LED زرد چیست؟

LED زرد چیست ؟

LED های زرد دستگاه های نیمه هادی هستند که وقتی جریان الکتریکی از طریق آنها عبور می کند ، نور زرد ساطع می کنند ، برخی از افراد نیز آن را به عنوان 590 نیوتن متر LED نامگذاری می کنند. LED زرد می تواند از نوع LED SMD و لامپ های LED باشد و در بسته LED SMD ، می توانیم آن را با نوع LED گنبدی تهیه کنیم. آنها یکی از رایج ترین LED ها هستند که انواع مختلفی از برنامه ها را در زمینه های مختلف از جمله الکترونیک ، روشنایی ، نمایشگرها و موارد دیگر ارائه می دهند. در این راهنمای جامع ، ترکیب و عملکرد LED های زرد را با جزئیات کامل بررسی خواهیم کرد.

ترکیب LED های زرد

LED های زرد ، مانند سایر LED ها ، شامل چندین مؤلفه و مواد اصلی هستند که برای تولید نور زرد با هم کار می کنند. اجزای اصلی یک LED زرد عبارتند از:

آ. ماده نیمه هادی: قلب یک LED زرد یک ماده نیمه هادی است که به طور معمول از فسفید گالیم آرسنید (GAASP) ساخته شده است. این ترکیب خاص امکان انتشار نور زرد را هنگام استفاده از جریان الکتریکی فراهم می کند.

ب. PN Junction: ماده نیمه هادی برای ایجاد یک اتصال PN دوپ شده است. این اتصال مرز بین دو منطقه از ماده نیمه هادی ، یعنی منطقه P از نوع P و منطقه N نوع را تشکیل می دهد. محل اتصال PN با معرفی ناخالصی ها در ماده نیمه هادی ، ایجاد بیش از حد مثبت (نوع P) یا بار منفی (نوع N) در مناطق خاص تشکیل می شود.

ج. الکترودها: محل اتصال PN به دو الکترود ، یک آند (مثبت) و یک کاتد (منفی) وصل می شود. این الکترودها به طور معمول از آلیاژهای فلزی مانند طلا ، نقره یا آلومینیوم ساخته شده اند و امکان جریان جریان را از طریق LED فراهم می کنند.

د. محاصره: برای محافظت از مواد نیمه هادی ظریف و اطمینان از طول عمر آن ، LED های زرد معمولاً در یک بسته شفاف یا شفاف ساخته شده از رزین اپوکسی یا سیلیکون محصور می شوند. این بسته همچنین به عنوان یک لنز عمل می کند و نور ساطع شده را در یک جهت خاص متمرکز و هدایت می کند.

عملکرد LED های زرد

LED های زرد بر اساس اصل الکترولومینسانس کار می کنند ، که هنگام عبور از یک جریان الکتریکی از یک ماده نیمه هادی ، انتشار نور است. عملکرد LED های زرد را می توان در مراحل زیر توضیح داد:

آ. تعصب رو به جلو: هنگامی که یک ولتاژ در طول محل اتصال PN از یک LED زرد در جهت رو به جلو اعمال می شود (ولتاژ مثبت اعمال شده به آند و ولتاژ منفی اعمال شده در کاتد) ، یک تعصب رو به جلو ایجاد می کند. این تعصب اجازه جریان جریان را از طریق LED می دهد.

ب. نوترکیب: با جریان جریان از طریق محل اتصال PN ، الکترونهای منطقه از نوع N و سوراخ های منطقه P از نوع P شروع به ترکیب یا نوترکیب در نزدیکی محل اتصال PN می کنند. این فرآیند نوترکیبی انرژی را به شکل فوتون ها آزاد می کند.

ج. انتشار نور زرد: باند انرژی خاص از مواد نیمه هادی گالیم آرسنید فسفید (GAASP) طول موج نور ساطع شده را تعیین می کند. در مورد LED های زرد ، باند انرژی با دامنه طول موج تقریباً 570 تا 590 نانومتر مطابقت دارد و در نتیجه انتشار نور زرد ایجاد می شود.

د. راندمان کوانتومی: کارآیی تبدیل انرژی الکتریکی به نور ویژگی مهمی از LED های زرد است. راندمان کوانتومی به درصد الکترون ها و سوراخ هایی که برای انتشار نور نوترکیب می شوند ، اشاره دارد. راندمان کوانتومی بالاتر نشانگر انتشار نور کارآمدتر و از بین رفتن انرژی کمتری در قالب گرما است.

ه. هدایت: بسته محصور سازی LED زرد نقش مهمی در تعیین جهت پذیری نور ساطع شده دارد. شکل ، اندازه و طراحی بسته بر زاویه ای که در آن نور ساطع می شود تأثیر می گذارد و امکان کنترل بهتر و روشنایی متمرکز را فراهم می کند.

