Đèn LED là gì? Cấu tạo đèn LED chiếu sáng

Đèn LED là gì? Cấu tạo đèn LED chiếu sáng

Chào bạn, có phải bạn đang có nhu cầu tìm mua sản phẩm đèn led hàng chất lượng, nhìn thẩm mỹ đẹp, vừa đủ để chiếu sáng không gian phòng học, phòng làm viêc, giá cả hợp lý. Hãy cùng tham khảo mẫu đèn led của chúng tôi tại cửa hàng trực tuyến Led EsunLighting của Công ty TNHH PT TM VÀ DV TVT VIỆT NAM. Website : Esunlighting.vn. Đồng thời, bài viết sau đây chúng tôi sẽ cho bạn biết thế nào là đèn led và cấu tạo của đèn led.

1. Tổng quan về đèn LED

1.1. Đèn LED là gì?

LED là từ viết tắt của Light Emitting Diode hay điốt phát quang là một linh kiện điện tử dựa trên chuyển tiếp p-n. LED có cấu trúc cơ bản của một điốt. Cấu trúc cơ bản của LED gồm hai lớp bán dẫn p, n ghép với nhau qua lớp tiếp xúc công nghệ. Hoạt động của LED dựa trên hoạt động của chuyển tiếp p-n.

1.2. Cơ chế phát quang của đèn LED

Hiện tượng phát quang: Các điện tử ở lân cận cực tiểu vùng dẫn sau một thời gian tồn tại ở đây có thể chuyển mức xuống trạng thái trống trong vùng hóa trị, tái hợp với lỗ trống và phát ra một photon.

Đối với một chất bán dẫn, đây là quá trình tái hợp bức xạ tự phát, không phụ thuộc vào mật độ phổ năng lượng của bức xạ điện từ bên ngoài.

Xét chuyển tiếp p-n ở trạng thái không phân cực tại cả vùng nghèo và vùng trung hòa. Do hệ đã thiết lập trạng thái cân bằng,do đó số điện tử tái hợp bằng số điện tử phát xạ. Mật độ dòng photon phát ra rất nhỏ, phần lớn bị hấp thụ do đó không có hiện tượng phát quang.

Xét chuyển tiếp p-n ở trạng thái phân cực thuận. Tại vùng nghèo do hiện tượng khuếch tán và phun hạt dẫn. Nồng độ hạt dẫn dư ( điện tử và lỗ trống) tại vùng nghèo tăng đột ngột,để thiết lập lại cân bằng các điện tử và lỗ trống tái hợp theo cơ chế tái hợp tự phát và phát ra các photon. Do tác dụng của điện áp thuận đặt vào lớp chuyển tiếp,vùng nghèo luôn luôn ở trạng thái thừa hạt dẫn, do đó mật độ dòng photon phát ra từ vùng nghèo luôn được duy trì tạo thành chùm sáng thoát ra khỏi lớp chuyển tiếp.

Trong trường hợp chuyển tiếp p-n ở trạng thái phân cực ngược. Dòng ngược là dòng của hạt dẫn thiểu số rất nhỏ dẫn tới mật độ dòng photon phát ra quá nhỏ, phần lớn bị hấp thụ trở lại do đó không có ánh sáng phát ra.

Như vậy, điện áp thuận đặt vào LED sẽ tạo ra hiện tượng phun hạt dẫn qua lớp chuyển tiếp, qua đó làm tăng đột ngột nồng độ hạt dẫn dư, sự tăng nồng độ hạt dẫn dư làm xuất hiện sự tái hợp bức xạ để trở về trạng thái cân bằng. Đó chính là cơ chế hoạt động của LED.

2. Sự ra đời của đèn LED

Năm 1907, nhà khoa học người Anh H.J. Round đã phát minh ra điốt bán dẫn phát sáng đầu tiên, tiếp đó nhà khoa học Nga Oleg Vladimirovich Losev đã tạo ra chiếc đèn LED đầu tiên, tuy nhiên thành tựu này đã nhanh chóng rơi vào quên lãng khi mà nó không được biết đến rộng rãi.

Phải đến tận năm 1961, hai nhà khoa học Mỹ là Robert Biard và Gary Pittman, làm việc tại Texas cũng phát hiện GaAs phát ra tia hồng ngoại khi có dòng điện tác động tới nó, ngay sau đó 2 ông đã được cấp bằng sáng chế ra đèn LED hồng ngoại.

Năm 1962, chiếc đèn LED phát ra ánh sáng đỏ đầu tiên được nghiên cứu bởi Nick Holonyak Jr. Tiếp đến năm 1972, M. George Craford là người đã phát minh ra bóng đèn led có màu vàng đầu tiên có cường độ sáng gấp 10 lần ánh sáng của bóng led màu đỏ và màu cam.

Và phải đến năm 1993, chiếc đèn LED xanh da trời đầu tiền được làm từ InGaN là phát minh của nhà khóa học Shuji Nakamura làm việc cho công ty Nichia Corporation. Sau đó, người ta lấy ánh sáng vàng trộn với ánh sáng xanh da trời và phủ thêm một lớp hợp chất có tên là YAG để cho ra đời ánh sáng trắng. Phải đên hơn 10 năm sau thì Nakamura mới được được trao giải thưởng công nghệ thiên nhiên kỷ cho phát minh đèn led ánh sáng xanh này.

3. Cấu tạo của đèn LED chiếu sáng

– Lăng kính – Ánh sáng đèn LED là ánh sáng hướng. Góc phân bố ánh sáng tiêu chuẩn của đèn LED là 180 độ và ánh sáng phát ra vào khoảng nửa trên của bóng đèn. Đối với một số đèn LED, góc phân bố có thể điều chỉnh được, có chùm hẹp, rộng khách nhau. Góc chiếu sáng có thể được thay đổi bằng lăng kính. Lăng kính Polycarbonate được ưu tiên sử dụng vì chúng ít cản ánh sáng và tương đối dễ sản xuất. Chất lượng bề mặt và hình dáng của lăng kính rất quan trọng để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng và để hạn chế tổn thất trong sản lượng ánh sáng.

– Chip LED – Như chúng ta đã tìm hiểu ở trên, đây là bộ phận phát ra ánh sáng cho đèn.

– Lớp bề mặt (Substrate material)– Thường là một lõi kim loại PCB được sử dụng để gắn đèn LED. Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại còn dùng giúp chuyển nó vào bộ tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng hơn.

– Lớp tiếp xúc (Interface materials) – Thông thường là keo hoặc dầu mỡ. Phần này được sử dụng để tối đa tiếp xúc khi gắn lớp bề mặt vào bộ phần tản nhiệt giúp tối đa hóa việc truyền tải nhiệt.

– Bộ tản nhiệt – Bộ phận tản nhiệt có 2 loại. Tản nhiệt chủ động, thường là quạt dùng để lưu thông không khí. Tản nhiệt bị động sử dụng vây kim loại để làm tiêu tán nhiệt. Tản nhiệt chủ động thường giải nhiệt tốt hơn, nhưng trong hầu hết các ứng dụng, tản nhiệt bị đồng là đủ để giúp cho bộ đèn có nhiệt độ hoạt động tốt nhất.