Đèn LED – Phần 1 – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Đèn LED là một linh kiện bán dẫn xuất hiện ngày càng phổ biến. Từ đèn chiếu sáng, biển quảng cáo, màn hình TV, điện thoại đến đèn khử khuẩn UV. Chúng có cấu tạo, nguyên lý hoạt động thế nào? Hãy cùng Elecfarm tìm hiểu qua bài viết sau.

1. Cấu tạo

LED (Light Emitting Diode) hay diode phát quang là các diode có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như diode, LED được cấu tạo từ khối bán dẫn loại p và loại n ghép với nhau.

LED được gắn lại với nhau nhằm nâng cao khả năng phát ánh sáng. Ba loại tổ hợp phổ biến hiện này là: DIP, SMD và COB.

Trong ứng dụng làm thiết bị chiếu sáng, các chip LED được lắp ráp với nhau thành một nguồn phát ánh sáng nằm bên trong các sản phẩm có hình dạng như: bóng tròn, tuýp dài, hình nến, hình cầu, downlight… được gọi là đèn LED.

2. Nguyên lí hoạt động

Cách hoạt động:

• Đèn LED dựa trên công nghệ bán dẫn nên hoạt động của nó giống với nhiều loại đi-ốt bán dẫn.
• Khối bán dẫn loại P có chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương. Nên khi ghép khối bán dẫn N thì các lỗ trống sẽ chuyển động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc đó, khối P lại nhận thêm các điện tử mang điện tích âm từ khối N chuyển sang.
• Kết quả là khối P tích điện âm (dư thừa điện tử và thiết hụt chỗ trống) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa chỗ trống).
• Ở biên giới hai mặt bên tiếp giáp P – N, một số điện tử sẽ bị lỗ trống thu hút. Khi chúng tiến lại gần nhau sẽ tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng.
• Tùy thuộc vào mức năng lượng được giải phóng ra cao hay thấp, bước ánh sáng phát ra sẽ khác nhau. Mức năng lượng sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.