Đèn LED là gì? Cấu tạo và tính năng của đèn LED

Đèn led là gì? Đèn LED là một thiết bị dùng để phát sáng dựa trên nguyên lí cấu tạo của LED. 

Đèn LED là gì?

Đèn là gì?

Như các bạn đã biết thì đèn là một thiết bị điện dùng để phát sáng, nó xuất hiện ở mọi nơi, thể hiện cho sự văn minh và tiến bộ của con người. 

LED là gì?

Led (hay còn gọi là đi ốt phát quang, tên tiếng anh là light emitting diode) được hình thành bởi các chất bán dẫn nhiều loại khác nhau và bao gồm các diode (là một loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua một chiều) có khả năng phát ra ánh sáng, tia hồng ngoại hoặc tia tử ngoại. Các electron trong chất bán dẫn tái kết hợp với các lỗ trống, giải phóng năng lượng dưới dạng photon. Màu sắc của ánh sáng (tương ứng với năng lượng của các photon) được xác định bởi năng lượng cần thiết để các electron vượt qua vùng cấm của chất bán dẫn. Ánh sáng trắng thu được bằng cách sử dụng nhiều chất bán dẫn hoặc một lớp phốt pho phát sáng trên thiết bị bán dẫn.

Vậy đèn LED là gì? 

Đèn LED trang trí là một thiết bị dùng để phát sáng dựa trên nguyên lí cấu tạo của LED. 

Cấu tạo và tính năng của đèn LED

Cấu tạo của đèn LED

Đèn Led gồm những bộ phận nhỏ cấu thành, những bộ phận đó của đèn LED là gì:  

Bộ tản nhiệt: Bộ tản nhiệt bao gồm 2 loại chính, loại thứ nhất hoạt động như quạt (tản nhiệt chủ động), loại thứ hai dùng vây kim loại để tản nhiệt (tản nhiệt bị động), tản nhiệt chủ đông sẽ giúp cơ chế tản nhiệt của thiết bị Led tản nhiệt mau hơn, nhưng trên thị trường đa phần các nhà sản xuất sẽ dùng tản nhiệt bị đồng vì giá thành rẻ hơn và nó vừa đủ để đáp ứng nhu cầu tản nhiệt. 

• Chip LED: Chip LED là bộ phận phát sáng của đèn. 

Hình ảnh chip LED của đèn LED

• Lớp tiếp xúc: (Interface materials) – đây là bộ phận giúp tối ưu hóa việc truyền tải nhiệt. 
• Lớp bề mặt: (Substrate material) – Thường là một lõi kim loại PCB được sử dụng để gắn đèn LED. Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại còn dùng giúp chuyển nó vào bộ tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng hơn.
• Lăng kính: Dùng để tập trung ánh sáng, tạo hướng ánh sáng. 

Ngay khi có dòng điện chạy qua LED, đèn LED sẽ phát ra một chùm tia sáng, sau đó thông qua lăng kính hội tụ để tạo thành một điểm sáng tốt.

Tính năng của đèn LED

Từ những ngày đầu khi mọi người vẫn chưa biết đến đèn LED là gì cho đến bây giờ khi đèn LED đã và đang được sử dụng rộng rãi khắp mọi nơi, từ thành thị cho đến nông thôn, với đa chức năng, như để chiếu sáng, để trang trí, ... 

Một trong những lý do mà đèn Led được mọi nhà tin dùng là sự tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm chi phí to lớn mà nó mang lại, thay vì sử dụng một bóng đèn sợi đốt với 10 phần năng lượng sẽ bị tiêu hao trong quá trình sử dụng, thay vào đó, LED chỉ tiêu hao 3/10 số phần năng lượng của bóng đèn sợi đốt. Nhờ vậy, việc lắp đặt đèn LED sẽ tiết kiệm một khoản chi tiêu rất lớn cho gia đình. 

Đèn Led có mức tuổi thọ trung bình cao, trong khi đèn sợi đốt chỉ có tới khoảng 1.000 giờ chiếu sáng thì đèn LED có thể chiếu sáng tới 20.000 - 45.000 giờ, trong những môi trường có điều kiện nhiệt độ phòng phù hợp, đèn LED còn có thể chiếu sáng tới 100.000 giờ, đây quả là một con số rất lớn. 

Với cấu tạo đặc biệt của mình, đèn LED còn có thể được điều chỉnh màu sắc một cách dễ dàng bởi những người tạo ra nó, cùng với lợi thể cấu tạo nhỏ nhắn vì thể đèn Led là một lựa chọn thông minh trong khâu trang trí nhà cửa, bạn có thể treo hay đặt đèn LED ở bất kì chỗ nào trong phòng khách, nhà bếp, phòng ngủ, đèn LED không kén vị trí vì sự ưu việt trong cơ chế tạo màu ánh sáng của nó. Bạn có thể dễ dàng điều chỉnh màu đèn cũng như độ sáng đèn, với hơn 16 triệu màu LED, đèn LED có thể coi là một loại đèn toàn năng. 

Đèn LED là một thiết bị dễ được thiết kế để chống rung động và chống va đập. 

Nguyên lí hoạt động của đèn LED

Đèn LED một thiết bị bán dẫn cơ bản có chứa vật liệu bán dẫn loại p chứa hạt mang điện tích dương gọi là lỗ trống, được kết hợp với vật liệu bán dẫn loại n có chứa điện tích âm và hạt tải điện được gọi là electron để tạo ra một diode.

