LED ผลิตแสงในวงจรไฟฟ้าได้อย่างไร?
ในฐานะผู้จัดหาไฟฟ้าที่มีประสบการณ์ฉันได้เห็นผลกระทบการปฏิวัติของแสง - เปล่งแสงไดโอด (LED) โดยตรงในตลาดไฟฟ้า LED ได้เปลี่ยนวิธีที่เราส่องสว่างโลกของเรานำเสนอพลังงาน - มีประสิทธิภาพยาวนานยาวนานและยาวนาน แต่คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าอุปกรณ์เล็ก ๆ เหล่านี้ผลิตแสงภายในวงจรไฟฟ้าได้อย่างไร? ในบล็อกนี้เราจะเจาะลึกวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจเบื้องหลังการผลิตไฟ LED
พื้นฐานของไดโอด
เพื่อให้เข้าใจว่า LED ทำงานอย่างไรก่อนอื่นเราต้องเข้าใจแนวคิดของไดโอด ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่อนุญาตให้กระแสไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น มันมีสองขั้ว: ขั้วบวก (บวก) และแคโทด (ลบ) โครงสร้างพื้นฐานของไดโอดประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ AP - ประเภทและเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N - ร่วมกัน
ใน AP - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์มี "หลุม" หรือผู้ให้บริการประจุบวก หลุมเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มสิ่งสกปรกลงในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอิเล็กตรอนน้อยกว่าอะตอมในเซมิคอนดักเตอร์ฐาน ในทางกลับกันเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N - มีอิเล็กตรอนเกินกว่าที่จะมีสิ่งสกปรกที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าวัสดุฐาน
เมื่อ AP - Type และ N - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์ถูกนำเข้าสู่การติดต่อภูมิภาคการพร่องจะเกิดขึ้นที่ทางแยก ในภูมิภาคนี้อิเล็กตรอนจากด้าน N - ประเภทกระจายไปยังด้าน p - ประเภทเติมหลุม สิ่งนี้สร้างภูมิภาคที่มีผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายไม่กี่คนซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการไหลของกระแสภายใต้สภาวะปกติ
ส่งต่อการตั้งค่า LED
สำหรับ LED เพื่อผลิตแสงจะต้องมีการส่งต่อ - ลำเอียง การส่งต่อการส่งต่อหมายถึงการใช้แรงดันไฟฟ้าบวกกับขั้วบวกและแรงดันไฟฟ้าลบกับแคโทด เมื่อแรงดันไปข้างหน้าเพียงพอถูกนำไปใช้กับ LED มันจะเอาชนะอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นของภูมิภาคพร่อง
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะผลักอิเล็กตรอนจากเซมิคอนดักเตอร์ประเภท N - ไปทาง p - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์และหลุมจากประเภท p - ไปทาง N - ประเภท เมื่ออิเล็กตรอนและหลุมพบกันที่ทางแยกพวกเขารวมตัวกันอีกครั้ง
อิเล็กตรอน - การรวมตัวกันใหม่ของหลุมและการปล่อยแสง
กุญแจสำคัญในการผลิตแสงใน LED อยู่ในกระบวนการของการรวมตัวกันของอิเล็กตรอน - รู เมื่ออิเล็กตรอนตกอยู่ในรูระหว่างการรวมตัวกันใหม่มันจะเคลื่อนที่จากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า ตามกฎหมายของกลศาสตร์ควอนตัมพลังงานส่วนเกินของอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอน
พลังงานของโฟตอนกำหนดความยาวคลื่นซึ่งจะกำหนดสีของแสง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันใช้ในการผลิต LED ที่มีสีต่างกัน ตัวอย่างเช่น Gallium Arsenide Phosphide (GAASP) สามารถใช้กับ LED สีแดงและสีเหลืองในขณะที่ Indium Gallium Nitride (Ingan) มักใช้สำหรับ LED สีน้ำเงินและสีเขียว
สีของแสงที่ปล่อยออกมาโดย LED เกี่ยวข้องโดยตรงกับ bandgap พลังงานของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ bandgap พลังงานคือความแตกต่างของพลังงานระหว่างแถบวาเลนซ์ (ที่มีหลุมอยู่) และแถบการนำไฟฟ้า (ที่อิเล็กตรอนตั้งอยู่) bandgap ที่ใหญ่กว่าส่งผลให้เกิดการปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่าสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่สั้นกว่า (เช่นแสงสีน้ำเงินหรือสีม่วง) ในทางกลับกัน bandgap ขนาดเล็กนำไปสู่การปล่อยโฟตอนด้วยพลังงานที่ต่ำกว่าและความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น (เช่นแสงสีแดง)
บทบาทของกระแสไฟฟ้า
ปริมาณของแสงที่เกิดจาก LED นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่าน LED มากขึ้นอิเล็กตรอนและรูรวมตัวกันอีกครั้งที่ทางแยกส่งผลให้เกิดการปล่อยโฟตอนและแสงที่สว่างขึ้นมากขึ้น
