Основний принцип та використання червоних світлодіодів

Основний принцип та використання червоних світлодіодів

Діоди, що випромінюють світло (світлодіодні світильники), революціонізували освітлювальну галузь своєю енергоефективністю, тривалою тривалістю життя та універсальністю. Серед різних наявних кольорів, червоні світлодіоди займають особливе місце завдяки своїм унікальним властивостям та широко розповсюдженим додаткам. Ця стаття має на меті заглибитися в основний принцип, що стоїть за червоними світлодіодами, їх побудовою та вивчити їх різноманітне використання в різних сферах.
Розділ 1: Основний принцип червоного світлодіода (включає червоний світлодіод SMD та червоний світлодіод)
1.1 Фізика напівпровідника:
Щоб зрозуміти принцип червоних світлодіодів (625 нм LED, 635 нм LED), ми повинні спочатку зрозуміти основи напівпровідникової фізики. Напівпровідники-це матеріали, які мають електропровідність між провідниками (такими як метали) та непровідниками (такими як ізолятори). Поведінка напівпровідників регулюється рухом електронів у їх атомній структурі.

1.2 ПН -перехід:
Ключовим компонентом світлодіода є перехід PN. Він утворюється шляхом з'єднання двох різних типів напівпровідників: P-типу (позитивного) та N-типу (негатив). Напівпровідник типу P має надлишок позитивних носіїв заряду (отвори), тоді як напівпровідник N-типу має надлишок негативних носіїв заряду (електрони).
1.3 Електролюмінесценція:
Коли в передній напрузі застосовується через перехід PN, електрони з області N-типу та отвори з області P-типу поєднуються на перехресті, вивільняючи енергію у вигляді фотонів. Це явище відоме як електролюмінесценція. Енергія випромінюваних фотонів визначає колір світлодіода.

Розділ 2: Будівництво червоних світлодіодів
2.1 Використовувані матеріали:
Червоні світлодіоди, як правило, будуються за допомогою комбінації арсеніду галій (GAAS) та алюмінієвого арсеніду галій (Algaas). Ці матеріали пропонують відповідну енергетичну смугу для випромінювання червоного світла.
2.2 Виготовлення епітакси та вафель:
Процес епітаксії передбачає вирощування тонкого шару напівпровідникового матеріалу на підкладці. У випадку червоних світлодіодів епітаксія виконується на підкладці арсеніду галій. Потім цей шар травняється, утворюючи окремі світлодіодні мікросхеми.
2.3 Формування стику PN:
Через процес допінгу домішки вводяться в напівпровідниковий матеріал для створення регіонів P і N. Область P лежить на зразок алюмінію, а N область лежить в таких елементах, як кремній.

2.4 Контакти та інкапсуляція металів:
Металеві контакти додаються до областей P і N, щоб дозволити електричні з'єднання. Потім світлодіодний мікросхема інкапсулюється прозорою епоксидною смолою, забезпечуючи захист та підвищення світла.
Розділ 3: Використання червоних світлодіодів
3.1 Індикаторні світильники:
Одне з найпоширеніших застосувань червоних світлодіодів - як індикаторні світильники. Вони широко використовуються в побутовій електроніці, таких як телевізори, домашня техніка та автомобільні панелі. Низьке споживання електроенергії, компактний розмір та тривалий термін експлуатації роблять червоні світлодіоди ідеальними для цих застосувань.
3.2 Сигнали дорожнього руху:
Червоні світлодіоди широко використовуються в дорожніх сигналах через їх високу видимість та надійність. Яскраво -червоне світло, що випромінюється цими світлодіодами, забезпечує чітку видимість навіть у несприятливих погодних умовах. Більше того, їх низьке споживання електроенергії зменшує витрати на енергоносії та вимоги до обслуговування.

3.3 Реклама та вивіски:
Червоні світлодіоди використовуються в рекламних та вивісках, щоб ефективно привернути увагу та ефективно передати повідомлення. Їх яскравий колір та здатність створювати динамічні освітлювальні ефекти роблять їх популярними для використання в білбордах, знаках зберігання та масштабних дисплеїв.
3.4 Медичні програми:
Червоні світлодіоди знаходять заявки в різних медичних галузях. Вони використовуються у фотодинамічній терапії для лікування певних видів раку, а також при лазерній терапії низького рівня при лікуванні болю та загоєння ран. Неінвазивний характер червоних світлодіодів робить їх цінними в медичному лікуванні.
3,5 Садівництво Світло:
Червоні світлодіоди відіграють вирішальну роль у системах освітлення садівництва. Рослини потребують конкретних довжин хвиль світла для оптимального росту та фотосинтезу. Червоні світлодіоди випромінюють світло в діапазоні 600-700 нм, що має важливе значення для стимулювання росту рослин, цвітіння та плодоношення.

3.6 Оптичне спілкування:
Червоні світлодіоди використовуються в системах оптичної комунікації, особливо в додатках короткого діапазону, таких як оптична передача даних між пристроями. Їх компактний розмір, низька вартість та сумісність з оптичними волокнами роблять їх придатними для цих застосувань.
3.7 Пристрої нічного бачення:
Червоні світлодіоди використовуються в пристроях нічного зору, таких як окуляри та області нічного бачення. Червоне світло, що випромінюється цими світлодіодами, рідше порушує нічне бачення користувача порівняно з іншими кольорами. Червоні світлодіоди також мають довший час роботи акумулятора, що робить їх ідеальними для розширеного використання.
Висновок:
Червоні світлодіоди стали незамінною частиною нашого повсякденного життя, знаходячи програми в широкому діапазоні полів. Розуміння основного принципу їх роботи та будівництва дозволяє нам оцінити їх ефективність, довговічність та універсальність. Оскільки технологія продовжує просуватися, червоний