Diodi emettitori di luce: un primer

I semiconduttori che possono cambiare la forma dell'energia elettrica in energia luminosa sono noti come diodi emettitori di luce o LED. I LED sono spesso classificati in base a una delle tre lunghezze d'onda: ultravioletta, visibile o infrarossa. Il materiale e la composizione del semiconduttore determinano il colore della luce emessa dal dispositivo.

I LED disponibili in commercio e con una potenza di uscita a elemento singolo di almeno 5 mW hanno una gamma di lunghezze d'onda che si estende da 275 a 950 nm. Indipendentemente dal produttore, i componenti per ciascuna gamma di lunghezze d'onda provengono tutti dalla stessa famiglia di materiali semiconduttori. In questo post, daremo uno sguardo di alto livello all'industria dei LED e forniremo uno schema di come funzionano i LED. Esistono molti tipi diversi di LED e parleremo di quelli, insieme alle lunghezze d'onda ad essi correlate, ai materiali utilizzati nella loro costruzione e ad alcune applicazioni per le varie luci.

LED ultravioletti (LED UV): da 240 a 360 nm

I LED UV trovano la loro applicazione più comune nel campo della polimerizzazione industriale, seguita dalla disinfezione dell'acqua e quindi dalle applicazioni medicinali e biomediche. A lunghezze d'onda fino a 280 nm, è stato possibile generare livelli di produzione di energia superiori a 100 mW. A lunghezze d'onda di 360 nm o superiori, il nitruro di gallio/nitruro di gallio di alluminio (GaN/AlGaN) è il materiale più comunemente utilizzato per i diodi a emissione di luce ultravioletta (LED). I materiali con i propri diritti di proprietà intellettuale vengono utilizzati per lunghezze d'onda più corte. Le lunghezze d'onda più corte sono prodotte solo da pochi fornitori selezionati e i prezzi per questi LED sono ancora piuttosto alti rispetto ai prezzi del resto dell'offerta di prodotti LED. Tuttavia, il mercato delle lunghezze d'onda maggiori, quelle con una lunghezza di almeno 360 nm, sta diventando più stabile a causa del calo dei prezzi e dell'abbondanza di fornitori.

LED che vanno dal quasi ultravioletto al verde: da 395 a 530 nm

Il nitruro di indio e gallio (InGaN) è il materiale utilizzato per la produzione di articoli che rientrano in questo intervallo di lunghezze d'onda. Anche se è teoricamente possibile produrre una lunghezza d'onda in qualsiasi punto tra 395 e 530 nm, la stragrande maggioranza dei grandi fornitori concentra i propri sforzi sulla generazione di LED blu (nell'intervallo da 450 a 475 nm) da utilizzare nella produzione di luce bianca con fosfori e LED verdi nella gamma da 520 a 530 nm per l'uso nell'illuminazione verde dei semafori. La tecnologia alla base di questi LED è considerata avanzata nella maggior parte dei circoli. Nel corso degli ultimi anni, sono stati compiuti pochi progressi per aumentare l'efficienza ottica.

LED che vanno dal giallo-verde al rosso: da 565 a 645 nm

Il materiale semiconduttore utilizzato per questo intervallo di lunghezze d'onda è noto come fosfuro di alluminio, indio e gallio, o in breve AlInGaP. I colori del semaforo giallo (590 nm) e del semaforo rosso (625 nm) sono quelli utilizzati per produrlo la maggior parte delle volte. Inoltre, con questa tecnologia sono accessibili le lunghezze d'onda verde lime (o verde giallastro 565 nm) e arancione (605 nm); tuttavia, la loro disponibilità è più limitata.

È interessante notare che né le tecnologie InGaN né AlInGaP sono ora in grado di produrre un emettitore verde puro con una lunghezza d'onda di 555 nm. Ci sono alcune tecnologie più vecchie che non sono così efficienti in questa zona completamente verde, ma quelle tecnologie non sono considerate brillanti o efficienti. Ciò è in parte dovuto a una mancanza di interesse e di conseguenza a una mancanza di domanda da parte del mercato, che ha portato a una mancanza di finanziamenti per sviluppare materiali e processi di produzione alternativi per questa gamma di lunghezze d'onda.

Da 660 a 900 nanometri (nm), spesso noti come "dal rosso intenso al vicino infrarosso" (IRLED)

La struttura dei dispositivi utilizzati in questa regione può assumere un gran numero di forme diverse, ma tutti fanno uso di qualche tipo di materiale arseniuro di gallio alluminio (AlGaAs) o arseniuro di gallio (GaAs). I telecomandi a infrarossi, l'illuminazione per la visione notturna, i fotocontrolli industriali e diverse applicazioni mediche (a 660–680 nm) sono tutti esempi di applicazioni per questa gamma di lunghezze d'onda.

La teoria di funzionamento dietro i LED

I LED sono un tipo di diodo a semiconduttore che produce luce quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il dispositivo nella direzione in avanti. Una tensione elettrica deve essere applicata al dispositivo affinché gli elettroni si muovano attraverso la regione di svuotamento e si combinino con un buco sull'altro lato per creare una coppia elettrone-lacuna. Quando ciò avviene, l'elettrone emette la sua energia immagazzinata sotto forma di luce, che alla fine si traduce nell'emissione di un fotone.

La luce emessa avrà una lunghezza d'onda determinata dal bandgap del semiconduttore. Poiché le lunghezze d'onda più corte corrispondono a livelli di energia più elevati, le sostanze con una banda proibita maggiore sono responsabili dell'emissione di lunghezze d'onda più corte. La conduzione in materiali con una banda proibita maggiore richiede l'uso di tensioni più elevate. I LED che emettono una lunghezza d'onda corta di luce UV-blu hanno una tensione diretta di 3,5 V, mentre i LED che emettono luce nel vicino infrarosso hanno una tensione diretta compresa tra 1,5 e 2.0 V.

I LED sono attualmente utilizzati in un'ampia varietà di settori e applicazioni in una varietà di industrie. Questi dispositivi hanno un prezzo molto ragionevole e attraggono sia il mercato consumer che il mercato industriale grazie al loro elevato livello di affidabilità, alto livello di efficienza e costo complessivo del sistema ridotto rispetto a laser e lampade. I LED sono disponibili in una varietà di colori e tecnologie e ognuno è stato progettato per soddisfare una particolare applicazione e una serie di esigenze.

Luce Led Uv ad alta potenza

Caratteristiche:

● Le lampade a LED UV ad alta potenza sono simili per dimensioni e forma alle tradizionali lampade UV germicide, ma sono in grado di funzionare con una maggiore emissione di UV.

● La luce a LED UV ad alta potenza è ampiamente utilizzata nei sistemi di condotti dell'aria forzata e nelle applicazioni di disinfezione dell'acqua.

● La luce led uv ad alta potenza si trova spesso nel controllo degli odori e nelle applicazioni fotochimiche.

● Disponibile nelle versioni a bassa produzione di ozono ea produzione di ozono.

Specifica: