Prinsip Produk Lampu LED

LED (Light Emitting Diode), sebuah dioda pemancar cahaya, adalah perangkat semikonduktor solid-state yang dapat mengubah energi listrik menjadi cahaya tampak. LED dapat secara langsung mengubah listrik menjadi cahaya. Inti dari LED adalah chip semikonduktor. Salah satu ujung chip terpasang pada braket, salah satu ujungnya adalah kutub negatif, dan ujung lainnya terhubung ke kutub positif catu daya, sehingga seluruh chip terbungkus oleh resin epoksi.

Chip semikonduktor terdiri dari dua bagian. Satu bagian adalah semikonduktor tipe-P, yang didominasi lubang, dan ujung lainnya adalah semikonduktor tipe-N, yang didominasi elektron. Namun, ketika kedua semikonduktor ini terhubung, sambungan PN terbentuk di antara keduanya. Ketika arus mengalir pada chip melalui kabel, elektron akan terdorong ke area P, di mana elektron akan bergabung kembali dengan lubang, dan kemudian memancarkan energi dalam bentuk foton. Inilah prinsip emisi cahaya LED. Panjang gelombang cahaya, yaitu warna cahaya, ditentukan oleh material yang membentuk sambungan PN.

LED dapat langsung memancarkan cahaya merah, kuning, biru, hijau, jingga, ungu dan putih.

Pada awalnya, LED digunakan sebagai sumber cahaya indikator instrumen dan meteran. Kemudian, berbagai LED berwarna terang banyak digunakan dalam lampu lalu lintas dan tampilan area yang luas, menghasilkan manfaat ekonomi dan sosial yang baik. Ambil contoh lampu sinyal lalu lintas merah 12 inci. Di Amerika Serikat, lampu pijar 140 watt dengan masa pakai yang lama dan efisiensi cahaya rendah awalnya digunakan sebagai sumber cahaya, yang menghasilkan 2000 lumen cahaya putih. Setelah melewati filter merah, kehilangan cahaya adalah 90%, hanya menyisakan 200 lumen cahaya merah. Pada lampu yang baru dirancang, Lumileds menggunakan 18 sumber cahaya LED merah, termasuk kerugian sirkuit. Konsumsi daya total adalah 14 watt, yang dapat menghasilkan efek cahaya yang sama. Lampu sinyal mobil juga merupakan bidang penting aplikasi sumber cahaya LED.

Untuk penerangan umum, orang membutuhkan lebih banyak sumber cahaya putih. Pada tahun 1998, LED putih berhasil dikembangkan. LED ini dibuat dengan mengemas chip GaN dan yttrium aluminum garnet (YAG) bersama-sama. Chip GaN memancarkan cahaya biru (λ P = 465 nm, Wd = 30 nm), fosfor YAG yang mengandung Ce3 + disinter pada suhu tinggi memancarkan cahaya kuning setelah tereksitasi oleh cahaya biru ini, dengan nilai puncak 550n lampu LED m. Substrat LED biru dipasang di rongga refleksi berbentuk mangkuk, ditutupi dengan lapisan tipis resin yang dicampur dengan YAG, sekitar 200-500 nm. Cahaya biru dari substrat LED sebagian diserap oleh fosfor, dan bagian lain dari cahaya biru dicampur dengan cahaya kuning dari fosfor untuk mendapatkan cahaya putih.

Untuk LED putih InGaN/YAG, dengan mengubah komposisi kimia fosfor YAG dan menyesuaikan ketebalan lapisan fosfor, berbagai cahaya putih dengan suhu warna 3500-10000K dapat diperoleh. Metode perolehan cahaya putih melalui LED biru ini memiliki struktur sederhana, biaya rendah, dan kematangan teknologi tinggi, sehingga banyak digunakan.