Dioda elektroluminescencyjna (LED)

Definicja: Dioda LED jest diodą łączącą PN, która emituje światłogdy prąd elektryczny przechodzi przez niego w kierunku do przodu. W diodach LED następuje rekombinacja nośnika ładunku. Elektron ze strony N i otwór ze strony P są połączone i dają energię w postaci ciepła i światła. Dioda LED jest wykonana z materiału półprzewodnikowego, który jest bezbarwny, a światło jest emitowane przez złącze diody.

Diody LED są szeroko stosowane w segmentach iwyświetlacze mozaikowe o charakterze numerycznym i alfanumerycznym. Kilka diod LED służy do tworzenia pojedynczego segmentu linii, natomiast do tworzenia kropki dziesiętnej używana jest pojedyncza dioda LED.

Budowa LED

Rekombinacja nośnika ładunku następuje wmateriał typu P, a zatem materiał P jest powierzchnią diody LED. Dla maksymalnej emisji światła anoda jest osadzana na krawędzi materiału typu P. Katoda jest wykonana ze złotej folii i zazwyczaj umieszczana jest w dolnej części obszaru N Ta złota warstwa katody pomaga odbijać światło na powierzchnię.

Fosforek arsenku galu stosuje się do wytwarzania diod LED, które emitują czerwone lub żółte światło do emisji. Diody LED są również dostępne w kolorze zielonym, żółtym bursztynowym i czerwonym.

Prosty tranzystor może być używany do wyłączania / włączania diody LED, jak pokazano na rysunku powyżej. Prąd bazowy I_b przewodzi tranzystor, a tranzystor przewodzi ciężko. Opór R_do ogranicza prąd diody LED.

Praca z diodami LED

Działanie diody LED zależy od kwantuteoria. Teoria kwantowa stwierdza, że kiedy energia elektronów spada z wyższego poziomu na niższy, emituje energię w postaci fotonów. Energia fotonów jest równa różnicy między wyższym i niższym poziomem.

Dioda LED jest połączona z przesunięciem w przód, coumożliwia przepływ prądu w kierunku do przodu. Przepływ prądu jest spowodowany ruchem elektronów w przeciwnym kierunku. Rekombinacja pokazuje, że elektrony przemieszczają się z pasma przewodnictwa do pasma walencyjnego i emitują energię elektromagnetyczną w postaci fotonów. Energia fotonów jest równa szczelinie między wartościowością a pasmem przewodnictwa.

Zalety diod LED w wyświetlaczach elektronicznych

Poniżej przedstawiono główne zalety diod LED w wyświetlaczach elektronicznych.

Diody LED mają mniejsze rozmiary i mogą być ułożone razem, tworząc numeryczny i alfanumeryczny wyświetlacz w matrycy o dużej gęstości.
Intensywność strumienia świetlnego LED zależy od przepływającego przez nią prądu. Intensywność ich światła można płynnie kontrolować.
Dostępne są diody LED, które emitują światło w różnych kolorach, takich jak czerwony, żółty, zielony i bursztynowy.
Czas włączenia i wyłączenia lub czas przełączania diody LED jest krótszy niż 1 nanosekunda. Z tego powodu dioda LED jest używana do dynamicznego działania.
Diody LED są bardzo ekonomiczne i zapewniają wysoki stopień niezawodności, ponieważ są produkowane w tej samej technologii co tranzystor.
Diody LED działają w szerokim zakresie temperatur, np. 0 ° - 70 °. Jest również bardzo trwały i odporny na wstrząsy i zmiany.
Diody LED mają wysoką wydajność, ale wymagająumiarkowane zasilanie do pracy. Zazwyczaj wymagane jest napięcie 1,2 V i prąd 20 mA dla pełnej jasności. Dlatego jest używany w miejscu, w którym dostępna jest mniejsza moc.

Wady diod LED

Dioda LED zużywa więcej energii w porównaniu z wyświetlaczem LCD, a ich koszt jest wysoki. Nie jest również używany do tworzenia dużego wyświetlacza.