Os tipos e variedades de LEDs crescem todos os dias parece, mas hoje estamos levando isso de volta ao básico. Estamos aqui hoje para responder à sempre presente pergunta: “Como são feitos os LEDs? Nós vamos levá-lo através de um fundo rápido sobre as principais diferenças entre as luzes LED e as luzes tradicionais, quais os materiais que entram na criação do diodo emissor de luz, como esses materiais são projetados e, finalmente, como eles são conectados entre si para criar a luz mais eficiente do mercado!
Background: LEDs vs Luzes Tradicionais
LED iluminação e luzes incandescentes e fluorescentes não só são concebidas de forma diferente, como criam luz de forma diferente. A iluminação tradicional cria luz através da fixação de fios a uma fonte de energia. Quando os fios aquecem, eles emitem luz. Os LEDs criam luz por excitação electrónica, em oposição ao calor. É por isso que os LEDs usam menos energia e emitem menos calor, pois o calor não é um componente principal na criação de luz.
LED Materiais
LED significa diodo emissor de luz. Portanto, as luzes LED são constituídas por pequenos díodos. Cada diodo é criado a partir de material semicondutor. Uma das camadas de material semicondutor terá um excesso de elétrons, uma camada será esgotada de elétrons. Esta diferença nos níveis de elétrons permite que os elétrons se movam de uma camada para outra, criando luz através da excitação eletrônica mencionada acima.
Para quebrá-la um pouco mais, o próprio material semicondutor é feito de material cristalino e necessita de impurezas para conduzir eletricidade. Entretanto, essas impurezas são adicionadas ao material semicondutor posteriormente no processo de fabricação.
No entanto, não confunda essas impurezas com imperfeições no material semicondutor. Elas não diminuem o valor do diodo, elas o valorizam! A adição dessas impurezas ao semicondutor é chamada de doping e é um material essencial utilizado na fabricação de LEDs. As impurezas mais comuns adicionadas são zinco e nitrogênio.
Finalmente, para alimentar os diodos, devem ser adicionados fios elétricos. Os compostos de ouro e prata são frequentemente utilizados nos fios de LED, uma vez que podem suportar ser soldados e aquecer bem. Finalmente, para terminar, os diodos são revestidos em plástico transparente, e não em vidro como as lâmpadas tradicionais, tornando-os duráveis e duradouros.
LED Design
Ao projetar as luzes LED, há um pouco mais de criatividade permitida. Dependendo da aplicação da luz, temperatura da cor, brilho e eficiência são decididos antes de qualquer fabricação. Estes atributos são decididos em função do tamanho do diodo, do material semicondutor utilizado, dos tipos de impurezas adicionadas e da espessura das camadas do diodo.
Fabricação: Como os LEDs são feitos
A fabricação de LEDs é uma matéria delicada e complexa, mas faremos o nosso melhor para resumir. Antes de mais nada, o material semicondutor deve ser feito. Isto é chamado de bolacha semicondutora. O material semicondutor é “cultivado” em uma câmara de alta temperatura e alta pressão. Elementos como gálio, arsênico e/ou fósforo são purificados e misturados na câmara, que depois se liquefaz em uma solução concentrada. Uma vez misturados os elementos, uma vareta é colocada na solução e lentamente puxada para fora. A solução cristaliza na extremidade da haste ao ser puxada para fora, criando um longo lingote de cristal cilíndrico.
Este material é então cortado em bolachas semicondutoras e essencialmente lixado, como se fosse lixar uma mesa, até que a superfície fique lisa. Em seguida, ele é mergulhado em uma solução de vários solventes para uma limpeza rigorosa para livrá-lo de qualquer sujeira, poeira ou material orgânico.
Na etapa seguinte do processo, camadas adicionais de material semicondutor são adicionadas ao wafer. Esta é uma forma de adicionar impurezas, ou dopentes.
Próximo, os contatos metálicos são definidos no semicondutor. Isto é determinado na fase de projeto e leva em conta se o diodo será usado individualmente ou com outros.
Por último, os diodos são montados na embalagem apropriada, os fios são conectados e então tudo é encapsulado em plástico. É assim que os LEDs são feitos!
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