Prinsip asas dan penggunaan LED merah

Prinsip asas dan penggunaan LED merah

Diod pemancar cahaya (lampu LED) telah merevolusikan industri pencahayaan dengan kecekapan tenaga mereka, jangka hayat, dan fleksibiliti. Di antara pelbagai warna yang ada, LED merah memegang tempat yang istimewa kerana sifat unik dan aplikasi yang meluas. Artikel ini bertujuan untuk menyelidiki prinsip asas di sebalik LED merah, pembinaan mereka, dan meneroka pelbagai kegunaan mereka di pelbagai bidang.
Bahagian 1: Prinsip asas LED merah (termasuk LED SMD merah dan LED melalui lubang merah)
1.1 Fizik Semikonduktor:
Untuk memahami prinsip LED merah (LED 625NM, 635Nm LED), kita mesti terlebih dahulu memahami asas -asas fizik semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan yang mempunyai kekonduksian elektrik antara konduktor (seperti logam) dan bukan konduktor (seperti penebat). Tingkah laku semikonduktor ditadbir oleh pergerakan elektron dalam struktur atom mereka.

1.2 Persimpangan PN:
Komponen utama LED ialah persimpangan PN. Ia dibentuk dengan menyertai dua jenis semikonduktor: p-jenis (positif) dan n-jenis (negatif). Semikonduktor p-jenis mempunyai lebihan pembawa caj positif (lubang), manakala semikonduktor N-jenis mempunyai lebihan pembawa caj negatif (elektron).
1.3 Electroluminescence:
Apabila voltan ke hadapan digunakan di persimpangan PN, elektron dari rantau N-jenis dan lubang dari rantau P-jenis menggabungkan di persimpangan, melepaskan tenaga dalam bentuk foton. Fenomena ini dikenali sebagai electroluminescence. Tenaga foton yang dipancarkan menentukan warna LED.

Bahagian 2: Pembinaan LED Merah
2.1 Bahan yang Digunakan:
LED merah biasanya dibina menggunakan gabungan Gallium Arsenide (GaAs) dan Aluminium Gallium Arsenide (Algaas). Bahan -bahan ini menawarkan bandgap tenaga yang sesuai untuk pelepasan cahaya merah.
2.2 Epitaxy dan Fabrikasi wafer:
Proses epitaxy melibatkan pertumbuhan bahan semikonduktor nipis pada substrat. Dalam kes LED merah, epitaxy dilakukan pada substrat gallium arsenide. Lapisan ini kemudiannya terukir untuk membentuk cip LED individu.
2.3 Pembentukan persimpangan PN:
Melalui proses doping, kekotoran diperkenalkan ke dalam bahan semikonduktor untuk mewujudkan kawasan P dan N. Rantau P doped dengan unsur -unsur seperti aluminium, manakala rantau N doped dengan unsur -unsur seperti silikon.

2.4 Kenalan logam dan enkapsulasi:
Hubungan logam ditambah ke kawasan P dan N untuk membolehkan sambungan elektrik. Cip LED kemudiannya dikemas dengan resin epoksi yang telus, memastikan perlindungan dan meningkatkan output cahaya.
Bahagian 3: Penggunaan LED Merah
3.1 Lampu Petunjuk:
Salah satu aplikasi LED merah yang paling biasa adalah sebagai lampu penunjuk. Mereka digunakan secara meluas dalam elektronik pengguna, seperti televisyen, peralatan rumah, dan papan pemuka automotif. Penggunaan kuasa yang rendah, saiz padat, dan jangka hayat yang panjang menjadikan LED merah sesuai untuk aplikasi ini.
3.2 isyarat lalu lintas:
LED merah digunakan secara meluas dalam isyarat lalu lintas kerana keterlihatan dan kebolehpercayaan yang tinggi. Lampu merah terang yang dipancarkan oleh LED ini memastikan penglihatan yang jelas walaupun dalam keadaan cuaca buruk. Selain itu, penggunaan kuasa rendah mereka mengurangkan kos tenaga dan keperluan penyelenggaraan.

3.3 Pengiklanan dan Papan tanda:
LED merah digunakan dalam pengiklanan dan paparan papan tanda untuk menarik perhatian dan menyampaikan mesej dengan berkesan. Warna dan keupayaan mereka untuk membuat kesan pencahayaan dinamik menjadikan mereka popular untuk digunakan dalam papan iklan, tanda kedai, dan paparan berskala besar.
3.4 Aplikasi Perubatan:
LED merah mencari aplikasi dalam pelbagai bidang perubatan. Mereka digunakan dalam terapi photodynamic untuk merawat jenis kanser tertentu, serta dalam terapi laser peringkat rendah untuk pengurusan kesakitan dan penyembuhan luka. Sifat bukan invasif LED merah menjadikan mereka berharga dalam rawatan perubatan.
3.5 Pencahayaan Hortikultur:
LED merah memainkan peranan penting dalam sistem pencahayaan hortikultur. Tumbuhan memerlukan panjang gelombang cahaya tertentu untuk pertumbuhan optimum dan fotosintesis. LED merah memancarkan cahaya dalam lingkungan 600-700 nm, yang penting untuk merangsang pertumbuhan tumbuhan, berbunga, dan berbuah.

3.6 Komunikasi Optik:
LED merah digunakan dalam sistem komunikasi optik, terutamanya dalam aplikasi jarak pendek seperti penghantaran data optik antara peranti. Saiz padat mereka, kos rendah, dan keserasian dengan gentian optik menjadikannya sesuai untuk aplikasi ini.
3.7 Peranti penglihatan malam:
LED merah digunakan dalam peranti penglihatan malam, seperti goggle penglihatan malam dan skop. Lampu merah yang dipancarkan oleh LED ini kurang berkemungkinan mengganggu penglihatan malam pengguna berbanding dengan warna lain. LED merah juga mempunyai hayat bateri yang lebih lama, menjadikannya sesuai untuk kegunaan lanjutan.
Kesimpulan:
LED merah telah menjadi sebahagian daripada kehidupan seharian kita, mencari aplikasi dalam pelbagai bidang. Memahami prinsip asas di sebalik operasi dan pembinaan mereka membolehkan kita menghargai kecekapan, ketahanan, dan fleksibiliti mereka. Apabila teknologi terus maju, merah