LED چیست ؟

LED  مخفف Light Emitting Diode به معنای دیود ساطع کننده نور است.LED ها همان طور که از نامشان مشخص است جزء خانواده  دیودها هستند؛ اما رفتار متفاوتی نسبت به دیود های معمولی دارند؛ به این صورت که با عبور جریان الکتریکی از LED نور ساطع می شود. بنابراین LED ها  مبدل انرژی الکتریکی به انرژی نورانی هستند. در مقاله های قبل با ساختاردیود و انواع آن ها آشنا شدیم. در این مقاله به بررسی چگونگی عملکرد LED در مدارات می پردازیم.

نحوه عملکرد LED در مدار:

دیود ساطع کننده نور یا LED نوع خاصی از دیود است که رفتاری مشابه دیود یکسو کننده در مدار از خود نشان می دهد؛ به این صورت که جریان در بایاس مستقیم (از آند به کاتد) از LED عبور می کند اما در بایاس معکوس راه جریان را سد کرده و مانع عبور آن می شود. نحوه عملکرد LED به این صورت است که در بایاس مستقیم، الکترون های باند هدایت با حفره های باند ظرفیت بازترکیب می شوند و انرژی به وجود آمده به صورت فوتون های نور از LED ساطع می شود.

پنل led ایرانی

بدنه LED :

پیوند PN یک LED بر خلاف سایر دیودها با یک رزین اپوکسی پلاستیکی (Plastic Epoxy Resin) شفاف پوشانده شده است. پوسته اپوکسی همه ی LED ها مشابه نیست. به عنوان مثال در بعضی به شکل نیم کره و در بعضی مستطیلی شکل است. LED با آزاد سازی انرژی، نور زیادی تولید نمی کند در واقع بدنه رزین اپوکسی آن مانند یک لنز نور را به بالا متمرکز می کند.به همین دلیل است که LED از بالا درخشان و پر نورتر به نظر می رسد. همچنین تمام LED ها(تک رنگ) دارای دو پایه (اگر LED به صورت DIP باشد) و یا دو پد (اگر LED به صورت SMD  باشد( هستند که یک پایه آند (+) و پایه دیگری کاتد(-) می باشد و بسته به نوع LED  پایه آند و کاتد از یکدیگر متمایز شده اند. این تمایز به این صورت است که معمولا پد کاتد(-) با یک نقطه غیر مسطح نشان داده میشود (SMD)و یا پایه کاتد کوتاه تر از آند می باشد(DIP).

 رنگ LED ها چگونه به وجود می آید؟

این باور غلط بعضی هاست که تصور می کنند نور LED ها سفید است و رنگ های مختلف آن ها به واسطه رنگ پوسته ی روی آنهاست که تغییر می کند! در اصل رنگ   LED کاملا وابسطه به نوع نیمه هادی سازنده آن است. بر خلاف سایر دیود ها که نیمه هادی سازنده آن ها سیلیکون یا ژرمانیوم است، در تکنولوژی ساخت LED ها از ترکیبات نیمه هادی هایی مانند : گالیوم آرسناید (GAAS)، گالیوم فسفید (GAP)، گالیوم آرسناید فسفید (Gaasp)، سیلیکون کاربید SICو گالیوم ایندیوم نیترید (Gainn) با دوپینگ(ناخالصی) متفاوت استفاده می شود. رنگ یک LED با طول موج نور منتشر شده از آن تعیین می گردد. پس می توان گفت رنگ نور LED با رنگ بدنه پلاستیکی آن به وجود نمی آید. اما معمولا پوشش LED کمی رنگ می شود تا با چشم رنگ LED قابل تشخیص باشد. طبق جدول 1 هر ترکیب نیمه هادی، طیف خاصی از طول موج نور مرئی را منتشر می کند و به همین شکل رنگ LED مشخص می شود.

طیف نور مرئی

نوع ترکیب نیمه هادی طیف نوری(رنگ نور)
گالیوم آرسناید(GAAS) فروسرخ
گالیوم آرسناید فسفید(GAASP) قرمز-نارنجی
آلومینیوم گالیوم آرسناید فسفید(ALGAASP) قرمز روشن-نارنجی-زرد
 گالیوم فسفید(Gap) قرمز-زرد-سبز
آلومینیوم گالیوم فسفید(ALGAP) سبز
نیترید گالیوم(GAN) سبز زمردی
نیترید گالیوم ایندیوم(GAINN) سبز مایل به آبی-آبی
کاربید سیلیسیوم(SIC) آبی کم رنگ
سلنید روی(ZNSE) آبی
نیترید گالیوم آلومینیوم(ALGAN) فرابنفش

از میان ترکیب های بالا گالیوم آرسناید را نمی توان در زمینه روشنایی و حتی تزئینی استفاده نمود. گالیوم آرسناید نور فروسرخ بسیار ضعیفی تولید می کند به همین دلیل می توان از آن در مواردی مانند کنترل تلویزیون استفاده نمود.

رنگ نور بر اساس دما:

معمولا در هنگام خرید LED و محصولاتی که از LED در آن ها استفاده شده است برای تعیین رنگ به جای نوع نیمه هادی سازنده، دما برحسب کلوین درج شده است. حال باید ببینیم چه ارتباطی میان نوع نیمه هادی سازنده و دمای LED وجود دارد. همانطور که گفته شد هر LED بسته به نوع ترکیبات نیمه هادی سازنده آن رنگ نور خاص خود را منتشر می کند. دلیل این امر این است که هر ترکیب نیمه هادی بسته به غلظت ناخالصی، انرژی باند ممنوعه خاص خود را دارد. این انرژی هر چه بیشتر باشد نور با دمای بیشتری منتشر می شود. در جدول 1 از بالا به پایین انرژی باند ممنوعه افزایش می یابد و به طبع آن دمای رنگ نور نیز بالا می رود. هنگامی که جسمی گرم می شود، در دماهای مختلف رنگ نور متفاوتی از خود نشان می دهد. شکل زیر طیف نور مرئی LED ها بر اساس دمای آن هاست.

جدول کلوین نور

در این مقاله با ماهیت LED و طریقه تولید رنگ نورهای مختلف آن آشنا شدیم. در مقاله بعدی به معرفی انواع LED در صنایع روشنایی می پردازیم.

هیچ داده ای یافت نشد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دنبال چه چیزی میگردید ؟!