Načelo delovanja LED svetilke

LED je polprevodniška naprava, ki lahko pretvori električno energijo v vidno svetlobo. Lahko neposredno pretvori električno energijo v svetlobo. Srce LED je polprevodniški čip. En konec čipa je pritrjen na nosilec, en konec je negativni pol, drugi konec pa je povezan s pozitivnim polom napajalnika, tako da je celoten čip oblit z epoksi smolo.

Polprevodniški čip je sestavljen iz dveh delov. En del je polprevodnik tipa P, v katerem prevladujejo luknje, drugi konec pa je polprevodnik tipa N, v katerem prevladujejo elektroni. Toda ko sta ta dva polprevodnika povezana, se med njima oblikuje P-N spoj. Ko tok skozi žico deluje na čip, bodo elektroni potisnjeni v območje P, kjer se bodo elektroni rekombinirali z luknjami in nato oddali energijo v obliki fotonov. To je načeloLED lučkaemisija. Valovno dolžino svetlobe, to je barvo svetlobe, določa material, ki tvori P-N spoj.

LED lahko neposredno oddaja rdečo, rumeno, modro, zeleno, zeleno, oranžno, vijolično in belo svetlobo.

Sprva se je LED uporabljala kot svetlobni indikator instrumentov in merilnikov. Kasneje so se različne svetle LED diode pogosto uporabljale v semaforjih in zaslonih za velike površine, kar je prineslo dobre gospodarske in družbene koristi. Za primer vzemite 12-palčno rdečo prometno luč. V ZDA je bila kot vir svetlobe prvotno uporabljena 140-vatna žarnica z žarilno nitko z dolgo življenjsko dobo in nizko svetlobno učinkovitostjo, ki je proizvedla 2000 lumnov bele svetlobe. Po prehodu skozi rdeči filter je izguba svetlobe 90 %, ostane le 200 lumnov rdeče svetlobe. V novo zasnovani svetilki Lumileds uporablja 18 rdečih LED svetlobnih virov, vključno z izgubo tokokroga. Skupna poraba energije je 14 vatov, kar lahko povzroči enak svetlobni učinek. Avtomobilska signalna svetilka je tudi pomembno področje uporabe svetlobnih virov LED.

Za splošno razsvetljavo ljudje potrebujejo več virov bele svetlobe. Leta 1998 je bila bela LED uspešno razvita. Ta LED je izdelana s pakiranjem GaN čipa in itrijevo-aluminijevega granata (YAG) skupaj. Čip GaN oddaja modro svetlobo（ λ P=465nm, Wd=30nm), fosfor YAG, ki vsebuje Ce3+, sintran pri visoki temperaturi, oddaja rumeno svetlobo, potem ko ga vzbuja ta modra svetloba, z največjo vrednostjo 550n LED žarnica m. Modra LED podlaga je nameščena v skledasto odbojno votlino, prekrita s tanko plastjo smole, pomešane z YAG, približno 200-500 nm. Modro svetlobo iz LED substrata delno absorbira fosfor, drugi del modre svetlobe pa se pomeša z rumeno svetlobo iz fosforja, da dobimo belo svetlobo.

Za belo LED InGaN/YAG je mogoče s spreminjanjem kemične sestave fosforja YAG in prilagoditvijo debeline fosforne plasti pridobiti različne bele luči z barvno temperaturo 3500-10000K. Ta metoda pridobivanja bele svetlobe prek modre LED ima prednosti preproste strukture, nizkih stroškov in visoke tehnološke zrelosti, zato se pogosto uporablja.