Jaka jest żółta dioda LED?

Jaka jest żółta dioda LED?

Żółte diody LED to urządzenia półprzewodnikowe, które emitują żółte światło, gdy przechodzi przez nie prąd elektryczny, niektórzy nazywają go również LED 590 nm. Żółta dioda LED może być typem LED SMD i lampami LED, aw pakiecie LED SMD możemy również zrobić to z typem LED kopułki. Są to jedna z najczęściej używanych diod LED, oferująca różnorodne zastosowania w różnych dziedzinach, w tym elektronikę, oświetlenie, wyświetlacze i wiele innych. W tym kompleksowym przewodniku szczegółowo zbadamy skład i funkcję żółtych diod LED.

Skład żółtych diod LED

Żółte diody LED, podobnie jak inne diody LED, składają się z kilku kluczowych elementów i materiałów, które współpracują w celu uzyskania żółtego światła. Główne elementy żółtej diody LED to:

A. Materiał półprzewodnikowy: serce żółtej diody LED jest materiałem półprzewodnikowym, zwykle wykonanym z fosfordu arsenu galu (GAASP). Ten konkretny związek pozwala na emisję żółtego światła po zastosowaniu prądu elektrycznego.

B. PN Junction: Materiał półprzewodnikowy jest domieszkowany w celu stworzenia skrzyżowania PN. To połączenie stanowi granicę między dwoma regionami materiału półprzewodnikowego, a mianowicie regionu typu p i regionu typu N. Złącze PN powstaje poprzez wprowadzenie zanieczyszczeń do materiału półprzewodnikowego, tworząc nadwyżkę ładunków dodatnich (typu p) lub ładunków ujemnych (typu N) w określonych regionach.

C. Elektrody: Złącze PN jest podłączone do dwóch elektrod, anody (dodatniej) i katody (ujemnych). Elektrody te są zwykle wykonane ze stopów metali, takich jak złoto, srebro lub aluminium, i pozwalają na przepływ prądu przez diodę LED.

D. Enkapsulacja: w celu ochrony delikatnego materiału półprzewodnikowego i zapewnienia jego długowieczności, żółte diody LED są zwykle kapsułkowane w przezroczystym lub półprzezroczystym opakowaniu z żywicy epoksydowej lub silikonu. Ten pakiet działa również jako obiektyw, skupiając się i kierując emitowanym światłem w określonym kierunku.

Funkcja żółtych diod LED

Żółte diody LED działają na zasadzie elektroluminescencji, która jest emisją światła, gdy prąd elektryczny przechodzi przez materiał półprzewodnikowy. Funkcję żółtych diod LED można wyjaśnić w następujących krokach:

A. Przewodnictwo do przodu: Gdy napięcie jest nakładane przez złącze PN żółtej diody LED w kierunku do przodu (napięcie dodatnie przyłożone do anody i napięcie ujemne przyłożone do katody), tworzy odchylenie do przodu. To uprzedzenie umożliwia przepływ prądu przez diodę LED.

B. Rekombinacja: Gdy prąd przepływa przez połączenie PN, elektrony z regionu typu N i otwory z regionu typu P zaczynają łączyć lub rekombinację w pobliżu połączenia PN. Ten proces rekombinacji uwalnia energię w postaci fotonów.

C. Emisja światła żółtego: specyficzna opaska energii galu arsenowego fosforowego (GAASP) materiał półprzewodnikowy określa długość fali emitowanego światła. W przypadku żółtych diod LEDGAP energii odpowiada zakresowi długości fali od około 570 do 590 nanometrów, co powoduje emisję żółtego światła.

D. Wydajność kwantowa: Wydajność przekształcania energii elektrycznej w światło jest ważną cechą żółtych diod LED. Wydajność kwantowa odnosi się do odsetka elektronów i otworów, które rekombinują w celu emisji światła. Wyższa wydajność kwantowa wskazuje na bardziej wydajną emisję światła i mniejszą utratę energii w postaci ciepła.

mi. Kierunkowość: pakiet enkapsulacji żółtej diody LED odgrywa znaczącą rolę w określaniu kierunkowości emitowanego światła. Kształt, rozmiar i konstrukcja opakowania wpływają na kąt, pod którym emitowane jest światło, umożliwiając lepszą kontrolę i skoncentrowane oświetlenie.

