Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn LED

Chúng ta đã quá quen thuộc với những bé đèn LED. Thế nhưng có bao giờ bạn tự hỏi nó hoạt động ra sao và có cấu tạo như thế nào. Bài viết hôm nay sẽ giải đáp những thắc mắc đó. Nào cùng tìm hiểu.

Cấu tạo của đèn led

1. Phần tử phát sáng LED

LED (Light-emitting diode – Đi-ốt bức xạ ánh sáng)

Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn. LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn.

2. Mạch in của đèn

Chất lượng mạch in, chất lượng mối hàn giữa LED với mạch in ảnh hưởng đến lớn đến độ bền của đèn, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt nam, nếu chất lượng của mạch in và mối hàn không tốt dễ gây oxi-hóa đứt mạch in, không tiếp xúc làm cho đèn không thể phát sáng sau một thời gian sử dụng.

Trong thực tế người ta có thể sử dụng mạch in thường, hoặc bằng nhôm, gốm cho phép tản nhiệt nhanh cho loại LED công suất trung bình và lớn

3. Bộ nguồn

Bộ nguồn cấp điện cho đèn LED phải đảm bảo cung cấp dòng điện và điện áp ổn định phù hợp lới loại LED đang sử dụng các linh kiện chế tạo bộ nguồn phải có tuổi thọ sử dụng tương đương với tuổi thọ của LED.>> Với loại đèn công suất nhỏ bộ nguồn đơn giản chỉ là một nguồn áp kết với một điện trở hạn dòng cho LED nhưng đối với LED công suất trung bình và lớn cần tạo một nguồn dòng cho LED.

4. Bộ phận tản nhiệt

(Cái này ít nghe ha, bởi vì led công suất lớn mới có tản nhiệt mà chúng ta sài chủ yếu là mấy bé led nhỏ nhỏ thôi)

Phần tản nhiệt cho đèn LED được thiết kế nhằm đưa phần tinh thể phát sáng xuống nhiệt độ thấp nhanh nhất, bộ phận này đặc biệt quan trọng khi thiết kế đèn LED công suất lớn, nếu bộ phận tản nhiệt này có kết cấu không phù hợp thì phần tử LED sẽ nhanh bị già, hiệu suất phát sáng giảm đi đáng kể.

5. Vỏ

Để đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định và bền, vỏ đèn được chế tạo để có độ chống thấm nước cao, đồng thời đảm bảo khả năng tỏa nhiệt nhanh chóng.

Do vậy khi sử dụng đèn LED chúng ta căn cứ vào các yếu tố chính trên đây để có thể đưa quyết định đúng khi mua hàng.

Nguyên Lí Hoạt Động Của Đèn LED

LED dựa trên công nghệ bán dẫn. Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn. Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED)hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn. - LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.

Tóm lại

Như vậy là ta vừa tìm hiểu xong cấu tạo và nguyên lí hoạt động của đèn LED. Mình hi vọng rằng nó sẽ mang lại nhiều kiến thức mới cho bạn. Nếu thấy hay thì cho mình cái Rate Note nha :D. Xin cảm ơn!

lên
34 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Chuyên mục: 
Bài liên quan
Các dự án được truyền cảm hứng

Bộ điều khiển PID - ứng dụng phần 2 - xe dò line dùng thuật toán PID

Tiép nối bài viết về xe dò line cảm ơn Đỗ Hữu Toàn đã viết hộ mình phần 4. hôm nay mình sẽ làm cho chiếc xe dò line đi mượt và có hồn hơn 

lên
34 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.
Các bài viết cùng tác giả

iNut cảm biến - Bài 1: Bước đầu tiến vào thế giới IoT

Xin chào mọi người, cùng với AI thì IoT cũng là một xu thế chắc chắn sẽ phát triển trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Ngày trước, khi mới làm quen với các dự án liên quan đến IoT, mọi người thường gặp nhiều khó khăn do phải chuẩn bị gần như mọi thứ từ server tới client và tính ổn định, bảo mật của mô hình cũng khó được đảm bảo. Kể từ khi các nền tảng IoT ra đời thì mọi thứ đã trở nên dễ dàng hơn. Sự đơn giản và tiện lợi khi làm các dự án IoT cũng ngày càng tăng theo dòng phát triển của các nền tảng ấy. Inut Platform chính là một trong những nền tảng như vậy, đây là một nền tảng do người Việt sáng lập nên chắc chắn việc hỗ trợ khi làm dự án sẽ dễ dàng hơn rất nhiều. Chính vì vậy, hôm nay mình xin giới thiệu với các bạn seri bài viết hướng dẫn sử dụng iNut Cảm Biến - Một sản phẩm đa năng của nền tảng iNut.

lên
2 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.

Lập trình Arduino không cần viết code - Phần 17: Nháy nhiều led song song nhau không dùng timer

Đây là phần 17 của chuỗi bài viết “Lập trình Arduino không cần viết code”

- Xem lại phần 16 tại đây

Xin chào mọi người! Ở phần 15 mình đã hướng dẫn mội người làm nháy các led song song với nhau dùng timer. Và hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau làm nháy nhiều led song song nhau theo các chu kì nháy khác nhau không dùng timer, mà ta sẽ dùng phương thức lập trình sự kiện (Lập trình thời gian thực).

lên
13 thành viên đã đánh giá bài viết này hữu ích.