Hogyan bocsát ki egy LED különböző színeket?
Az alapok
* LED =Fénykibocsátó dióda: A LED egy félvezető eszköz, amely fényt bocsát ki, amikor elektromos áram folyik rajta.
* Energia és fény: A LED által kibocsátott fény színe a félvezető anyagban lévő elektronok energiaszintjei közötti energiakülönbségtől függ.
Hogyan működik
1. Félvezető anyag: A LED-ek különböző félvezető anyagokból (például gallium-arzenidből, gallium-foszfidból vagy kombinációiból) készülnek, amelyek eltérő energiasávúak. Ez a sávszélesség határozza meg az elektron gerjesztéséhez és fénykibocsátásához szükséges energiát.
2. Elektron gerjesztés: Amikor elektromos áram folyik át a LED-en, az elektronok magasabb energiaszintre gerjesztődnek a félvezető anyagon belül.
3. Fotókibocsátás: Ahogy a gerjesztett elektronok visszaesnek alacsonyabb energiaszintjükre, a felesleges energiát foton (egy fényrészecske) formájában szabadítják fel.
4. Szín meghatározása: A kibocsátott foton energiája egy meghatározott hullámhosszú fénynek felel meg, amelyet színként érzékelünk.
Példa:
* A piros LED egy meghatározott sávszélességű anyagot használ, amely lehetővé teszi az elektronok számára a vörös fénynek megfelelő hullámhosszú fotonok kibocsátását.
* A kék LED más anyagot használ nagyobb sávszélességgel, ami rövidebb hullámhosszúságú és nagyobb energiájú fotonokat eredményez, ami kék fény kibocsátásához vezet.
Különböző színek létrehozása
* Különböző anyagok: Mint említettük, a különböző félvezető anyagok különböző színeket hoznak létre.
* Fényporok: Sok LED, különösen a fehér LED, a "foszfor konverziónak" nevezett technikát alkalmazza. A kék LED-et foszfor anyaggal kombinálják, amely elnyeli a kék fényt, és szélesebb spektrumú fényt bocsát ki, ami fehér fény érzékelését eredményezi.
* Kombinációk: Egyes LED-eket több félvezető réteggel terveztek, amelyek különböző színeket bocsátanak ki, amelyeket aztán kombinálva további színvariációkat hoznak létre.
Összefoglalva
A LED színét a felhasznált félvezető anyag határozza meg, amely meghatározza az elektronok energiaszintjét és a kibocsátott fény hullámhosszát. Az anyagösszetétel, a foszforbevonatok vagy a különböző anyagok rétegezésével a gyártók a LED-színek széles skáláját hozzák létre.