อย่างไรก็ตามเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่ามีข้อ จำกัด ในปริมาณของกระแสไฟ LED สามารถจัดการได้ เกินขีด จำกัด นี้อาจทำให้ LED ร้อนเกินไปและล้มเหลวในที่สุด นี่คือเหตุผลที่กระแส - ตัวต้านทาน จำกัด มักใช้ในวงจร LED ตัวต้านทานที่ จำกัด ปัจจุบันเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมกับ LED เพื่อควบคุมปริมาณของกระแสไหลผ่านและป้องกัน LED จากความเสียหาย
ประสิทธิภาพของ LED
หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของไฟ LED เหนือหลอดไส้แบบดั้งเดิมและไฟฟลูออเรสเซนต์คือประสิทธิภาพสูง หลอดไส้สร้างแสงโดยการให้ความร้อนเส้นใยจนกว่ามันจะเรืองแสง อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่ของพลังงานที่ใช้โดยหลอดไส้ถูกสูญเปล่าเป็นความร้อน ไฟฟลูออเรสเซนต์มีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไส้ แต่ก็ยังมีการสูญเสียพลังงานบางอย่างเนื่องจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงอัลตราไวโอเลตและจากนั้นเป็นแสงที่มองเห็นได้
LED ในทางกลับกันจะเปลี่ยนเปอร์เซ็นต์พลังงานไฟฟ้าที่สูงขึ้นเป็นแสงโดยตรง นี่เป็นเพราะกระบวนการของอิเล็กตรอน - การรวมตัวกันอีกครั้งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการผลิตแสง ประสิทธิภาพสูงของ LED ไม่เพียง แต่ช่วยประหยัดพลังงาน แต่ยังช่วยลดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นประโยชน์ต่ออายุการใช้งานของ LED และการใช้พลังงานโดยรวมของระบบแสง
แอปพลิเคชันของ LED
คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของ LED ได้นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่างๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ LED ใช้สำหรับไฟหน้าไฟท้ายและแสงภายใน พวกเขามีทัศนวิสัยที่ดีขึ้นอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและการใช้พลังงานลดลงเมื่อเทียบกับระบบไฟส่องสว่างยานยนต์แบบดั้งเดิม
ในภาคอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภค LED จะใช้ในการแสดงเช่นในสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและโทรทัศน์ ความสามารถในการผลิตสีที่แตกต่างกันและความเข้มสูงทำให้ LED เหมาะสำหรับการสร้างจอแสดงผลที่มีประสิทธิภาพและพลังงาน
ในสนามของแสงทั่วไป LED จะแทนที่แหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิมอย่างรวดเร็ว พวกเขาใช้ในบ้านสำนักงานถนนและอาคารสาธารณะ อายุการใช้งานที่ยาวนานของพวกเขาหมายถึงการทดแทนบ่อยครั้งและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของพวกเขาส่งผลให้ประหยัดต้นทุนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป
การนำเสนอผลิตภัณฑ์ของเรา
ในฐานะซัพพลายเออร์ไฟฟ้าเรานำเสนอส่วนประกอบไฟฟ้าที่มีคุณภาพสูงหลากหลายรวมถึง LED และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้เรายังจัดหาชิ้นส่วนไฟฟ้าต่าง ๆ สำหรับยานพาหนะ Scania เช่นScania Lever 2039141, 2824093, 2824094-Scania 1858199 17725514 สวิตช์, และScania 1435679 2388630-
ผลิตภัณฑ์ของเรามาจากผู้ผลิตที่เชื่อถือได้และได้รับการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพและความทนทานของพวกเขา ไม่ว่าคุณกำลังมองหาส่วนประกอบสำหรับโครงการแสงหรือชิ้นส่วนไฟฟ้าสำหรับยานพาหนะของคุณเรามีวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมสำหรับคุณ
ติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อ
หากคุณมีความสนใจในการซื้อไฟ LED หรือผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ของเราเราขอเชิญคุณติดต่อเราสำหรับการอภิปรายโดยละเอียด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการค้นหาผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ เราสามารถให้ข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ข้อมูลราคาและการสนับสนุนทางเทคนิค มาทำงานร่วมกันเพื่อนำโซลูชั่นไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและคุณภาพสูงมาสู่โครงการของคุณ
การอ้างอิง
- Streetman, BG, & Banerjee, S. (2006) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของโซลิดสเตต Prentice Hall
- SZE, SM, & NG, KK (2007) ฟิสิกส์ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ Wiley - Interscience
