حقائق ضوء LED
في مجال الإلكترونيات، يشير مؤشر LED إلى جهاز شبه موصل ينبعث منه ضوء الأشعة تحت الحمراء أو الضوء المرئي عند تزويده بتيار كهربائي. بدأ تطبيق شاشات LED في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية في عام 1968، وهو العام الذي قدمت فيه شركة Hewlett-Packard (HP) أول شاشة LED في العالم.
يتم استخدام مصابيح LED المرئية في مجموعة كبيرة من الأجهزة الإلكترونية: فهي تعمل كمصابيح مؤشر وأضواء مكابح السيارة وتستخدم أيضًا لشاشات العرض الأبجدية الرقمية - حتى أنها تمتد إلى الملصقات الملونة الكاملة- على اللوحات الإعلانية واللافتات. أما بالنسبة لمصابيح LED التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء، فهي تُستخدم في كاميرات التركيز التلقائي وأجهزة التحكم عن بعد الخاصة بالتلفزيون وتعمل أيضًا كمصادر للضوء في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية-.
كانت المصابيح المتوهجة-التي كانت شائعة في السابق ولكنها أصبحت الآن قديمة الطراز تنتج الضوء عبر السطوع - وهي ظاهرة حيث يقوم تيار كهربائي بتسخين خيط سلك، مما يؤدي إلى انبعاث الفوتونات، وهي وحدات الطاقة الأساسية للضوء. في الولايات المتحدة، بدأ التخلص التدريجي من المصابيح المتوهجة في عام 2007 بموجب قانون استقلال وأمن الطاقة. ونفذ الاتحاد الأوروبي حظرا كاملا عليها ابتداء من عام 2012، وفي عام 2023، دخل الحظر الذي فرضته إدارة بايدن على تصنيع وبيع المصابيح المتوهجة حيز التنفيذ.
على النقيض من ذلك، تعمل مصابيح LED من خلال التألق الكهربائي: وهي عملية يؤدي فيها الإثارة الإلكترونية للمادة إلى انبعاث الفوتونات. المادة الأكثر استخدامًا في مصابيح LED هي زرنيخيد الغاليوم، على الرغم من وجود اختلافات عديدة لهذا المركب الأساسي، مثل زرنيخيد الغاليوم الألومنيوم وفوسفيد الغاليوم الإنديوم الألومنيوم. تنتمي هذه المركبات إلى المجموعة "III-V" من أشباه الموصلات، مما يعني أنها تتكون من عناصر موجودة في العمودين III وV من الجدول الدوري. يمكن أن يؤدي ضبط التركيبة الدقيقة لأشباه الموصلات إلى تعديل الطول الموجي (وبالتالي اللون) للضوء الذي تنبعث منه.انبعاث LED عادةيقع ضمن الجزء المرئي من طيف الضوء (أي أطوال موجية تتراوح من 0.4 إلى 0.7 ميكرومتر) أو نطاق الأشعة تحت الحمراء القريب - (بأطوال موجية تتراوح بين 0.78 و2.5 ميكرومتر). يعتمد سطوع الضوء المتصور من LED على عاملين: الطاقة
تنبعث مصابيح LED وحساسية العين النسبية للطول الموجي المنبعث. الحد الأقصى لحساسية العين يحدث عند 0.555 ميكرومتر، وهو طول موجي يقع في المنطقة الصفراء-البرتقالية والخضراء.معظم المصابيحتعمل بجهد مطبق منخفض نسبيًا، حوالي 2.0 فولت، بينما يختلف التيار بناءً على التطبيق، ويتراوح من بضعة مللي أمبير إلى عدة مئات من المللي أمبير. يشير مصطلح "الصمام الثنائي" إلى البنية الطرفية-لجهاز انبعاث الضوء-هذا. على سبيل المثال، في المصباح اليدوي، يتصل سلك سلكي بالبطارية عبر طرفين: أحدهما (الأنود) يحمل شحنة كهربائية سالبة والآخر (الكاثود) يحمل شحنة موجبة.فيمصابيح LED - كما هو الحال في أجهزة أشباه الموصلات الأخرى، مثل الترانزستورات - "المحطات الطرفية" هي في الواقع مادتين من أشباه الموصلات لهما تركيبات مختلفة وخصائص إلكترونية مختلفة، مرتبطتان معًا لتشكل تقاطعًا. في إحدى المواد (النوع السالب، أو النوع -، من أشباه الموصلات)، تكون حاملات الشحنة هي الإلكترونات؛ وفي النوع الآخر (النوع الموجب، أو النوع p-، من أشباه الموصلات)، تكون حاملات الشحنة عبارة عن "ثقوب" - فجوات يتركها غياب الإلكترونات. عندما يعمل مجال كهربائي (يتم توفيره بواسطة بطارية، على سبيل المثال، عند تشغيل مؤشر LED) على الوصلة، يمكن أن يتدفق التيار عبر الوصلة p-n. يخلق هذا التدفق الإثارة الإلكترونية التي تتسبب في انبعاث الضوء من المادة.
