Què és un díode làser emissor de llum?

Díode làser fotogràfic LED és un semiconductor que converteix l'energia elèctrica en energia lluminosa. El color de la llum emesa depèn del material semiconductor i de la composició. Els LED solen dividir-se en tres longituds d'ona: ultraviolada, visible i infraroja. Els LED comercials tenen una sortida de píxel d'almenys 5 mW i un rang de longitud d'ona de 360 ​​nm a 950 nm, cadascun fet d'un material semiconductor específic.

LED UV: 320-360nm

Els LED UV s'estan comercialitzant ràpidament, específicament per a aplicacions de curat industrial i usos mèdics/biomèdics. Fins fa poc, el límit de xip d'alta eficiència de longitud d'ona inferior es va canviar de 390 nm a 360 nm, i els desenvolupaments durant els propers anys poden comercialitzar xips d'alta eficiència de 320 nm a la regió.

LED de prop de l'ultraviolat a verd: 395 nm-530nm

El material per al producte de la gamma de longituds d'ona és nitrur d'indi gal·li InGaN, que tècnicament és capaç d'aconseguir una longitud d'ona entre 395 nm i 530 nm. Tanmateix, la majoria dels grans proveïdors se centren en la fabricació de leds-475NM blaus de 450 nm, que s'utilitzen per fabricar llum blanca amb fòsfors, i leds verds en el rang de 520 nm-530nm per a la il·luminació verda dels senyals de trànsit.

S'estan observant avenços ràpids i una major eficiència en el rang de longitud d'ona blava, sobretot a mesura que continua la carrera per crear fonts de llum blanca més brillants i brillants.

De vermell profund a infraroig proper (IRLED): 660 nm-900 nm

Hi ha moltes variacions en l'estructura del dispositiu en aquesta regió, però tots utilitzen materials d'arsenur d'alumini-galli AlGaAs o GaAs. Encara hi ha una empenta per fer aquests dispositius més eficients, però aquestes millores són incrementals. Les aplicacions inclouen control remot d'infrarojos, il·luminació nocturna, control de llum industrial i diverses aplicacions mèdiques (660 nm-680nm).

Com funcionen els LED

Els LED són díodes semiconductors que emeten llum quan s'aplica un corrent elèctric a la direcció cap endavant del dispositiu. S'ha d'aplicar una tensió suficient perquè els electrons passin per la zona de pèrdua i es combinin amb el forat de l'altre costat per formar un parell electró-forat. Quan això passa, l'electró allibera la seva energia en forma de llum i el resultat és l'emissió de fotons. El buit de banda d'un semiconductor determina la longitud d'ona de la llum emesa, i una longitud d'ona més curta equival a més energia, de manera que un material amb una distància de banda més gran emet una longitud d'ona més curta. Un material amb una banda buida més gran també requereix una tensió de conducció més alta. El LED blau UV d'ona curta té un voltatge directe de 3,5 volts, mentre que el LED d'infraroig proper té un voltatge directe d'1.5-2.0 volts.

Disponibilitat i eficiència de longitud d'ona

El LED d'alta eficiència es pot produir en qualsevol rang de longitud d'ona, només el rang de 535 nm a 560 nm no pot produir llums LED d'alta eficiència. Els factors més importants en la comercialització d'una determinada longitud d'ona estan relacionats amb el potencial del mercat, la demanda i les longituds d'ona estàndard de la indústria. Això és especialment evident a les regions de 420 nm-460nm, 480nm-520nm i 680nm-800nm, perquè aquests intervals de longitud d'ona no s'utilitzen àmpliament. No hi ha un gran nombre de fabricants que ofereixin productes LED per a aquests rangs de longitud d'ona. No obstant això, és possible trobar proveïdors petits i mitjans que puguin oferir aquestes longituds d'ona específiques en funció de la demanda del client. Cada tècnica de material té un rang de longituds d'ona en què el punt és més eficaç. Aquest punt està molt a prop de la meitat de cada rang. A mesura que el nivell de dopatge dels semiconductors augmenta o disminueix des de la quantitat òptima, l'eficiència disminueix, per això els LED blaus tenen una sortida més gran que la llum verda o gairebé UV, l'ambre té més sortida que el groc-verd i l'infraroig proper és superior a 660 nm. . Si cal triar, el millor és dissenyar per al centre de la gamma en lloc de la vora, és més fàcil obtenir el producte si no esteu operant a la vora de la tecnologia dels materials.

Figura 1 - Apliqueu l'equació I=(Vcc-Vf)/RL per trobar el valor actual. Per tal de determinar absolutament el flux de corrent al circuit, s'ha de mesurar cada LED VF i especificar la resistència de càrrega adequada. En aplicacions comercials pràctiques, el Vcc està dissenyat per ser molt més gran que el VF, de manera que petits canvis en el VF no tinguin un gran efecte sobre el corrent general. El desavantatge d'aquest circuit és que hi ha una gran pèrdua de potència a través del RL. En aplicacions on el rang de temperatura de funcionament és molt estret (menys de 30 graus) o on la sortida del LED no és crítica, es pot utilitzar un circuit senzill que utilitzi una resistència limitadora de corrent, tal com es mostra a la figura: Una millor manera de conduir un LED ha d'utilitzar una font de corrent constant (vegeu la figura 2). El circuit proporcionarà el mateix corrent de dispositiu a dispositiu i canvis de temperatura. També té un consum d'energia més baix que l'ús de resistències limitadores de corrent simples. Els controladors LED comercials i comercials estan disponibles des de moltes fonts diferents. Normalment, aquestes operacions utilitzen el principi de modulació d'amplada de pols (PWM) de control de brillantor.

Subministreu corrent i tensió al led

Tot i que els LED són semiconductors i requereixen una tensió mínima per funcionar, segueixen sent díodes i han de funcionar en mode actual. En mode DC, els leds funcionen de dues maneres principals. El més senzill i comú és utilitzar una resistència limitadora de corrent (vegeu la figura 1). El desavantatge d'aquest mètode és l'elevada pèrdua de calor i potència en la resistència. Perquè el corrent es mantingui estable entre els canvis de temperatura i els dispositius, la tensió de subministrament hauria de ser molt més gran que la tensió directa del LED.

Figura 2 - Exemple d'un circuit estable precís. Aquest circuit sovint es coneix com a font de corrent constant. Tingueu en compte que el corrent d'alimentació està determinat per la tensió d'alimentació (Vcc) menys Vin dividida per R1, (Vcc-VIN)/R1.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.