Пуни облик ЛЕД диоде је диода која емитује светлост. ЛЕД диоде су посебна врста полупроводничких диода које емитују светлост као одговор на разлику потенцијала примењену на њихове терминале, отуда и назив светлећа диода. Као и нормалне диоде, ЛЕД диоде такође имају два терминала са поларитетом, аноду и катоду. Да би се осветлила ЛЕД, разлика потенцијала или напон се примењује на њене анодне и катодне терминале.

Данас се ЛЕД диоде увелико користе за производњу најсавременијих ЛЕД лампи високе светлости. Они се такође популарно користе за производњу украсних ЛЕД лампи и ЛЕД индикатора.

Кратка историја

Упркос чињеници да се ЛЕД диоде данас сматрају производом високотехнолошке индустрије полупроводника, њихова својства осветљења су првобитно идентификована пре много година. Прва особа која је приметила ЛЕД светлосни ефекат био је један од Марконијевих инжењера, Х. Ј. Роунд, који је такође познат по неколико вакумских цеви и радио изума. Случајно је то открио 1907. године док је са Марконијем истраживао кристалне детекторе са тачкастим контактом.

Године 1907, часопис Елецтрицал Ворлд је први известио о овим открићима. ЛЕД концепт је остао неактиван неколико година док га 1922. године није поново открио руски научник О.В. Лосов.

Лосов је живео у Лењинграду, где је трагично погинуо у Другом светском рату. Могуће је да је већина његових нацрта изгубљена у рату. Иако је пријавио укупно четири патента између 1927. и 1942. године, његово истраживање је признато тек након његове смрти.

ЛЕД концепт се поново појавио 1951. године, када је група научника под К. Леховцем почела да истражује ефекат. Истрага је настављена уз учешће других организација и истраживача, укључујући В. Шоклија (проналазач транзистора). Коначно, ЛЕД концепт је доживео значајну прераду и почео да се комерцијализује касних 1960-их.

Који полупроводнички материјал се користи у ЛЕД споју?

У суштини, диоде које емитују светлост су специјализовани ПН спој направљен коришћењем сложеног полупроводника.

Силицијум и германијум су два најчешће коришћена полупроводника, али пошто су то само елементи, ЛЕД диоде се не могу направити од њих.

Насупрот томе, материјали као што су галијум арсенид, галијум фосфид и индијум фосфид који комбинују два или више елемената се често користе за прављење ЛЕД диода. Галијум-арсенид, на пример, има валенцу три, а арсен пет, и стога су оба класификована као полупроводници групе ИИИ-В.

“водио паралелно против серије ”

Материјали који припадају групи ИИИ-В могу се користити и за стварање других једињења полупроводника.

Када је полупроводнички спој нагнут напред, рупе из региона П-типа и електрони из региона Н-типа улазе у спој и комбинују се, баш као што би то учинили у нормалној диоди.

Струја се креће кроз спој на овај начин.

Као резултат тога се ослобађа енергија, од којих се неке емитују попут фотона (светлости). Да би се гарантовало да структура апсорбује најмању количину фотона (светлости), П-страна споја, која у већини случајева производи већину светлости, налази се најближе површини уређаја.

Потребно је да спој буде савршено оптимизован и да се користе прави материјали за стварање видљиве светлости. Инфрацрвена област спектра је место где чисти галијум арсенид емитује своју енергију.

Како ЛЕД диоде добијају своје боје

Алуминијум се уводи у полупроводник да би се произвео алуминијум галијум арсенид, који помера ЛЕД светло у светло црвени крај спектра (АИГаАс).

Црвено светло се такође може произвести додавањем фосфора.

За друге ЛЕД боје се користе различити материјали. На пример, галијум фосфид емитује зелено светло, док жуту и наранџасту светлост производи алуминијум индијум галијум фосфид. Већина ЛЕД диода је направљена од галијумских полупроводника.

ЛЕД диоде се производе са две структуре

Диода која емитује површину и диода која емитује ивице, које се виде на сл. 1 А и Б, респективно, су две примарне архитектуре које се користе за ЛЕД диоде. Диода која емитује површину је најпопуларнија од њих јер производи светлост под ширим углом.

“шта је клизање у мотору ”

Након производње, ЛЕД структура треба да буде затворена на такав начин да се може безбедно користити без икаквог оштећења ЛЕД-а.

Већина малих ЛЕД индикатора је инкапсулирана у епоксидни лепак са индексом преламања који лежи негде између полупроводника и околног ваздуха (види слику 2 испод). Диода је тако савршено заштићена, а светлост се преноси у спољашњи свет на најефикаснији начин.

Спецификација предњег напона ЛЕД (ВФ).

Пошто су ЛЕД диоде уређаји осетљиви на струју, примењени напон никада не сме премашити спецификацију минималног напона унапред за ЛЕД. Спецификација напона унапред за ЛЕД (ВФ) је једноставно оптимални ниво напона који се може користити за безбедно и светло осветљење ЛЕД-а. Ако струја премашује спецификацију напона унапред за ЛЕД, ЛЕД ће изгорети и трајно се оштетити.

У случају да је напон напајања већи од предњег напона ЛЕД-а, израчунати отпорник се користи у серији са напајањем да ограничи струју до ЛЕД-а. Ово осигурава да ЛЕД може безбедно да светли оптималном осветљеношћу.

Вредност предњег напона већине ЛЕД диода данас је око 3,3 В. Било да се ради о црвеној, зеленој или жутој ЛЕД диоди, све типично могу бити осветљене применом 3,3 В на њихове анодне и катодне терминале.

Напон напајања за ЛЕД мора бити једносмерни. Може се користити и АЦ, али тада ЛЕД треба да има исправљачку диоду повезану са њим. Ово осигурава да промена поларитета наизменичног напона не узрокује никакву штету ЛЕД диоди.

Лимитинг Цуррент

ЛЕД диоде, баш као и нормалне диоде, немају инхерентно ограничење струје. Као резултат тога, ако се повеже директно преко батерије, изгореће.

Ако је напајање једносмерном струјом око 3,3 В, ЛЕД-у неће бити потребан ограничавајући отпорник. Међутим, ако је напон напајања већи од 3,3 В, тада ће бити потребан отпорник у серији са ЛЕД терминалом.

Отпорник може бити повезан или у серији са анодним терминалом ЛЕД-а, или са катодним терминалом ЛЕД-а.

Да би се избегло оштећење, отпорник мора бити повезан на коло за контролу струје. Нормални индикатори ЛЕД имају максималну спецификацију струје од отприлике 20 мА; ако је струја ограничена испод овога, излазна светлост ЛЕД диоде ће се пропорционално смањити.

Као што је илустровано на слици 3 изнад, напон на самој ЛЕД диоди ће можда морати да се узме у обзир приликом процене количине потрошене струје. Јер ако се напон повећа, потрошња струје ће такође порасти пропорционално.

Формула за израчунавање граничног отпорника је дата у наставку:

Р = В - ЛЕД ФВД В / ЛЕД струја