы жасалған. GaN чипі көк жарық шығарады（ λ P=465nm, Wd=30nm), құрамында Ce3+ жоғары температурада агломерацияланған YAG люминофоры осы көк жарықпен қоздырылғаннан кейін сары жарық шығарады, ең жоғары мәні 550n LED шамы m. Көгілдір жарықдиодты субстрат шамамен 200-500 нм YAG араласқан шайырдың жұқа қабатымен жабылған тостаған тәрізді шағылысу қуысына орнатылады. Жарық диодты субстраттың көк сәулесі ішінара люминоформен жұтылады, ал көк жарықтың басқа бөлігі ақ жарық алу үшін люминофордың сары сәулесімен араласады.

InGaN/YAG ақ жарықдиодты үшін YAG люминофорының химиялық құрамын өзгерту және фосфор қабатының қалыңдығын реттеу арқылы 3500-10000K түс температурасы бар түрлі ақ шамдарды алуға болады. Көк жарық диоды арқылы ақ жарықты алудың бұл әдісі қарапайым құрылымның, төмен құнының және жоғары технологиялық жетілгендігінің артықшылықтарына ие, сондықтан ол кеңінен қолданылады.