Zastosowania żółtych diod LED

Żółte diody LED znajdują szeroki zakres zastosowań ze względu na ich unikalne cechy i wszechstronność. Niektóre z typowych aplikacji obejmują:

A. Sygnały drogowe: Żółte diody LED są szeroko stosowane w światłach sygnałowych, zapewniając jasne i widoczne wskaźniki dla kierowców i pieszych. Wysoka jasność, niskie zużycie energii i długa żywotność żółtych diod LED sprawiają, że są one idealnym wyborem do zastosowań sygnałowych.

B. Urządzenia elektroniczne: Żółte diody LED występują powszechnie w różnych urządzeniach elektronicznych, w tym urządzeniach, elektronice użytkowej i sprzęcie przemysłowym. Służą jako światła wskaźnika, wyświetlając status operacyjny lub zapewniają wizualne informacje zwrotne dla interakcji użytkownika.

C. Panele wyświetlacze: Żółte diody LED są używane w wyświetlaczach i ekranach, takich jak płyty macierzy LED, wyświetlacze alfanumeryczne i wyświetlacze siedmioprzyóstkowe. Oferują doskonałą widoczność, ostry kontrast i efektywność energetyczną, dzięki czemu są odpowiednie do zastosowań, od małych wyświetlaczy elektronicznych po oznakowanie na dużą skalę.

D. Oświetlenie samochodowe: Żółte diody LED są stosowane w systemach oświetlenia samochodowego, takich jak sygnały turowe, światła hamulca i oświetlenie wewnętrzne. Zwiększają widoczność, bezpieczeństwo i estetykę, jednocześnie spożywając mniejszą moc w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami.

mi. Oświetlenie dekoracyjne: ciepłe i żywe żółte światło emitowane przez żółte diody LED jest powszechnie stosowane w dekoracyjnych aplikacjach oświetlenia. Mogą one obejmować dekoracje świąteczne, oświetlenie zewnętrzne, oświetlenie architektoniczne i kreatywne instalacje oświetlenia.

F. Sprzęt medyczny: Żółte diody LED są również stosowane w sprzęcie medycznym, takich jak urządzenia diagnostyczne, oświetlenie chirurgiczne i sprzęt terapeutyczny. Dokładne renderowanie kolorów i regulowana intensywność żółtych diod LED sprawiają, że są odpowiednie do różnych zastosowań medycznych.

G. Oświetlenie ogrodnicze: W ostatnich latach żółte diody LED znalazły zastosowania w systemach oświetlenia ogrodnictwa. Specyficzny zakres długości fali emitowany przez żółte diody LED może stymulować wzrost roślin, kwitnienie i owocowanie, czyniąc je przydatnymi w ogrodnictwie wewnętrznym i uprawie komercyjnej.

Zalety i ograniczenia żółtych diod LED

Żółte diody LED oferują kilka zalet w zakresie tradycyjnych technologii oświetlenia, w tym:

A. Efektywność energetyczna: Żółte diody LED są bardzo energooszczędne, przekształcając znaczną część energii elektrycznej na światło widzialne. Wymagają one niższego zużycia energii w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami, co powoduje obniżone koszty energii elektrycznej i mniejszy ślad węglowy.

B. Długa żywotność: Żółte diody LED mają dłuższą żywotność w porównaniu z żarówkami do żarówek lub fluorescencyjnych. Przy średniej długości długości długości od 25 000 do 50 000 godzin żółte diody LED wymagają rzadszej wymiany, zmniejszając koszty utrzymania i niedogodności.

C. Natychmiastowe włączanie/wyłączenie: Żółte diody LED mają szybki czas reakcji, natychmiast włączając i wyłączając, gdy prąd jest zastosowany lub usunięty. Ta funkcja sprawia, że ​​są odpowiednie do aplikacji wymagających szybkiej i precyzyjnej kontroli oświetlenia.

D. Trwałość: Żółte diody LED są bardziej solidne i odporne na wstrząsy, wibracje i zmiany temperatury w porównaniu z tradycyjnymi źródłami oświetleniowymi. Są mniej podatne na uszkodzenia, dzięki czemu są odpowiednie do wytrzymałych środowisk i zastosowań na zewnątrz.

mi. Elastyczność projektowania: żółte diody LED są dostępne w różnych kształtach, rozmiarach i pakietach, umożliwiając elastyczność projektowania w różnych aplikacjach. Można je łatwo zintegrować z kompaktowymi i złożonymi obwodami elektronicznymi lub oprawami oświetleniowymi.