في هيكل LED قياسي،تلعب قبة الإيبوكسي الشفافة ثلاثة أدوار رئيسية: فهي تعمل كمكون هيكلي لتثبيت إطار الرصاص معًا، وتعمل كعدسة لتركيز الضوء، وتعمل كمطابق لمؤشر الانكسار للسماح لمزيد من الضوء بالهروب من شريحة LED. يتم تركيب الرقاقة - التي يبلغ قياسها عادة 250 × 250 × 250 ميكرومتر - داخل كوب عاكس يتكون في إطار الرصاص.
تحدد طبقات المواد المحددةانبعاث الصماماللون: p-n-نوع طبقات GaP:N (فوسفيد الغاليوم مع النيتروجين المضاف) تنتج الضوء الأخضر؛ تنبعث طبقات p-n-type GaAsP:N (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم مع النيتروجين المضاف) ضوءًا برتقاليًا وأصفرًا، وتولد طبقات p-type GaP:Zn,O (فوسفيد الغاليوم مع إضافة الزنك والأكسجين) ضوءًا أحمر.
تطوران رئيسيان، تم تطويرهما في التسعينيات،قدرات LED الموسعة: مصابيح LED تعتمد على فوسفيد جاليوم الإنديوم الألومنيوم، والتي تبعث الضوء بكفاءة عبر الطيف الأخضر إلى الأحمر-البرتقالي، ومصابيح LED الزرقاء-المصنوعة من كربيد السيليكون أو نيتريد الغاليوم. يمكن تجميع مصابيح LED الزرقاء مع مصابيح LED الأخرى لإنشاء جميع الألوان، بما في ذلك اللون الأبيض، مما يتيح -شاشات متحركة ملونة كاملة.
يمكن أن يعمل أي مصباح LED كمصدر ضوء لأنظمة نقل الألياف الضوئية-قصيرة المدى، أي تلك التي تغطي مسافات أقل من 100 متر (330 قدمًا). ومع ذلك، بالنسبة للألياف الضوئية طويلة المدى-، يجب أن تتوافق خصائص انبعاث مصدر الضوء مع خصائص نقل الألياف الضوئية - وفي هذه الحالة، الأشعة تحت الحمراءتعد مصابيح LED أكثر ملائمة من مصابيح الإضاءة-المرئية. تواجه الألياف الضوئية الزجاجية أقل خسائر في الإرسال في منطقة الأشعة تحت الحمراء، وتحديدًا عند الأطوال الموجية البالغة 1.3 و1.55 ميكرومتر. لمطابقة هذه الخصائص، يتم تصنيع مصابيح LED باستخدام فوسفيد زرنيخيد الإنديوم الغاليوم على طبقة سفلية من فوسفيد الإنديوم. يمكن تعديل التركيب الدقيق لهذه المادة لضمان ذلكيبعث مصباح LED الطاقة بدقةعند 1.3 أو 1.55 ميكرومتر.
معًا، نقوم بتحسينه.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
جوال/واتساب :(+86)18673599565
بريد إلكتروني:bwzm15@benweilighting.com
سكايب: بينويلايت88
الويب:www.benweilight.com
إضافة: مبنى F، منطقة يوانفين الصناعية، لونغهوا، منطقة باوان، شنتشن، الصين
