หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode)
LED หรือไดโอดเปล่งแสง (light-emitting diode หรือย่อว่า LED) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างหนึ่ง จัดอยู่ในจำพวกไดโอด ที่สามารถเปล่งแสงในช่วงสเปกตรัมแคบ แสงที่เปล่งออกมาประกอบด้วยคลื่นความถี่เดียวและเฟสต่อเนื่องกัน
หลักการทำงาน
โครงสร้างประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำสองชนิด (สารกึ่งตัวนำชนิด N และสารกึ่งตัวนำชนิด P) ประกบเข้าด้วยกัน มีผิวข้างหนึ่งเรียบคล้ายกระจกเมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงผ่านตัว LED โดยจ่ายไฟบวกให้ขาแอโนด (A) จ่ายไฟลบให้ขาแคโทด (K) ทำให้อิเล็กตรอนที่สารกึ่งตัวนำชนิด N มีพลังงานสูงขึ้น จนสามารถวิ่งข้ามรอยต่อจากสารชนิด N ไปรวมกับโฮลในสารชนิด P การที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อ PN ทำให้เกิดกระแสไหล เป็นผลให้ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปและคายพลังงานออกมาในรูปคลื่นแสง
รูปแบบของ LED
ปัจจุบันแอลอีดีมีหลายรูปแบบ หากแบ่งตามลักษณะของ Packet แบ่งได้ 2 แบบคือ
1. แบบ Lamp Type เป็นแอลอีดีชนิดที่พบกันอยู่ทั่วไปมีขายื่นออกมาจากตัว Epoxy 2 ขาหรือมากกว่า โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 mm. ขึ้นไป บริษัทผู้ผลิตจะออกแบบให้ขับกระแสได้ไม่เกิน 150 mA
2. แบบ Surface Mount Type (SMD) มีลักษณะ packet เป็นตัวบาง ๆ เวลาประกอบต้องใช้เครื่องมือชนิดพิเศษมี ขนาดการขับกระแสตั้งแต่ 20 mA – 1 A สำหรับแอลอีดีแบบ SMD ถ้าขับกระแสได้ตั้งแต่ 300 mA ขึ้นไป จะเรียกว่า Power LED การใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ภายในเนื่องจากสารเคลือบหน้าหลอดแอลอีดีส่วนใหญ่จะเป็นซิลิโคน ซึ่งละอองน้ำหรือความชื้นสามารถซึมผ่านได้
ข้อดีของแอลอีดี
- มีประสิทธิภาพการให้แสงสว่างสูง และทิศทางแสงสว่างของ LED จะส่องไปเฉพาะด้านหน้าเท่านั้น ลดการสูญเปล่าของแสงสว่าง
- ใช้พลังงานน้อย
- ทนต่อการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกจึงเหมาะสมสำหรับติดตั้งในเครื่องบินหรือรถยนต์
- สามารถเปิดปิดได้บ่อยครั้ง และเมื่อเปิดจะให้แสงสว่างโดยทันที
- อายุการใช้งานยาวนานถึง 100,000 ชั่วโมง
- ปล่อยความร้อนออกมาน้อยมาก
- การดูแลรักษาต่ำ
- น้ำหนักเบา ขนาดเล็ก
- มีหลากหลายสี
ข้อด้อยของแอลอีดี
มีราคาสูงกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์ทั่วไป
ปัจจุบันได้มีการนำหลอดไฟ LED มาใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงในการดำรงชีวิตของมนุษย์และนำไปประยุกต์ใช้ทางด้านวิทยาศาสตร์ เช่น การศึกษาวิจัยทางด้านกล้องจุลทรรศน์แสงแบบดิจิตอล การใช้เป็นตัวเชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์ ในด้านเชิงพาณิชย์ เช่น เครื่องคิดเลข เครื่องพิมพ์ใช้เป็นตัวเซนเซอร์ในกับปิด-เปิดสวิตซ์ไฟฟ้า สัญญาณไฟจราจร ไฟท้ายรถยนต์ ป้ายสัญญาณ ป้ายโฆษณา ไฟฉาย จอวีดีทัศน์ขนาดใหญ่ (Bill – Board , Score-board) โคม Downlight เครื่องเล่นดีวีดี เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในประเทศ และหลอดไฟประดับตกแต่งภายใน เป็นต้น
ดังนั้นการพัฒนาและศึกษาวิจัยหลอดไฟ LED ยังคงมีต่อเนื่องในทางด้านการนำวัสดุมาใช้ในการผลิตหลอดไฟ LED ซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างมาก
Ref.
tci-thaijo.org
klcbright.com