I tipi e le varietà di LED crescono ogni giorno, ma oggi torniamo alle basi. Siamo qui oggi per rispondere alla sempre presente domanda: “Come sono fatti i LED? Vi porteremo attraverso un rapido background sulle differenze chiave tra le luci a LED e le luci tradizionali, quali materiali vanno nella creazione del diodo che emette luce, come quei materiali sono progettati e, infine, come sono collegati insieme per creare la luce più efficiente sul mercato! LED vs luci tradizionali
L’illuminazione a LED e le luci a incandescenza e fluorescenti non solo sono progettate in modo diverso, ma creano la luce in modo diverso. L’illuminazione tradizionale crea luce collegando dei fili a una fonte di energia. Quando i fili si riscaldano, emettono luce. I LED creano la luce per eccitazione elettronica invece che per calore. Questo è il motivo per cui i LED usano meno energia ed emettono meno calore, poiché il calore non è un componente principale nella creazione della luce.
Materiali LED
LED sta per diodo ad emissione di luce. Pertanto, le luci LED sono composte da piccoli diodi. Ogni diodo è creato da materiale semiconduttore. Uno degli strati di materiale semiconduttore avrà un eccesso di elettroni, uno strato sarà impoverito di elettroni. Questa differenza nei livelli di elettroni permette agli elettroni di spostarsi da uno strato al successivo, creando la luce attraverso l’eccitazione elettronica di cui sopra.
Per scomporre un po’ di più, il materiale semiconduttore stesso è fatto di materiale cristallino e ha bisogno di impurità per condurre l’elettricità. Tuttavia, queste impurità sono aggiunte al materiale semiconduttore più tardi nel processo di fabbricazione.
Tuttavia, non scambiate queste impurità come imperfezioni nel materiale semiconduttore. Non diminuiscono il valore del diodo, lo aumentano! L’aggiunta di queste impurità al semiconduttore si chiama doping ed è un materiale essenziale utilizzato nella fabbricazione dei LED. Le impurità più comuni aggiunte sono lo zinco e l’azoto.
Infine, per alimentare i diodi, bisogna aggiungere dei fili elettrici. I composti d’oro e d’argento sono spesso usati nei fili dei LED, perché possono sopportare bene le saldature e il calore. Infine, per finire, i diodi sono racchiusi in una plastica trasparente, non in vetro come le lampadine tradizionali, rendendoli durevoli e di lunga durata.
Design LED
Quando si progettano luci a LED, è consentita un po’ più di creatività. A seconda dell’applicazione della luce, la temperatura di colore, la luminosità e l’efficienza vengono decise prima che avvenga qualsiasi produzione. Questi attributi sono decisi in base alle dimensioni del diodo, al materiale semiconduttore usato, ai tipi di impurità aggiunte e allo spessore degli strati del diodo.
Produzione: Come sono fatti i LED
La fabbricazione dei LED è una questione delicata e complessa, ma faremo del nostro meglio per riassumerla. Prima di tutto, bisogna fabbricare il materiale semiconduttore. Questo si chiama wafer semiconduttore. Il materiale semiconduttore viene “coltivato” in una camera ad alta temperatura e alta pressione. Elementi come gallio, arsenico e/o fosforo sono purificati e mescolati insieme nella camera, che poi si liquefa in una soluzione concentrata. Una volta che gli elementi sono mescolati, un’asta viene messa nella soluzione ed estratta lentamente. La soluzione cristallizza sull’estremità dell’asta mentre viene tirata fuori, creando un lingotto di cristallo lungo e cilindrico.
Questo materiale viene poi tagliato in wafer semiconduttori ed essenzialmente levigato, proprio come si farebbe con un tavolo, finché la superficie è liscia. Poi, viene immerso in una soluzione di vari solventi per una pulizia rigorosa per liberarlo da qualsiasi sporco, polvere o materiale organico.
Nella fase successiva del processo, vengono aggiunti ulteriori strati di materiale semiconduttore al wafer. Questo è un modo per aggiungere impurità, o droganti.
In seguito, i contatti metallici sono definiti sul semiconduttore. Questo è determinato nella fase di progettazione e tiene conto se il diodo sarà usato individualmente o con altri.
Infine, i diodi sono montati sul pacchetto appropriato, i fili sono attaccati e poi tutto è racchiuso nella plastica. Ecco come sono fatti i LED!
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