Základný princíp a použitie červených LED diódy

Základný princíp a použitie červených LED diódy

Diódy emitujúce svetlo (LED žiarovky) revolúciou v osvetľovacom priemysle s energetickou účinnosťou, dlhou životnosťou a všestrannosťou. Medzi rôznymi dostupnými farbami majú červené LED diódy špeciálne miesto kvôli svojim jedinečným vlastnostiam a rozšíreným aplikáciám. Cieľom tohto článku je ponoriť sa do základného princípu za červenými LED, ich konštrukciou a preskúmať ich rozmanité využitie v rôznych oblastiach.
Oddiel 1: Základný princíp červenej LED (zahŕňajú červené LED SMD LED a červené LED diery)
1.1 Polovodičová fyzika:
Aby sme pochopili princíp červených LED (625 NM LED, 635 NM LED), musíme najprv pochopiť základy polovodičovej fyziky. Polovodiče sú materiály, ktoré majú elektrickú vodivosť medzi vodičmi (ako sú kovy) a nevody (napríklad izolátory). Správanie polovodičov sa riadi pohybom elektrónov v ich atómovej štruktúre.

1.2 Križovatka PN:
Kľúčovou súčasťou LED je križovatka PN. Vytvára sa spojením dvoch rôznych typov polovodičov: typu p (pozitívny) a N-typ (negatívny). Polovodič typu p má prebytok kladných nosičov náboja (otvory), zatiaľ čo polovodič typu N má prebytok záporných nosičov náboja (elektróny).
1.3 elektroluminiscencia:
Ak sa na križovatke PN aplikuje napätie vpred, elektróny z oblasti N a otvory z oblasti typu p sa kombinujú na križovatke a uvoľňujú energiu vo forme fotónov. Tento jav je známy ako elektroluminiscencia. Energia emitovaných fotónov určuje farbu LED.

Oddiel 2: Konštrukcia červených LED diódy
2.1 použité materiály:
Červené LED sú typicky skonštruované pomocou kombinácie arzenidu gallium (GAAS) a hliníkového gália arzenidu (rialy). Tieto materiály ponúkajú vhodné energetické bandgap na emisie červeného svetla.
2.2 Výroba epitaxie a oblátok:
Proces epitaxie zahŕňa pestovanie tenkej vrstvy polovodičového materiálu na substráte. V prípade červených LED sa epitaxia vykonáva na substráte arzenidu gália. Táto vrstva sa potom vylepšuje, aby sa vytvorila jednotlivé LED čipy.
2,3 PN Formation Junction:
Prostredníctvom procesu dopingu sa do polovodičového materiálu zavádzajú nečistoty, aby sa vytvorili regióny P a N. Oblasť P je dotovaná prvkami ako hliník, zatiaľ čo N Región je dotovaný prvkami ako kremík.

2.4 Kovové kontakty a zapuzdrenie:
Kovové kontakty sa pridávajú do oblastí P a N, aby sa umožnili elektrické pripojenia. LED čip sa potom zapuzdruje priehľadnou epoxidovou živicou, čím sa zabezpečuje ochrana a vylepšuje výstup svetla.
Oddiel 3: Použitie červených LED diódy
3.1 Svetlá indikátora:
Jednou z najbežnejších aplikácií červených LED je ako indikátorové svetlá. Všeobecne sa používajú v spotrebnej elektronike, ako sú televízory, domáce spotrebiče a automobilové dashboardy. Nízka spotreba energie, kompaktná veľkosť a dlhá životnosť spôsobujú, že pre tieto aplikácie ideálne červené LED diódy.
3.2 Dopravné signály:
Červené LED sa vo veľkej miere používajú v dopravných signáloch kvôli ich vysokej viditeľnosti a spoľahlivosti. Jasne červené svetlo emitované týmito LED diódami zaisťuje jasnú viditeľnosť aj v nepriaznivých poveternostných podmienkach. Ich nízka spotreba energie navyše znižuje náklady na energiu a požiadavky na údržbu.

3.3 Reklama a značenie:
Červené LED sa používajú v reklamných a značkových displejoch, aby sa pritiahli pozornosť a efektívne sprostredkovali správy. Vďaka žiarivej farbe a schopnosti vytvárať dynamické osvetľovacie efekty ich robia obľúbenými na použitie v billboardoch, značkách ukladania a rozsiahlych displejov.
3.4 lekárske aplikácie:
Červené LED diódy nájdu aplikácie v rôznych lekárskych oblastiach. Používajú sa pri fotodynamickej terapii na liečbu určitých typov rakoviny, ako aj pri laserovej terapii na nízkej úrovni pri liečbe bolesti a hojeniu rán. Vďaka neinvazívnej povahe červených LED ich robí cennými pri lekárskych ošetreniach.
3,5 záhradnícke osvetlenie:
Červené LED diódy zohrávajú rozhodujúcu úlohu v systémoch osvetlenia záhradníctva. Rastliny vyžadujú špecifické vlnové dĺžky svetla pre optimálny rast a fotosyntézu. Červené LED diódy emitujú svetlo v rozsahu 600-700 nm, čo je nevyhnutné na stimuláciu rastu rastlín, kvitnutia a plodenia.

3.6 Optická komunikácia:
Červené LED sa používajú v optických komunikačných systémoch, najmä v aplikáciách s krátkym dosahom, ako je prenos optických údajov medzi zariadeniami. Ich kompaktná veľkosť, nízke náklady a kompatibilita s optickými vláknami ich robia vhodné pre tieto aplikácie.
3,7 Nočné videnie zariadení:
Červené LED sa používajú v zariadeniach Night Vision, ako sú okuliare Night Vision a rozsahy. Červené svetlo emitované týmito LED diódami je menej pravdepodobné, že naruší nočné videnie používateľa v porovnaní s inými farbami. Červené LED diódy majú tiež dlhšiu výdrž batérie, vďaka čomu sú ideálne na predĺženie.
Záver:
Červené LED sa stali nevyhnutnou súčasťou nášho každodenného života a hľadali aplikácie v širokej škále polí. Pochopenie základného princípu ich prevádzky a výstavby nám umožňuje oceniť ich efektívnosť, trvanlivosť a všestrannosť. Ako technológia pokračuje v postupe, červená