Pomimo licznych zalet żółte diody LED mają kilka ograniczeń:

A. Wąskie spektrum: żółte diody LED emitują światło w określonym zakresie długości fali, co powoduje stosunkowo wąskie spektrum w porównaniu do źródeł białych światła. Ograniczenie to ogranicza ich zastosowanie w aplikacjach wymagających szerszego zakresu kolorów lub dokładnej reprodukcji kolorów.

B. Niższe efektywność świetlistą: Żółte diody LED zwykle mają niższą wydajność świetlistą w porównaniu do białych diod LED. Konwersja energii elektrycznej na światło widzialne nie jest tak wydajne, co może skutkować niższym ogólnym poziomem jasności.

C. Koszt: Chociaż koszt żółtych diod LED znacznie spadł na przestrzeni lat, są one nadal stosunkowo droższe niż konwencjonalne opcje oświetlenia. Jednak długa żywotność i efektywność energetyczna żółtych diod LED często komponuje początkową inwestycję.

Przyszłe osiągnięcia i badania

Pole technologii LED stale się rozwija, a naukowcy stale badają nowe materiały, struktury i techniki produkcyjne w celu poprawy wydajności, jasności i zakresu kolorów diod LED. Niektóre bieżące badania i przyszłe osiągnięcia związane z żółtymi diodami LED obejmują:

A. Ulepszenie wydajności: naukowcy starają się opracować nowe materiały półprzewodników oraz optymalizować projekt i strukturę diod LED w celu poprawy ich wydajności kwantowej. Badanie ma na celu zwiększenie konwersji energii elektrycznej w światło i zmniejszenie strat energii.

B. Renderowanie kolorów: Wskaźnik renderowania kolorów (CRI) jest miarą tego, jak dokładnie źródło światła odtwarza kolory obiektów w porównaniu do naturalnego światła. Naukowcy pracują nad poprawą CRI żółtych diod LED, aby osiągnąć lepszą wierność kolorów i dokładniejszą reprodukcję kolorów.

C. Szerszy zakres kolorów: podczas gdy żółte diody LED emitują światło w określonym zakresie długości fali, naukowcy badają rozwój diod LED, które mogą emitować światło w szerszym spektrum kolorów. Może to otworzyć nowe możliwości projektowania oświetlenia, wyświetlaczy i aplikacji wizualnych.

D. Inteligentne oświetlenie: Integracja żółtych diod LED z technologią inteligentnych oświetleniowych i technologii Internetu rzeczy (IoT) jest obszarem aktywnych badań. Obejmuje to opracowanie urządzeń LED, które można kontrolować zdalnie, dynamicznie zmieniać kolor i intensywność oraz oddziaływać z innymi urządzeniami lub czujnikami.

mi. Elastyczne i organiczne diody LED: Rozwój elastycznych i organicznych diod LED to kolejny obszar zainteresowania badaniami LED. Elastyczne żółte diody LED można zintegrować z zakrzywionymi powierzchniami, urządzeniami do noszenia i niekonwencjonalnymi aplikacjami oświetleniowymi. Organiczne żółte diody LED, oparte na związkach organicznych, oferują potencjał tanich, dużych roztworów oświetleniowych.

Podsumowując, żółte diody LED to urządzenia półprzewodników, które emitują żółte światło, gdy przechodzi przez nie prąd elektryczny. Składają się one z połączenia PN wykonanego z fosfordu arsenu galu (GAASP), zamkniętej w pakiecie ochronnym. Żółte diody LED znajdują aplikacje w sygnałach drogowych, urządzeniach elektronicznych, wyświetlaczach, oświetleniu motoryzacyjnym, oświetleniu dekoracyjnym, sprzęcie medycznym i oświetleniu ogrodniczym. Oferują takie zalety, jak efektywność energetyczna, długa żywotność, szybki czas reakcji, trwałość i elastyczność projektowania. Trwające badania mają na celu poprawę wydajności, renderowania kolorów i rozszerzenie zakresu kolorów żółtych diod LED, a także odkrywanie nowych możliwości w inteligentnym oświetleniu, elastycznych diod LED i organicznych diod LED. Żółte diody LED nadal odgrywają istotną rolę w dziedzinie oświetlenia i wyświetlaczy, przyczyniając się do ochrony energii, innowacji i estetyki wizualnej.