برنامه های LED های زرد

LED های زرد به دلیل ویژگی های منحصر به فرد و تطبیق پذیری ، طیف گسترده ای از برنامه ها را پیدا می کنند. برخی از برنامه های متداول عبارتند از:

آ. سیگنال های راهنمایی و رانندگی: LED های زرد به طور گسترده در چراغ های سیگنال ترافیک استفاده می شوند و شاخص های روشن و قابل مشاهده را برای رانندگان و عابران پیاده ارائه می دهند. روشنایی بالا ، مصرف کم مصرف و طول عمر طولانی LED های زرد آنها را به یک انتخاب ایده آل برای برنامه های سیگنال راهنمایی و رانندگی تبدیل می کند.

ب. دستگاه های الکترونیکی: LED های زرد معمولاً در دستگاه های مختلف الکترونیکی از جمله لوازم ، لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات صنعتی یافت می شوند. آنها به عنوان چراغ های نشانگر ، نمایش وضعیت عملیاتی یا ارائه بازخورد بصری برای تعامل کاربر عمل می کنند.

ج. پانل های نمایش: LED های زرد در نمایشگرها و صفحه نمایش مانند تابلوهای ماتریس LED ، نمایشگرهای الفبایی و نمایشگرهای هفت بخش استفاده می شوند. آنها دید عالی ، کنتراست شدید و بهره وری انرژی را ارائه می دهند ، و آنها را برای برنامه های کاربردی از نمایشگرهای الکترونیکی کوچک تا علائم در مقیاس بزرگ مناسب می کند.

د. روشنایی خودرو: LED های زرد در سیستم های روشنایی خودرو مانند سیگنال های نوبت ، چراغ ترمز و روشنایی داخلی استفاده می شوند. آنها در حالی که در مقایسه با لامپ های رشته ای سنتی ، قدرت کمتری مصرف می کنند ، دید ، ایمنی و زیبایی شناسی را افزایش می دهند.

ه. نورپردازی تزئینی: نور زرد گرم و پر جنب و جوش که توسط LED های زرد ساطع می شود ، در برنامه های روشنایی تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد. این موارد می تواند شامل تزئینات تعطیلات ، نورپردازی در فضای باز ، روشنایی معماری و تاسیسات روشنایی خلاق باشد.

f. تجهیزات پزشکی: LED های زرد نیز در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه های تشخیصی ، روشنایی جراحی و تجهیزات درمانی استفاده می شود. ارائه دقیق رنگ و شدت قابل تنظیم LED های زرد آنها را برای کاربردهای مختلف پزشکی مناسب می کند.

گرم. روشنایی باغبانی: در سالهای اخیر ، LED های زرد کاربردی در سیستم های روشنایی باغبانی پیدا کرده اند. دامنه طول موج خاص ساطع شده توسط LED های زرد می تواند رشد گیاه ، گلدهی و میوه را تحریک کند و آنها را در باغبانی داخلی و کشت تجاری مفید کند.

مزایا و محدودیت های LED های زرد

LED های زرد چندین مزیت نسبت به فن آوری های سنتی روشنایی ، از جمله:

آ. بهره وری انرژی: LED های زرد بسیار کارآمد هستند و بخش قابل توجهی از انرژی الکتریکی را به نور مرئی تبدیل می کنند. آنها در مقایسه با لامپ های رشته ای سنتی نیاز به مصرف انرژی کمتری دارند و در نتیجه باعث کاهش هزینه های برق و ردپای کربن کوچکتر می شوند.

ب. طول عمر طولانی: LED های زرد در مقایسه با لامپ های رشته ای یا فلورسنت طول عمر بیشتری دارند. با متوسط ​​طول عمر 25000 تا 50،000 ساعت ، LED های زرد نیاز به تعویض مکرر ، کاهش هزینه های نگهداری و ناراحتی دارند.

ج. روشن/خاموش فوری: LED های زرد زمان پاسخ سریع دارند ، هنگام استفاده یا حذف جریان ، فوراً روشن و خاموش می شوند. این ویژگی باعث می شود آنها برای برنامه هایی که نیاز به کنترل سریع و دقیق روشنایی دارند ، مناسب باشد.

د. دوام: LED های زرد در مقایسه با منابع روشنایی سنتی در برابر شوک ها ، لرزش ها و تغییرات دما مقاوم تر و مقاوم تر هستند. آنها کمتر مستعد آسیب هستند و آنها را برای محیط های ناهموار و برنامه های کاربردی در فضای باز مناسب می کنند.

ه. انعطاف پذیری طراحی: LED های زرد در اشکال ، اندازه ها و بسته های مختلف وجود دارند و امکان انعطاف پذیری طراحی در برنامه های مختلف را فراهم می کنند. آنها می توانند به راحتی در مدارهای الکترونیکی جمع و جور و پیچیده یا وسایل روشنایی ادغام شوند.

