Существует много типов светодиодов, и, хотя они различаются по своей механической структуре, сердцем каждого из них всегда является полупроводник - именно он превращает электричество в свет. Такой полупроводниковый кристалл в диоде представляет собой особый материал, проводящий электричество только в одном направлении. Обычно светодиодный прожектор изготавливается из кристаллов на основе кремния с различными добавками.
В светодиоде этот кристалл состоит из двух слоев, один из которых называется «p», а другой - «n». В слое "n" много электронов, а в слое "p" много так называемых дырок. Если к такому кристаллу приложить ток, электроны из слоя «n» начинают прыгать на дырки из слоя «p», и во время этого скачка у них появляется большой избыток энергии, который они «выбрасывают» в виде света. К сожалению, материал, из которого изготовлен полупроводник, непрозрачен, поэтому фотоны (носители света) не так-то просто вывести. Они отскакивают от стен, теряя энергию, и только некоторые из них действительно выходят наружу, производя свет, который вы можете видеть. Это связано со световой отдачей данного светодиода.
Ученые постоянно работают над такой структурой полупроводников, чтобы фотоны могли выходить наружу как можно проще. Также ведутся работы по созданию прозрачных полупроводников. В зависимости от типа материала, из которого сделаны кристаллы, и в зависимости от расстояния, на которое электроны должны прыгать между слоями, генерируется свет определенной длины волны, то есть определенного цвета, например красный. И здесь вы видите первое большое отличие, которое отделяет светодиоды от всех других источников света. А именно светодиоды сразу излучают свет определенного цвета. Для этого другим источникам нужны фильтры, которые пропускают только выбранный цвет от белого света (или подобного оттенка).
Как работают белые светодиоды?
Как вы помните из уроков физики, белого света не существует, и на самом деле это всего лишь визуальная иллюзия, формирующаяся в мозгу, когда глаз видит сразу несколько цветов в правильных пропорциях. Фактически, подавляющее большинство белых светодиодов - это синие светодиоды. Но вы не видите исходный цвет диода, потому что его свет преобразуется в белый с помощью специального люминофора, распыляемого на линзу диода. Это немного похоже на люминесцентные лампы, но используется немного другой люминофор.