Apa Itu Dioda Laser Pemancar Cahaya?

Dioda Laser Foto DIPIMPIN adalah semikonduktor yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Warna cahaya yang dipancarkan tergantung pada bahan dan komposisi semikonduktor. LED biasanya dibagi menjadi tiga panjang gelombang: ultraviolet, tampak, dan inframerah. LED komersial memiliki keluaran piksel tunggal minimal 5mW dan rentang panjang gelombang 360nm hingga 950nm, masing-masing terbuat dari bahan semikonduktor tertentu.

LED UV: 320-360nm

LED UV dengan cepat dikomersialkan, khususnya untuk aplikasi penyembuhan industri dan penggunaan medis / biomedis. Hingga baru-baru ini, batas chip efisiensi tinggi panjang gelombang yang lebih rendah bergeser dari 390nm ke 360nm, dan perkembangan selama beberapa tahun ke depan mungkin melihat chip efisiensi tinggi 320nm dikomersialkan di wilayah tersebut.

Dekat ultraviolet ke LED hijau: 395nm-530nm

Bahan untuk produk rentang panjang gelombang adalah indium gallium nitride InGaN, yang secara teknis memiliki panjang gelombang antara 395 nm dan 530 nm. Namun, sebagian besar pemasok besar berfokus pada pembuatan led biru 450nm-475NM, yang digunakan untuk memproduksi lampu putih dengan fosfor, dan led hijau dalam kisaran 520nm-530nm untuk penerangan hijau sinyal lalu lintas.

Kemajuan pesat dan peningkatan efisiensi dicatat dalam rentang panjang gelombang biru, terutama karena perlombaan untuk menciptakan sumber cahaya putih yang semakin terang terus berlanjut.

Merah tua ke inframerah-dekat (IRLED): 660nm-900 nm

Ada banyak variasi struktur perangkat di wilayah ini, tetapi semuanya menggunakan bahan aluminium gallium arsenide AlGaAs atau GaAs. Masih ada dorongan untuk membuat perangkat ini lebih efisien, tetapi peningkatan ini dilakukan secara bertahap. Aplikasinya mencakup remote control inframerah IR, lampu night vision, kontrol lampu industri, dan berbagai aplikasi medis (660nm-680nm).

Bagaimana LED bekerja

LED adalah dioda semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika arus listrik dialirkan ke arah depan perangkat. Tegangan yang cukup harus diterapkan agar elektron melewati zona rugi dan bergabung dengan lubang di sisi lain untuk membentuk pasangan elektron-lubang. Ketika ini terjadi, elektron melepaskan energinya dalam bentuk cahaya, dan hasilnya adalah emisi foton. Celah pita semikonduktor menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, dan panjang gelombang yang lebih pendek sama dengan lebih banyak energi, sehingga bahan dengan celah pita yang lebih besar memancarkan panjang gelombang yang lebih pendek. Bahan dengan celah pita yang lebih besar juga membutuhkan tegangan konduksi yang lebih tinggi. LED biru UV gelombang pendek memiliki tegangan maju 3,5 volt, sedangkan LED inframerah dekat memiliki tegangan maju 1.5-2.0 volt.

Ketersediaan dan efisiensi panjang gelombang

Led efisiensi tinggi dapat diproduksi dalam rentang panjang gelombang apa pun, hanya kisaran 535nm hingga 560nm yang tidak dapat menghasilkan lampu led efisiensi tinggi. Faktor terpenting dalam komersialisasi panjang gelombang tertentu terkait dengan potensi pasar, permintaan, dan panjang gelombang standar industri. Hal ini terlihat jelas di wilayah 420nm-460nm, 480nm-520nm, dan 680nm-800nm, karena rentang panjang gelombang ini tidak banyak digunakan. Tidak banyak produsen yang menawarkan produk LED untuk rentang panjang gelombang ini. Namun demikian, adalah mungkin untuk menemukan pemasok kecil dan menengah yang dapat menawarkan panjang gelombang tertentu berdasarkan permintaan pelanggan. Setiap teknik material memiliki rentang panjang gelombang di mana spot paling efektif. Titik ini sangat dekat dengan tengah setiap rentang. Ketika tingkat doping semikonduktor meningkat atau menurun dari jumlah optimal, efisiensi menurun, itulah sebabnya LED biru memiliki keluaran lebih besar daripada lampu hijau atau sinar UV dekat, kuning memiliki keluaran lebih banyak daripada kuning-hijau, dan inframerah-dekat lebih unggul daripada 660nm . Jika ada pilihan yang harus dibuat, yang terbaik adalah mendesain untuk pusat jangkauan daripada tepi, lebih mudah untuk mendapatkan produk jika Anda tidak beroperasi di tepi teknologi material.

Gambar 1 - Terapkan persamaan I=(Vcc-Vf)/RL untuk menemukan nilai saat ini. Untuk benar-benar menentukan aliran arus dalam rangkaian, setiap VF LED harus diukur dan resistansi beban yang sesuai ditentukan. Dalam aplikasi komersial praktis, Vcc dirancang jauh lebih besar daripada VF, sehingga perubahan kecil pada VF tidak berdampak besar pada arus keseluruhan. Kerugian dari rangkaian ini adalah adanya kehilangan daya yang besar melalui RL. Dalam aplikasi di mana kisaran suhu operasi sangat sempit (kurang dari 30 derajat) atau di mana keluaran LED tidak kritis, rangkaian sederhana dapat digunakan yang menggunakan resistor pembatas arus, seperti yang ditunjukkan pada gambar: Cara yang lebih baik untuk mengemudi LED adalah menggunakan sumber arus konstan (lihat Gambar 2). Sirkuit akan memberikan arus yang sama dari perangkat ke perangkat dan perubahan suhu. Ini juga memiliki konsumsi daya yang lebih rendah daripada menggunakan resistor pembatas arus sederhana. Komersial, driver LED off-the-shelf tersedia dari berbagai sumber. Biasanya, operasi ini menggunakan prinsip kontrol kecerahan modulasi lebar pulsa (PWM).

Pasokan arus dan tegangan ke led

Meskipun LED adalah semikonduktor dan membutuhkan voltase minimum untuk bekerja, LED masih berupa dioda dan perlu beroperasi dalam mode saat ini. Dalam mode DC, led beroperasi dalam dua cara utama. Yang paling sederhana dan paling umum adalah dengan menggunakan resistor pembatas arus (lihat Gambar 1). Kerugian dari metode ini adalah panas yang tinggi dan kehilangan daya pada resistansi. Agar arus tetap stabil antara perubahan suhu dan perangkat, tegangan suplai harus jauh lebih besar daripada tegangan maju LED.

Gambar 2 - Contoh rangkaian stabil presisi. Rangkaian ini sering disebut sebagai sumber arus konstan. Perhatikan bahwa arus suplai ditentukan oleh tegangan suplai (Vcc) dikurangi Vin dibagi dengan R1, (Vcc-VIN)/R1.

Kontak informasi:

Jika Anda punya ide, jangan ragu untuk berbicara dengan kami. Di mana pun pelanggan kami berada dan apa persyaratan kami, kami akan mengikuti tujuan kami untuk menyediakan pelanggan kami dengan kualitas tinggi, harga murah, dan layanan terbaik.