Wat is een lichtgevende laserdiode?

Foto laserdiode LED is een halfgeleider die elektrische energie omzet in lichtenergie. De kleur van het uitgestraalde licht hangt af van het halfgeleidermateriaal en de samenstelling. LED's zijn meestal verdeeld in drie golflengten: ultraviolet, zichtbaar en infrarood. Commerciële LED's hebben een enkele pixeloutput van minimaal 5 mW en een golflengtebereik van 360 nm tot 950 nm, elk gemaakt van een specifiek halfgeleidermateriaal.

UV-led: 320-360nm

UV-LED's worden snel op de markt gebracht, met name voor industriële uithardingstoepassingen en medische/biomedische toepassingen. Tot voor kort verschoof de limiet voor high-efficiency-chips met een lagere golflengte van 390 nm naar 360 nm, en door ontwikkelingen in de komende jaren kunnen 320 nm high-efficiency-chips in de regio worden gecommercialiseerd.

Bijna-ultraviolet tot groene led: 395nm-530nm

Het materiaal voor het golflengtebereikproduct is indiumgalliumnitride InGaN, dat technisch in staat is tot een golflengte tussen 395 nm en 530 nm. De meeste grote leveranciers richten zich echter op de productie van blauwe 450nm-475NM-leds, die worden gebruikt om wit licht met fosforen te produceren, en groene leds in het 520nm-530nm-bereik voor groene verkeerslichtverlichting.

Snelle vooruitgang en verhoogde efficiëntie worden opgemerkt in het blauwe golflengtebereik, vooral omdat de race om steeds helderdere en helderdere witte lichtbronnen te creëren voortduurt.

Dieprood tot bijna-infrarood (IRLED): 660 nm-900 nm

Er zijn veel variaties in de structuur van het apparaat in deze regio, maar ze gebruiken allemaal aluminium galliumarsenide AlGaAs- of GaAs-materialen. Er is nog steeds een druk om deze apparaten efficiënter te maken, maar deze verbeteringen zijn incrementeel. Toepassingen zijn onder meer infrarood IR-afstandsbediening, nachtzichtverlichting, industriële lichtregeling en diverse medische toepassingen (660nm-680nm).

Hoe LED's werken

LED's zijn halfgeleiderdiodes die licht uitstralen wanneer een elektrische stroom wordt toegepast op de voorwaartse richting van het apparaat. Er moet voldoende spanning worden aangelegd zodat de elektronen door de verlieszone gaan en combineren met het gat aan de andere kant om een ​​elektron-gatpaar te vormen. Wanneer dit gebeurt, geeft het elektron zijn energie vrij in de vorm van licht, en het resultaat is de emissie van fotonen. De bandafstand van een halfgeleider bepaalt de golflengte van het uitgezonden licht, en een kortere golflengte staat gelijk aan meer energie, dus een materiaal met een grotere bandafstand zendt een kortere golflengte uit. Een materiaal met een grotere bandafstand vereist ook een hogere geleidingsspanning. De blauwe UV-led met korte golf heeft een doorlaatspanning van 3,5 volt, terwijl de nabij-infrarode led een doorlaatspanning heeft van 1,5-2,0 volt.

Golflengtebeschikbaarheid en efficiëntie

High-efficiency led kan in elk golflengtebereik worden geproduceerd, alleen het bereik van 535 nm tot 560 nm kan geen high-efficiency led-lampen produceren. De belangrijkste factoren bij de commercialisering van een bepaalde golflengte zijn gerelateerd aan het marktpotentieel, de vraag en industriestandaard golflengten. Dit is vooral duidelijk in de 420nm-460nm-, 480nm-520nm- en 680nm-800nm-regio's, omdat deze golflengtebereiken niet algemeen worden gebruikt. Er zijn niet veel fabrikanten die LED-producten voor deze golflengtebereiken aanbieden. Desalniettemin is het mogelijk om kleine en middelgrote leveranciers te vinden die deze specifieke golflengten kunnen aanbieden op basis van de vraag van de klant. Elke materiaaltechniek heeft een reeks golflengten waarin de spot het meest effectief is. Dit punt ligt heel dicht bij het midden van elk bereik. Naarmate het doteringsniveau van halfgeleiders toeneemt of afneemt ten opzichte van de optimale hoeveelheid, neemt de efficiëntie af. Daarom hebben blauwe LED's een grotere output dan groen of bijna-UV-licht, heeft amber meer output dan geel-groen en is nabij-infrarood superieur aan 660nm . Als er een keuze moet worden gemaakt, kun je het beste ontwerpen voor het midden van het assortiment in plaats van de rand, het is gemakkelijker om het product te krijgen als je niet aan de rand van de materiaaltechnologie opereert.

Afbeelding 1 - Pas de vergelijking I=(Vcc-Vf)/RL toe om de huidige waarde te vinden. Om de stroom in het circuit absoluut te bepalen, moet elke LED VF worden gemeten en de juiste belastingsweerstand worden gespecificeerd. In praktische commerciële toepassingen is de Vcc ontworpen om veel groter te zijn dan de VF, zodat kleine veranderingen in de VF geen groot effect hebben op de algehele stroom. Het nadeel van deze schakeling is dat er een groot vermogensverlies is via de RL. In toepassingen waar het bedrijfstemperatuurbereik erg smal is (minder dan 30 graden) of waar de LED-output niet kritisch is, kan een eenvoudig circuit worden gebruikt dat een stroombeperkende weerstand gebruikt, zoals weergegeven in de afbeelding: Een betere manier om te rijden een LED is om een ​​constante stroombron te gebruiken (zie figuur 2). Het circuit levert dezelfde stroom van apparaat naar apparaat en over temperatuurveranderingen. Het heeft ook een lager stroomverbruik dan het gebruik van eenvoudige stroombeperkende weerstanden. Commerciële, kant-en-klare LED-drivers zijn verkrijgbaar bij veel verschillende bronnen. Meestal gebruiken deze bewerkingen het pulsbreedtemodulatie (PWM) -principe van helderheidsregeling.

Voorzie de led van stroom en spanning

Hoewel LED's halfgeleiders zijn en een minimale spanning nodig hebben om te werken, zijn het nog steeds diodes en moeten ze in stroommodus werken. In de DC-modus werken leds op twee manieren. De eenvoudigste en meest gebruikelijke is het gebruik van een stroombegrenzende weerstand (zie afbeelding 1). Het nadeel van deze methode is het hoge warmte- en vermogensverlies in de weerstand. Om ervoor te zorgen dat de stroom tussen temperatuurveranderingen en apparaten stabiel blijft, moet de voedingsspanning veel groter zijn dan de doorlaatspanning van de LED.

Afbeelding 2 - Voorbeeld van een nauwkeurig stabiel circuit. Dit circuit wordt vaak een constante stroombron genoemd. Merk op dat de voedingsstroom wordt bepaald door de voedingsspanning (Vcc) min Vin gedeeld door R1, (Vcc-VIN)/R1.

Contactgegevens:

Heeft u ideeën, spreek ons ​​gerust aan. Waar onze klanten zich ook bevinden en wat onze eisen ook zijn, we zullen ons doel nastreven om onze klanten hoge kwaliteit, lage prijzen en de beste service te bieden.