หลอดไฟ LED

หลอดไฟ LED

       หลอดไฟที่ใช้ในบ้าน ปัจจุบันเริ่มมีการหันมาใช้เป็นแบบ LED มากขึ้น บางคนจึงมีคำถามว่าแล้ว มันคืออะไร?  มีประโยชน์ยังไง?

การให้แสงสว่างที่ใช้กันมานานและเริ่มมีการพัฒนามาเรื่อยๆ

      จากการใช้หลอดไส้ แล้ว เริ่มมีการเปลี่ยนมาเป็นหลอดฟลูออเรสเซนส์ จนปัจจุบันนี้มาเป็นแบบ LED

[[pic2]]

ที่มาของหลอด LED

      LED ย่อมาจาก    L = Light แสง

                          E = Emitting เปล่งประกาย

                          D = Diode ไดโอด

             ไดโอดเปล่งแสง  หลายๆคนคงไม่ค่อยคุ้นหูสักเท่าไหร่ ที่จริงมีมานานแล้ว มันคืออุปกรณ์ทางอิเล็คทรอนิกส์ ประเภทสารกึ่งตัวนำ รูปแบบไดโอด ถูกพัฒนาให้สามารถนำมาทำเป็นสัญญาณไฟสำหรับการบิน , ไฟจราจร , ไฟแสดงผล seven segment , ไฟนาฬิกาดิติตอล เป็นต้น แต่เนื่องจากยังไม่สามารถทำแสงให้เป็นสีขาวได้จึงยังไม่มีการนำมาใช้ในการส่องสว่าง 

            จนในปี 1990 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คนสามารถพัฒนาหลอด LED ให้มีแสงสีขาวได้สำเร็จ ทั้ง 3 คนได้รับการยกย่องและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2014  จึงส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านแสงสว่าง และไฟฟ้า มาจนถึงทุกวันนี้           

[[pic3]]

    เนื่องจากหลอด LED เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ที่ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ P และ N เมื่อนำมาประกบกันจะมี ผิวด้านหนึ่งเรียบคล้ายกระจก เมื่อทำการไบแอสตรง โดยการไบแอสตรงนั้นคือการ จ่ายประจุบวกเข้าทางขา แอโนด A , จ่ายประจุลบเข้าทางขา แคโทด K จะทำให้อิเลคตรอนที่สารกึ่งตัวนำชนิด N มีพลังงานสูงขึ้น จนสามารถวิ่งข้ามรอยต่อไปรวมกับโฮลในสาร P ส่งผลให้เกิดกระแสไหลผ่านรอยต่อ PN เป็นผลให้พลังงานอิเลคตรอนเปลี่ยนไปและคายพลังงานออกมาในรูปของแสง การควบคุมแสงสว่างที่ไหลผ่านหลอด LED มีความสำคัญ เนื่องจากถ้าหากกระแสไหลผ่านมากก็จะสว่างมาก แต่จะเกิดความร้อนสะสมที่รอยต่อ PN จนเกิดความเสียหาย ไม่สามารถใช้งานได้

    เมื่อ LED เปล่งแสงออกมาแล้วถ้าเราไม่คุมทิศทาง จะทำให้แสงกระจัดกระจาย ออกมาไม่เป็นระเบียบทำให้ความเข้มแสงน้อยลงเราจึงจะเห็นได้ว่า หลอด LED จะมีพลาสติกหุ้มบริเวณจุดปลายที่ให้แสงสว่าง เพื่อควบคุมแสงที่ออกมาให้อยู่ตำแหน่งที่ต้องการ 

    เพราะเหตุนี้จึงทำให้หลอด LED ประหยัดพลังงานมากกว่าหลอดไฟชนิดอื่นๆอย่างมาก เพราะไม่ต้องอาศัยการเผาไหม้ของไส้หลอด ไม่มีความร้อนสูง ไม่ต้องสูญเสียพลังงานไปกับความร้อน จึงทำให้อายุการใช้งาน ยาวนานกว่าหลอดไฟแบบเก่าทั่วๆไป และยังไม่ปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต UV ซึ่งเป็นอันตรายต่อผิวหนังด้วย

      LED มีหลากหลายสี สีของแสงเกิดจากรอยต่อจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่นำมาใช้ในการสร้าง LED ทั้งชนิดที่ใช้เป็นของเหลว และก๊าซเช่น

   สีแดง - ใช้แกลเลี่ยมฟอสไฟด์ GALLIUM PHOSPHIDE ,GaP

   สีเหลืองและสีเขียว - ใช้แกลเลี่ยมอาซีไนด์ ฟอสไฟด์ GALLIUM ARSENIDE PHOSPHIDE , GaAsP

รูปแบบของ LED

   ปัจจุบัน LED มีหลากหลายรูปแบบ แต่สามารถแบ่งตามลักษณะของรูปทรงได้ 2 ประเภท คือ

   1.แบบ Lamp Type เป็น LED ชนิดที่พบกันอยู่ทั่วไปมีขายื่นออกมาจากตัว Epoxy 2 ขาหรือมากกว่า โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 mm. ขึ้นไป ส่วนใหญ่รับกระแสได้ไม่เกิน 150mA

   2.แบบ Surface Mounted Device ,SMD มีลักษณะ Packet เป็นตัวบางๆเวลาทำการประกอบต้องใช้เครื่องมือพิเศษ สามารถใช้กระแสตั้งแต่ 20mA-มากกว่า 1A สำหรับ LED แบบ SMD ที่สามารถใช้กระแสตั้งแต่ 300mA ขึ้นไปจะเรียก Power LED การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ภายใน เพื่อป้องกันความชื้นหรือละอองน้ำ เพราะสามรถรั่วซึมเข้ามาได้ สารเคลือผิวหน้าจะใช้เป็นซิลิโคน

[[pic5]]