Cos'è una lampada a LED? - Design, funzione, vantaggi e usi
Luce a led
Le lampade LED (Light Emitting Diode) sono dispositivi optoelettronici che emettono luce in base al principio dell'elettroluminescenza.
L'emissione di luce come risultato dell'interazione di un campo elettrico con una sostanza adatta è nota come elettroluminescenza. Nel 1962 si dimostrò che una giunzione gallio-arseniuro polarizzata in avanti era un efficace emettitore di radiazioni.
Quando le giunzioni pn elettroluminescenti sono polarizzate in avanti, parte dell'energia persa viene trasformata in luce, motivo per cui questi dispositivi sono noti anche come lampade a semiconduttore.
Progettazione di una lampada a LED
I seguenti componenti a semiconduttore sono utilizzati per realizzare lampade a LED:
(Verde/Rosso) Fosfuro di Gallio
Fosfuro di arseniuro di gallio giallo/rosso
Nitruro di Gallio (Bianco)
Uno strato di materiale semiconduttore di tipo P è posizionato sopra lo strato semiconduttore di tipo N per creare una lampada a LED. Lo strato di tipo P è coperto da una pellicola metallica, che funge da connessione anodica del dispositivo. Sullo strato di tipo N viene creato anche un film d'oro per fornire la connettività del catodo. Anche la superficie inferiore del dispositivo riflette la luce grazie alla pellicola dorata. L'efficacia della lampada a LED ne è potenziata. Il design fondamentale di una lampada a LED è illustrato nella figura sopra.
Uso della lampada a LED
I portatori di carica maggioritari iniziano a spostarsi, con gli elettroni che si spostano verso il terminale positivo della sorgente e le lacune verso il terminale negativo, quando un alimentatore CC viene applicato a una lampadina LED sotto polarizzazione diretta. La ricombinazione di elettroni e lacune alla giunzione PN rilascia energia sotto forma di calore o luce a seconda del portatore di carica coinvolto.
La ricombinazione di elettroni e lacune alla giunzione PN fa sì che materiali semiconduttori come fosfuro di gallio (GaP), fosfuro di arseniuro di gallio (GaAsP), nitruro di gallio (GaN), ecc. Producano luce. Emettendo fotoni di luce, gli elettroni in questi materiali semiconduttori perdono energia. La luce emessa alla giunzione PN verrà trasmessa all'esterno se il materiale semiconduttore è trasparente. Una lampada a LED produce luce in questo modo.
Vantaggi dell'illuminazione a LED
Questi sono i vantaggi dell'utilizzo di lampade a LED:
I costi operativi sono estremamente bassi.
Sono piccoli di statura.
La luce può essere facilmente controllata con lampadine a LED.
Le lampadine a LED includono funzionalità di commutazione e controllo remoto.
Le lampadine a LED hanno una durata maggiore, fino a 100000 ore.
Le luci a LED consumano poca elettricità e sono efficienti dal punto di vista energetico.
Queste lampadine sono robuste meccanicamente.
L'illuminazione a LED offre un'eccellente resa cromatica.
Poiché non ci sono materiali pericolosi in queste lampade, sono vantaggiose per l'ambiente.
Aspetti negativi delle lampade a LED
Di seguito sono riportati alcuni svantaggi dell'utilizzo di luci a LED:
Le lampadine a LED hanno un costo iniziale relativamente alto.
Come dispositivi a semiconduttore, lampade a LED. Sono quindi dipendenti e sensibili alla temperatura.
Poiché le lampade a LED necessitano di una fonte di alimentazione CC, anche il circuito della lampada necessita di un'unità di rettifica.
La luce ad alta intensità di una lampada a LED ha un effetto sugli insetti.
Applicazioni di illuminazione a LED
le seguenti applicazioni utilizzano lampade a LED:
per l'illuminazione di abitazioni e aziende.
utilizzati come lampade di segnalazione.
vengono utilizzati indicatori bicolore.
Nei pannelli di controllo, le lampadine a LED vengono utilizzate anche come indicatori di guasto.
sulle bacheche.
usato per illuminare le decorazioni.
Negli schermi dei cellulari e degli orologi da polso.
utilizzato nelle auto come fari.
Inoltre, una varietà di strumenti in numerosi settori utilizza lampadine a LED.
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