หน้าแรก > บทความ > หลอดไฟ LED ทำงานอย่างไร

หลอดไฟ LED ทำงานอย่างไร

 

หลักการทำงานของ LED (Light Emitting Diode) คือ การจ่ายกระแสไฟฟ้าตรงผ่านสารกึ่งตัวนำ 2 ชนิด (N-type และ P-type) เมื่ออิเล็กตรอนจากฝั่ง N-type เคลื่อนที่ไปรวมตัวกับโฮล (ช่องว่างของอิเล็กตรอน) ที่ฝั่ง P-type ณ จุดเชื่อมต่อ (P-N Junction) พลังงานส่วนเกินจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของแสง (Photon) ทำให้เกิดการเรืองแสงขึ้น โดยสีของแสงจะขึ้นอยู่กับวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ใช้.

ขั้นตอนการทำงานแบบละเอียด
1.การจ่ายไฟ: ต่อไฟบวก (Anode) และไฟลบ (Cathode) เข้ากับ LED โดยต้องต่อแบบไบแอสตรง (Forward Bias) เพื่อให้กระแสไหลผ่านได้.

2.การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน: เมื่อมีแรงดันตกคร่อม (Vf) และกระแสไหลผ่าน อิเล็กตรอนอิสระจากสารกึ่งตัวนำชนิด N (มีอิเล็กตรอนเยอะ) จะถูกผลักดันให้เคลื่อนที่ไปยังสารกึ่งตัวนำชนิด P (มีโฮล).

3.การรวมตัวและปลดปล่อยแสง: ณ จุดเชื่อมต่อ P-N Junction อิเล็กตรอนจะตกลงมาเติมเต็มโฮล ทำให้เกิดการรวมตัว (Recombination) พลังงานที่คายออกมาจากการลดระดับพลังงานของอิเล็กตรอนนี้ จะปลดปล่อยเป็นอนุภาคแสง (โฟตอน).

4.สีของแสง: ชนิดของสารกึ่งตัวนำที่ใช้ (เช่น แกลเลียม อาร์เซไนด์, แกลเลียมไนโตรเจน) จะกำหนดความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมา ทำให้ได้แสงสีต่างๆ (แดง, เขียว, น้ำเงิน).

5.การสร้างแสงสีขาว: LED สีขาวมักสร้างโดยใช้ LED สีน้ำเงินเคลือบด้วยสารฟอสเฟอร์ (Phosphor) ซึ่งจะแปลงแสงสีน้ำเงินบางส่วนเป็นสีเหลือง เมื่อผสมกับแสงสีน้ำเงินที่เหลือ จะทำให้เกิดเป็นแสงสีขาว.

สิ่งที่สำคัญ
-P-N Junction: เป็นหัวใจสำคัญที่เกิดการเปล่งแสง.
-ไบแอสตรง (Forward Bias): ต้องต่อไฟให้ถูกขั้ว (บวกเข้า Anode, ลบเข้า Cathode).
-ตัวต้านทาน (Resistor): มักต้องต่ออนุกรมเพื่อจำกัดกระแสไม่ให้เกินค่าที่ LED ทนได้.
-ประสิทธิภาพ: LED เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงได้ดีกว่าหลอดไส้มาก เพราะไม่เน้นความร้อนในการเปล่งแสง. 

Visitors: 948,241