Desarrollo histórico de las lámparas LED de bajo consumo
La parte central del diodo emisor de luz es una oblea compuesta de semiconductor tipo P y semiconductor tipo N. Hay una capa de transición entre el semiconductor tipo P y el semiconductor tipo N, llamada. unión pn. En la unión PN de algunos materiales semiconductores, cuando los portadores minoritarios inyectados se recombinan con los portadores mayoritarios, el exceso de energía se libera en forma de luz, convirtiendo así directamente la energía eléctrica en energía luminosa. Cuando se aplica un voltaje inverso a la unión PN, es difícil inyectar portadores minoritarios, por lo que no emite luz. Este tipo de diodo fabricado según el principio de electroluminiscencia inyectada se denomina diodo emisor de luz, comúnmente conocido como LED. Cuando está en el estado de funcionamiento directo (es decir, se aplica voltaje CC a ambos extremos), cuando la corriente fluye desde el ánodo al cátodo del LED, el cristal semiconductor emite luz de diferentes colores, desde ultravioleta a infrarroja, y la intensidad de La luz está relacionada con la corriente.
Al principio, los LED se utilizaban como fuentes de luz indicadoras para los instrumentos. Posteriormente, los LED de varios colores de luz se utilizaron ampliamente en semáforos y pantallas de visualización de gran superficie, lo que produjo buenos beneficios económicos y sociales. Tomemos como ejemplo el semáforo en rojo de 12 pulgadas. En los Estados Unidos, inicialmente se utilizaron como fuentes de luz lámparas incandescentes de baja eficiencia y larga duración de 140 vatios, que producían 2000 lúmenes de luz blanca. Tras pasar por el filtro rojo, se pierde el 90% de la luz, quedando sólo 200 lúmenes de luz roja. En la lámpara de nuevo diseño, Lumileds utiliza 65.438 08 fuentes de luz LED rojas, incluidas las pérdidas del circuito, consumiendo un total de 65.438 04 vatios, que pueden producir el mismo efecto de luz. Las luces de señalización de automóviles también son un área importante de aplicación de fuentes de luz LED.
Para la iluminación general, las personas necesitan fuentes de luz blanca. 1989 Se desarrolló con éxito el LED de luz blanca. Este LED está equipado con chips GaN y granate de itrio y aluminio (YAG). El chip GaN emite luz azul (λp = 465 nm, Wd = 30 nm), y el fósforo YAG sinterizado a alta temperatura que contiene Ce3 es excitado por esta luz azul y emite luz amarilla con un valor máximo de 550 nm. El sustrato LED azul se instala en una cavidad reflectante en forma de cuenco y se cubre con una fina capa de resina mezclada con YAG, de aproximadamente 200-500 nm. Parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo y la otra parte de la luz azul se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para obtener luz blanca. Para los LED de luz blanca InGaN/YAG, al cambiar la composición química del fósforo YAG y ajustar el espesor de la capa de fósforo, se puede obtener luz blanca con una temperatura de color de 3500-10000K. Este método de obtención de luz blanca a través de LED azul es muy utilizado debido a su estructura sencilla, bajo coste y alta madurez tecnológica.
En la década de 1960, científicos y técnicos desarrollaron LED basados en el principio de unión PN de semiconductores. El LED desarrollado en ese momento estaba hecho de material GaASP y el color de emisión era rojo. Después de casi 30 años de desarrollo, los LED que conocemos ahora pueden emitir luz en varios colores, como rojo, naranja, amarillo, verde y azul. Sin embargo, los LED blancos para iluminación no se han desarrollado hasta hace dos años. Aquí presentamos a los lectores los LED blancos para iluminación.