مبدأ انبعاث الضوء لمصابيح LED
1. هيكل حبة مصباح
أحد أهم الهياكل المضيئة لمصباح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو حبة المصباح بحجم حبة مونج في المصباح. على الرغم من صغر حجمه ، إلا أن له علاقة به.
بعد تكبير هيكل حبة مصباح LED ، ستجد شريحة على شكل سمسم.
بنية الرقاقة معقدة للغاية ، وتنقسم إلى عدة طبقات: تسمى الطبقة العليا طبقة أشباه الموصلات من النوع P ، والطبقة الوسطى هي الطبقة الباعثة للضوء ، والطبقة السفلية تسمى طبقة أشباه الموصلات من النوع N.
إذن ، كيف ينبعث ضوء LED؟
2 ، مبدأ التألق
من وجهة نظر مادية: عندما يمر التيار عبر الرقاقة ، تتصادم الإلكترونات الموجودة في أشباه الموصلات من النوع N والثقوب الموجودة في أشباه الموصلات من النوع P وتتحد بعنف في الطبقة الباعثة للضوء لإنتاج فوتونات تنبعث منها الطاقة في شكل الفوتونات (أي الضوء الذي يراه الجميع).
يسمى LED أيضًا الصمام الثنائي الباعث للضوء. جسمه صغير وهش مما يجعل استخدامه مباشرة غير مريح. لذلك أضاف المصمم غلافًا واقيًا إليه وختمه بالداخل ، مما شكل حبة مصباح LED سهلة الاستخدام.
بعد توصيل العديد من حبات مصابيح LED معًا ، يمكن تشكيل مجموعة متنوعة من مصابيح LED.
3 ، أضواء LED بألوان مختلفة
ستنتج أشباه الموصلات من مواد مختلفة ألوانًا مختلفة من الضوء ، مثل الضوء الأحمر والضوء الأخضر والضوء الأزرق وما إلى ذلك. ومع ذلك ، لا يمكن لأي مادة شبه موصلة أن تنبعث منها ضوء أبيض حتى الآن.
ولكن كيف ننتج حبات مصباح LED البيضاء التي نستخدمها عادة؟
4. إنتاج مصابيح LED بيضاء
هنا نحتاج أن نذكر الحائز على جائزة نوبل - د. شوجي ناكامورا. اخترع المصباح الأزرق ، والذي وضع أيضًا أساسًا معينًا للمصباح الأبيض. بناءً على هذه المساهمة المهمة ، حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2014.
بالنسبة لكيفية تحويل مصابيح LED الزرقاء إلى مصابيح LED بيضاء ، فإن السبب الأكبر هو وجود طبقة إضافية من الفوسفور في الشريحة.
لم يتغير المبدأ الأساسي لانبعاث الضوء كثيرًا: بين طبقتين من أشباه الموصلات ، تتصادم الإلكترونات والثقوب وتعيد الاتحاد وتنتج فوتونات زرقاء في الطبقة الباعثة للضوء.
جزء من الضوء الأزرق الناتج عن ذلك سوف يمر عبر طلاء الفلورسنت وينبعث مباشرة ؛ سيصطدم الجزء المتبقي بطبقة الفلورسنت ويتفاعل معها لإنتاج فوتونات صفراء. يعمل الفوتون الأزرق والفوتون الأصفر معًا (مختلطًا) لإنتاج ضوء أبيض.
