หลอดไฟ LED คืออะไร? - การออกแบบ ฟังก์ชั่น ประโยชน์และการใช้งาน
ไฟแอลอีดี
หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode) เป็นอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ปล่อยแสงตามหลักการอิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์
การปล่อยแสงอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้ากับสารที่เหมาะสมเรียกว่า อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ ทางแยกแกลเลียม-อาร์เซไนด์แบบลำเอียงไปข้างหน้าแสดงให้เห็นว่าเป็นตัวแผ่รังสีที่มีประสิทธิภาพในปี พ.ศ. 2505
เมื่อจุดแยก pn ของอิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์ถูกเอนไปข้างหน้า พลังงานบางส่วนที่สูญเสียไปจะเปลี่ยนเป็นแสง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอุปกรณ์เหล่านี้จึงเรียกอีกอย่างว่าหลอดสารกึ่งตัวนำ
การออกแบบหลอดไฟ LED
ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ต่อไปนี้ใช้ในการผลิตหลอดไฟ LED:
(เขียว/แดง) แกลเลียมฟอสไฟด์
แกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสไฟด์สีเหลือง/แดง
ไนไตรด์ของแกลเลียม (สีขาว)
ชั้นของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P วางอยู่บนชั้นของสารกึ่งตัวนำชนิด N เพื่อสร้างหลอดไฟ LED ชั้น P-type ถูกปกคลุมด้วยฟิล์มโลหะซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวกของอุปกรณ์ ในชั้น N-type จะมีการสร้างฟิล์มสีทองเพื่อให้การเชื่อมต่อแคโทด พื้นผิวด้านล่างของอุปกรณ์สะท้อนแสงด้วยฟิล์มสีทองเช่นกัน ประสิทธิภาพของหลอดไฟ LED จะเพิ่มขึ้นจากสิ่งนี้ การออกแบบพื้นฐานของหลอดไฟ LED แสดงไว้ในรูปด้านบน
การใช้หลอดไฟ LED
พาหะของประจุส่วนใหญ่เริ่มลอย โดยอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกของแหล่งกำเนิดและรูไปยังขั้วลบ เมื่อจ่ายไฟ DC ให้กับหลอด LED ภายใต้การเอนเอียงไปข้างหน้า การรวมตัวกันอีกครั้งของอิเล็กตรอนและรูที่จุดแยก PN จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของความร้อนหรือแสง ขึ้นอยู่กับว่าพาหะของประจุใดที่เกี่ยวข้อง
การรวมตัวกันอีกครั้งของอิเล็กตรอนและรูที่จุดแยก PN ทำให้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น แกลเลียมฟอสไฟด์ (GaP), แกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสไฟด์ (GaAsP), แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ฯลฯ ให้กำเนิดแสง โดยการปล่อยโฟตอนแสง อิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้จะสูญเสียพลังงาน แสงที่ปล่อยออกมาที่จุดเชื่อมต่อ PN จะถูกส่งออกไปข้างนอกหากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์โปร่งใส หลอดไฟ LED ให้แสงในลักษณะนี้
ประโยชน์ของไฟ LED
นี่คือประโยชน์ของการใช้หลอดไฟ LED:
ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำมาก
พวกเขามีขนาดเล็ก
สามารถควบคุมแสงได้ง่ายด้วยหลอด LED
หลอดไฟ LED มีความสามารถในการสลับและการควบคุมระยะไกล
หลอด LED มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 100,000 ชั่วโมง
ไฟ LED ใช้พลังงานไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยและประหยัดพลังงาน
หลอดไฟเหล่านี้มีความแข็งแรงทางกลไก
ไฟ LED ให้การแสดงสีที่ยอดเยี่ยม
เนื่องจากไม่มีวัสดุที่เป็นอันตรายในหลอดไฟเหล่านี้ จึงมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
ด้านลบของหลอดไฟ LED
ต่อไปนี้เป็นข้อเสียบางประการของการใช้ไฟ LED:
หลอด LED มีต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูง
เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ หลอดไฟ LED ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับและไวต่ออุณหภูมิ
เนื่องจากหลอดไฟ LED ต้องการแหล่งพลังงาน DC วงจรหลอดไฟจึงต้องการหน่วยแก้ไขด้วยเช่นกัน
แสงความเข้มสูงของหลอดไฟ LED มีผลกระทบต่อแมลง
การประยุกต์ใช้ไฟ LED
แอปพลิเคชันต่อไปนี้ใช้หลอดไฟ LED:
สำหรับส่องสว่างในบ้านและธุรกิจ
ใช้เป็นสัญญาณไฟ
ใช้ตัวบ่งชี้สองสี
ในแผงควบคุม หลอดไฟ LED ยังใช้เป็นเครื่องบ่งชี้ความล้มเหลวอีกด้วย
บนป้ายประกาศ
ใช้ในการประดับไฟ
ในหน้าจอโทรศัพท์มือถือและนาฬิกาข้อมือ.
ใช้ในรถยนต์เป็นไฟหน้า
นอกจากนี้ เครื่องมือที่หลากหลายในภาคส่วนต่างๆ ยังใช้หลอดไฟ LED
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดใส่ใจกับเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ BENWEI