علی رغم مزایای بی شماری ، LED های زرد چند محدودیت دارند:

آ. طیف باریک: LED های زرد نور در یک محدوده طول موج خاص ساطع می کنند ، و در نتیجه یک طیف نسبتاً باریک در مقایسه با منابع نور سفید ایجاد می شود. این محدودیت استفاده از آنها را در برنامه هایی که به محدوده رنگ وسیع تری یا تولید مثل دقیق رنگ نیاز دارند ، محدود می کند.

ب. راندمان درخشان پایین تر: LED های زرد به طور کلی راندمان درخشان کمتری در مقایسه با LED های سفید دارند. تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی به اندازه کارآمد نیست ، که می تواند منجر به پایین آمدن میزان روشنایی کلی شود.

ج. هزینه: در حالی که هزینه LED های زرد در طی سالها به میزان قابل توجهی کاهش یافته است ، اما هنوز هم نسبتاً گران تر از گزینه های روشنایی معمولی هستند. با این حال ، طول عمر و بهره وری انرژی LED های زرد اغلب سرمایه گذاری اولیه را جبران می کند.

تحولات و تحقیقات آینده

زمینه فناوری LED به طور مداوم در حال تحول است و محققان دائماً در حال بررسی مواد ، ساختارها و تکنیک های جدید برای بهبود کارآیی ، روشنایی و محدوده رنگ LED ها هستند. برخی از تحقیقات مداوم و تحولات آینده مربوط به LED های زرد شامل موارد زیر است:

آ. تقویت کارآیی: دانشمندان در تلاشند تا مواد نیمه هادی جدید را توسعه دهند و طراحی و ساختار LED ها را برای بهبود راندمان کوانتومی خود بهینه کنند. این تحقیق با هدف تقویت تبدیل انرژی الکتریکی به نور و کاهش تلفات انرژی انجام شده است.

ب. رندر رنگ: شاخص رندر رنگ (CRI) معیاری است که چگونه یک منبع نور با دقت تولید رنگ اشیاء را در مقایسه با نور طبیعی بازتولید می کند. محققان در تلاشند تا CRI LED های زرد را برای دستیابی به وفاداری رنگ بهتر و تولید مثل دقیق تر رنگ انجام دهند.

ج. محدوده رنگ وسیع تر: در حالی که LED های زرد در یک محدوده خاص طول موج نور را منتشر می کنند ، محققان در حال بررسی توسعه LED هایی هستند که می توانند نور را در یک طیف رنگی وسیع تری منتشر کنند. این می تواند امکانات جدیدی را برای طراحی روشنایی ، نمایشگرها و برنامه های بصری باز کند.

د. روشنایی هوشمند: ادغام LED های زرد با سیستم های روشنایی هوشمند و فناوری اینترنت اشیاء (IOT) زمینه ای از تحقیقات فعال است. این شامل توسعه دستگاه های LED است که می توانند از راه دور کنترل شوند ، رنگ و شدت را به صورت پویا تغییر داده و با سایر دستگاه ها یا سنسورها در تعامل باشند.

ه. LED های انعطاف پذیر و ارگانیک: توسعه LED های انعطاف پذیر و ارگانیک یکی دیگر از موارد مورد علاقه در تحقیقات LED است. LED های زرد انعطاف پذیر می توانند در سطوح خمیده ، دستگاه های پوشیدنی و برنامه های روشنایی غیر متعارف ادغام شوند. LED های زرد ارگانیک ، بر اساس ترکیبات ارگانیک ، پتانسیل راه حل های کم هزینه و کم نور را ارائه می دهند.

در پایان ، LED های زرد دستگاه های نیمه هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از طریق آنها ، نور زرد ساطع می کنند. آنها از یک اتصال PN ساخته شده از گالیم آرسنید فسفید (GAASP) تشکیل شده اند که در یک بسته محافظ محصور شده اند. LED های زرد برنامه هایی را در سیگنال های ترافیکی ، دستگاه های الکترونیکی ، نمایشگرها ، روشنایی خودرو ، روشنایی تزئینی ، تجهیزات پزشکی و روشنایی باغبانی پیدا می کنند. آنها مزایایی مانند بهره وری انرژی ، طول عمر طولانی ، زمان پاسخ سریع ، دوام و انعطاف پذیری طراحی را ارائه می دهند. تحقیقات مداوم با هدف بهبود کارآیی ، ارائه رنگ و گسترش محدوده رنگ LED های زرد و همچنین کشف امکانات جدید در روشنایی هوشمند ، LED های انعطاف پذیر و LED های ارگانیک انجام می شود. LED های زرد همچنان نقش مهمی در زمینه روشنایی و نمایشگرها دارند و به حفظ انرژی ، نوآوری و زیبایی شناسی بصری کمک می کنند.