Jak działa dioda elektroluminescencyjna?

Dioda elektroluminescencyjna składa się z wielu warstw materiału półprzewodnikowego. Przy przepływie przez diodę prądu w kierunku przewodzenia wytwarzane jest światło w cienkiej warstwie, tzn. warstwie aktywnej. W przeciwieństwie do żarówek, które emitują pełne spektrum, dioda elektroluminescencyjna wysyła światło o określonej barwie. Barwa światła zależy od zastosowanego materiału. Do produkcji diod elektroluminescencyjnych o dużej jasności we wszelkich barwach, od niebieskiej do czerwonej, a naweet białej (konwersja luminascencyjna), używane są dwa systemy materiałowe (AllGAP i InGaN).

 

Skuteczność świetlna diod elektroluminescencyjnych bardzo wzrosła i wynosi obecnie - w zależności od barwy - ponad 20 lm/W. Osiągnięto to w wyniku zastosowania nowoczesnej technologii i zachowania wysokiej jakości produkcji.

Formy korpusów LED
Typowe wymiary diody elektroluminescencyjnej wynoszą kilkaset mikrometrów. Aby ułatwić podłączenie elektryczne i zabezpieczenie diod LED przed wpływem środowiska, wbudowane są one w korpus. Istnieją dwie podstawowe klasy korpusów:

• korpus THT (through-hole technology)
• korpus SMT (surface mount technology)

Korpus THT
Te formy korpusu lutowane są techniką "through-hole" na płycie okablowanej. Najczęściej stosowany jest 5-mm korpus radialny. Chip LED znajduje się w reflektorze połączonym w przewodem katody. Drucik metalowy stanowi połaczenie elektryczne z anodą. Światło przechodzi przez soczewkę wbudowaną w korpus. Charakterystyka emisji światła zależy od odległości między chipem a soczewką oraz od kształtu soczewki.

Korpus SMT
Ten nowoczesny typ korpusu zbudowany jest z tworzywa sztucznego i służy jednocześnie jako reflektor. Chip LED znajduje się w zagłębieniu. W celu poprawy rozsyłu światła i zabezpieczenia chipu LED przed wpływami środowiska, zagłębienie wypełnione jest żywicą epoksydową. Elementy SMT mogą być montowane jako wysokiej jakości korpusy w formie "through-hole".

Parametry elektryczne
Najwyższa jasność uzyskiwana jest przy zasilaniu prądem stałym.Wymagane napięce w kierunku przewodzenia zależy od barwy światła diody świecącej i wynosi od 2 do 4V przy prądzie dochodzącym do 70 mA.

Jak diody wytwarzają białe światło? Do wytworzenia białego światła użyte jest promieniowanie niebieskiej diody. Dzięki odpowiedniemu doborowi luminoforu, niebieskie światło wytwarzane przez diodę zmieszane z żółtym światłem wytwarzanym przez luminofor, wytwarza promieniowanie o rozkładzie widmowym odbieranym przez oko ludzkie jako białe światło. Wskaźnik oddawania barw osiąga wartość ok. 80.

Charakterystyka:

• napięcie przewodzenia od 2 do 4 V
• prąd przewodzenia od 10 do 70 mA
• zakres długości fali od 460 do 650 nm (długość fali dominującej)
• kąt emisji światła od 15 do 120°
• zakres temperatury pracy od -40 do +100°C

Diody luxeon Luxeon to nazwa handlowa diod świecących LED dużej mocy, produkowanych przez dział Philips Lumileds Lighting Company firmy Philips. Diody Luxeon posiadają obecnie moce 1, 3 lub 5 watów i emitują światło białe, niebieskie, bursztynowe lub czerwone. Diody Luxeon wykorzystywane są często w latarkach, oświetlaczach punktowych i źródłach światła przeznaczonych do współpracy ze światłowodami oświetleniowymi. Obecnie wśród producentów źródeł światła daje się zauważyć wyraźny wzrost zainteresowania silnymi i wydajnymi diodami LED - wkraczają one również w nowe dla siebie obszary, takie, jak oświetlenie samochodowe.