Khi nguồn cung cấp hiện tại được kết nối đến diode mang điện tích âm, các electron buộc phải chuyển động một hướng và các lỗ dương di chuyển vào hướng ngược lại, khi rảnh rỗi các electron đến gần một lỗ trống và kết hợp với nó, các lỗ tồn tại ở mức năng lượng thấp hơn electron nên electron sẽ phải mất năng lượng nhiều hơn để kết hợp với nó, năng lượng này được giải phóng vào dạng photon hoặc đơn vị ánh sáng lượng khác, năng lượng photon được giải phóng sẽ xác định tần số hoặc màu sắc của ánh sáng. Loại vật liệu bán dẫn và quy trình tạo kiểu nó sẽ quyết định màu sắc của photon cũng như hiệu quả chiếu sáng. 

Ưu điểm, nhược điểm của đèn LED

• Ưu điểm: Đèn LED có tuổi thọ cao, công suất chiếu sáng tốt, bền bỉ và đa dạng cả về hình dạng và màu sắc trong lắp đặt và thiết kế. 
• Nhược điểm: Đèn LED có giá thành khá cao khi so sánh với các loại đèn truyền thống, đèn LED phát ra bức xạ khá cao, dể ảnh hưởng đến tinh thần và hành vi của con người. 

Các loại đèn LED phổ biến trên thị trường

Với sự đa dạng và ưu việt của mình, đèn LED đã có chỗ đứng trên thị trường qua nhiều thế kỉ, đến nay đã không ai mà không biết đến đèn LED là gì, nhờ vào đó, thiết kế và mẫu mã của đèn Led cũng trở nên đa dạng hơn bao giờ hết. Hiện tại, trên thị trường các bạn có thể tìm thấy các loại đèn LED phổ biến như: Đèn dây LED, đèn LED âm trần, đèn tuýp LED, đèn pha LED ... 

>> Xem thêm: Giá đèn LED âm trần thạch cao - Đèn downlight âm trần giá rẻ

Những thông tin thú vị về đèn LED 

Vào cuối những năm 1800, khi mọi người còn chưa có khái niệm đèn LED là gì thì Thomas Edison đã phát minh ra bóng đèn thương mại đầu tiên. Những bóng đèn như thế này hoạt động bằng cách truyền một lượng lớn dòng điện qua một dây tóc mỏng, về cơ bản là một sợi dây.

Dây tóc nóng đến mức nó bắt đầu phát sáng và phát ra ánh sáng. Quá trình này rất kém hiệu quả - ít hơn 5% năng lượng đi vào bóng đèn được biến thành ánh sáng - phần còn lại biến thành nhiệt.

Nguồn sáng hiệu quả hơn nhiều là đi-ốt phát quang hay còn gọi là đèn LED. Về cơ bản, đèn LED chứa hai chất bán dẫn chuyên dụng được gắn với nhau và khi bạn áp dụng một hiệu điện thế đủ lớn trên chúng, chúng phát ra ánh sáng từ một quá trình gọi là điện phát quang. Có một số nhiệt được tạo ra, nhưng nhìn chung quá trình này hiệu quả hơn rất nhiều so với đèn dây tóc bình thường và bạn có thể nhận được nhiều ánh sáng từ một thiết bị rất nhỏ. Trung bình, chúng kéo dài hơn 10 năm sử dụng liên tục, vì vậy bạn có thể hiểu tại sao chúng đang rất phổ biến.

>> Xem thêm: Quang thông là gì? Quang thông của đèn LED, cách tính quang thông

Vậy ai là người đã phát minh ra đèn LED? 

Bạn đã trả lời xong câu hỏi "đèn LED là gì?" vậy ai là người phát minh ra đèn LED, bạn sẽ có câu trả lời ở ngay câu tiếp theo dưới đây.

Nick Holonyak, Jr., sinh ra ở Illinois vào năm 1928. Mặc dù Nick sinh ra ở Mỹ, cha mẹ anh ấy đã nhập cư từ dãy núi Carpathian của Châu Âu. Trong thời thơ ấu của Nick, cha của anh đi du lịch rộng rãi, làm việc chủ yếu như một thợ mỏ. Nick là thành viên đầu tiên trong gia đình anh ấy được đi học. Trải qua những năm tháng dài dùi kinh mài sử, cuối cùng, Nick lấy được bằng Tiến sĩ ngành kỹ thuật điện từ Đại học Illinois.

Trong thời gian này, anh ấy đã làm việc với Tiến sĩ John Bardeen, người sau này đồng phát minh ra bóng bán dẫn. Trong suốt sự nghiệp của mình, Nick đã có nhiều khám phá, cải tiến và đột phá, nhưng anh ấy được biết đến nhiều nhất với một phát minh vượt trội hơn phần còn lại, đó chính là điốt phát sáng hoặc đèn LED.

Với số kiến thức nhỏ nhoi mà mình tổng hợp được qua những năm tháng tìm hiểu và sử dụng đèn LED, mình mong sau khi đọc xong bài các bạn đã có thể tự trả lời cho chính bản thân mình câu hỏi "đèn LED là gì?" cũng như chia sẻ thêm kiến thức cho những người xung quanh.