تعتمد الخصائص الهيكلية لمصابيح LED على مبدأ انبعاث ضوء أشباه الموصلات الأساسي{0}}مع التصميم العام الذي يركز على الكفاءة والمتانة والقدرة على التكيف.
الهيكل الأساسي ومبدأ انبعاث الضوء-:
جوهر ضوء LED عبارة عن شريحة شبه موصلة مكونة من مواد شبه موصلة من النوع P- والنوع N- تشكل تقاطع P-N. عندما يتدفق التيار، تتحد الإلكترونات والثقوب معًا، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة على شكل ضوء. يتم تحديد لون الضوء من خلال فجوة نطاق مادة أشباه الموصلات. يتم تثبيت الشريحة على ركيزة باستخدام مادة لاصقة فضية أو بيضاء، ويتم توصيلها بالدائرة عبر أسلاك فضية أو ذهبية، ثم يتم تغليفها وحمايتها براتنج الإيبوكسي، لتكوين حزمة حالة - صلبة. يوفر هذا التصميم مقاومة ممتازة للصدمات ويتيح التكامل المباشر مع دوائر الحالة الصلبة-.
الخصائص الفيزيائية والكهربائية: تتميز مصابيح LED بهيكل بسيط وحجم صغير، وتعمل بجهد منخفض (أقل من 2 فولت) وتيار منخفض (عشرات المللي أمبير إلى 200 مللي أمبير) مع استهلاك منخفض للطاقة. توفر طبيعتها الصلبة- مقاومة للصدمات والاهتزازات، مما يجعلها مناسبة للمعدات المصغرة أو المغلقة.
المتانة والقدرة على التكيف البيئي: تتميز مصابيح LED بعمر افتراضي طويل (يصل إلى 100000 ساعة) وثبات عالي، وتعمل بشكل موثوق عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (على سبيل المثال، -30 درجة إلى 55 درجة) وتقلبات الجهد العالي (85 فولت - 265 فولت). يعد تصميم تبديد الحرارة (على سبيل المثال، استخدام المشتتات الحرارية المصنوعة من سبائك الألومنيوم) أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على العمر الافتراضي ومنع تسوس الضوء.
حماية البيئة وسلامتها: خالية من المواد الضارة من الناحية الهيكلية مثل الزئبق والرصاص، مصابيح LED هي مصادر ضوء بارد مع درجات حرارة سطحية منخفضة (أقل من أو تساوي 60 درجة) أثناء التشغيل. ولا تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء، مما يضمن السلامة مع تقليل التأثير البيئي.
القدرة على التكيف مع التطبيقات: يولد ضوءًا أبيض من خلال رقائق LED زرقاء مدمجة مع الفوسفور أو مبادئ ثلاثية الألوان، مما يحقق تجسيدًا عاليًا للألوان (على سبيل المثال، CRI=80) وفعالية مضيئة تصل إلى 115 لومن لكل واط. يوفر توفيرًا كبيرًا في الطاقة (70% أكثر كفاءة من مصابيح الفلورسنت التقليدية). يعمل تصميم العدسة والناشر المدمج على تحسين توزيع الضوء مع تقليل الوهج.
