Как работят LED диодите на Cree – просто обяснение на технологията

Технологичните пробиви от края на 80-те до средата на 90-те години на XX век превърнаха осветлението със светодиоди (LED) в реален фактор на пазара за общо осветление. Новото поколение диоди можеше да поема повече ток и да излъчва значително повече светлина. Така се роди LED диодът с висока яркост.

Cree е една от петте водещи компании в света в производството на LED компоненти, която разчита на ключова експертиза в областта на силициевия карбид (SiC). Няколко основни принципа помагат да се разбере как точно работи тяхната технология.

Основни стъпки за разбиране на технологията

1. Как полупроводниците произвеждат светлина

Първо е важно да разберете как полупроводниците могат да излъчват светлина. Ключът е в състава на материала: той определя колко енергия получават електроните, а това от своя страна диктува колко енергия те отделят обратно под формата на светлина.

2. Ролята на InGaN и SiC субстрата

Индиевият галиев нитрид (InGaN) може да бъде произведен така, че да излъчва мощна синя светлина, но това е изключително трудно за обработка материал. Именно затова Cree изгражда своите диоди върху субстрат от силициев карбид (SiC) – той осигурява стабилна и надеждна основа, върху която да бъде изграден InGaN кристалът. LED диодите от InGaN излъчват синя светлина с висока ефективност.

3. Всеки диод излъчва един цвят

Обърнете внимание, че LED диодите излъчват светлина само в един цвят, който се определя от структурата на полупроводника. InGaN материалите на Cree могат да произвеждат няколко различни цвята, но синият се оказва особено ценен за следващата стъпка.

4. Преобразуване на дължината на вълната – тайната на бялата светлина

Тук влиза в действие процесът на преобразуване на дължината на вълната. Той представлява явление, при което луминофорът абсорбира светлина с къса дължина на вълната и излъчва светлина с по-дълга дължина на вълната. При технологията на Cree късата синя светлина се поглъща от луминофор, който я преобразува в жълта и/или червена светлина. Светлината от луминофора се смесва със синята светлина, преминала директно през диода, и резултатът е чисто бяла светлина. Съществуват няколко метода за създаване на бели LED диоди, но подходът на Cree се състои именно в нанасянето на луминофор върху син LED диод.

5. Много диоди, богата светлина

Накрая е важно да се знае, че осветителните тела на Cree обикновено се изграждат от множество LED диоди, работещи едновременно. Комбинацията от тях създава наситена и балансирана светлинна смес с високо качество.

Обобщение

Технологията на Cree се гради върху три фундаментални елемента: прецизния полупроводников материал InGaN, стабилния SiC субстрат и умелото използване на луминофори за преобразуване на синя светлина в бяла. Именно тази комбинация прави LED осветлението на Cree едно от най-ефективните решения на съвременния пазар.