Den fulde form for LED er Light Emitting Diode. LED'er er en speciel type halvlederdioder, der udsender lys som reaktion på en potentiel forskel påført på tværs af deres terminaler, deraf navnet lysdiode. Ligesom en normal diode har LED'er også to terminaler med polaritet, nemlig anode og katode. For at belyse en LED påføres en potentialforskel eller en spænding over dens anode- og katodeterminaler.

I dag bruges LED'er i vid udstrækning til fremstilling af højlysstyrke, state-of-the-art LED-lamper. Disse er også populært brugt til fremstilling af dekorative LED-strenglys og LED-indikatorer.

Kort historie

På trods af at LED'er i dag betragtes som et produkt fra den højteknologiske halvlederindustri, blev deres lysende egenskab oprindeligt identificeret for mange mange år siden. Den første person, der bemærkede LED-lyseffekten, var en af Marconis ingeniører, H. J. Round, som også er kendt for adskillige opfindelser af vakuumrør og radio. Han opdagede dette tilfældigvis i år 1907, mens han sammen med Marconi forskede i krystaldetektorer med punktkontakt.

“hvad er en tesla spole, og hvordan fungerer det ”

I 1907 var magasinet Electrical World det første, der rapporterede om disse gennembrud. LED-konceptet forblev i dvale i flere år, indtil det blev genopdaget i 1922 af den russiske videnskabsmand O.V. Losov.

Losov opholdt sig i Leningrad, hvor han på tragisk vis blev dræbt i Anden Verdenskrig. Det er muligt, at de fleste af hans designs gik tabt i krigen. Selvom han indgav i alt fire patenter mellem årene 1927 og 1942, blev hans forskning først anerkendt efter hans død.

LED-konceptet dukkede op igen i 1951, da en gruppe videnskabsmænd under K. Lehovec begyndte at undersøge effekten. Undersøgelsen fortsatte med deltagelse af andre organisationer og forskere, herunder W. Shockley (opfinderen af transistoren). Til sidst gennemgik LED-konceptet betydelig raffinement og begyndte at blive kommercialiseret i slutningen af 1960'erne.

Hvilket halvledermateriale bruges i en LED Junction?

I det væsentlige er lysemitterende dioder en specialiseret PN-forbindelse lavet ved hjælp af en sammensat halvleder.

Silicium og germanium er de to mest udbredte halvledere, men da disse kun er elementer, kan LED'er ikke fremstilles af dem.

Omvendt bliver materialer som galliumarsenid, galliumphosphid og indiumphosphid, der kombinerer to eller flere elementer, ofte brugt til at lave LED'er. Galliumarsenid har for eksempel en valens på tre og arsen har en valens på fem, og derfor er begge klassificeret som gruppe III-V halvledere.

Materialer, der tilhører gruppe III-V, kan også bruges til at skabe andre sammensatte halvledere.

Når en halvlederforbindelse er fremadrettet, kommer huller fra P-type-området og elektroner fra N-type-området ind i krydset og kombineres, ligesom de ville gøre i en normal diode.

Strøm bevæger sig gennem krydset på denne måde.

Som et resultat frigives energi, hvoraf nogle udsendes som fotoner (lys). For at sikre, at den mindste mængde fotoner (lys) absorberes af strukturen, er P-siden af krydset, som producerer størstedelen af lyset i de fleste tilfælde, placeret tættest på enhedens overflade.

Det kræves, at krydset er perfekt optimeret, og de rigtige materialer skal bruges til at skabe synligt lys. Det infrarøde område af spektret er, hvor rent galliumarsenid udsender sin energi.

Hvordan LED'er får deres farver

Aluminium introduceres til halvlederen for at producere aluminium galliumarsenid, som flytter LED-lyset ind i den klare røde ende af spektret (AIGAAs).

Rødt lys kan også frembringes ved tilsætning af fosfor.

Forskellige materialer anvendes til andre LED-farver. For eksempel udsender galliumphosphid grønt lys, mens gult og orange lys produceres af aluminiumindiumgalliumphosphid. De fleste LED'er er lavet af gallium-halvledere.

“12 volt 7 amp batterioplader ”

LED'er er fremstillet med to strukturer

Den overflade-emitterende diode og den kant-emitterende diode, som ses i fig. 1 A og B er henholdsvis de to primære arkitekturer, der anvendes til LED'er. Den overfladeemitterende diode er den mest populære af dem, da den producerer lys over en bredere vinkel.

Efter fremstillingen skal LED-strukturen omsluttes på en sådan måde, at den kan bruges sikkert uden skader på LED'en.

Størstedelen af de små LED-indikatorer er indkapslet i en epoxylim med et brydningsindeks, der ligger et sted mellem halvlederens og den omgivende lufts (se fig. 2 nedenfor). Dioden er således perfekt sikret, og lyset overføres til den ydre verden på den mest effektive måde.

LED Forward Voltage (VF) Specifikation

Da LED'er er strømfølsomme enheder, må den påførte spænding aldrig overstige LED'ens minimum fremadspændingsspecifikation. Fremadspændingsspecifikationen for en LED (VF) er simpelthen det optimale spændingsniveau, som kan bruges til at oplyse LED'en sikkert og klart. Hvis strømmen overstiger LED'ens fremadspændingsspecifikation, vil LED'en brænde og blive permanent beskadiget.

I tilfælde af, at forsyningsspændingen er højere end LED'ens fremadspænding, bruges en beregnet modstand i serie med forsyningen for at begrænse strømmen til LED'en. Dette sikrer, at LED'en sikkert kan lyse med optimal lysstyrke.

“3 -faset induktionsmotor konstruktion ”

Fremadspændingsværdien for de fleste LED'er i dag er omkring 3,3 V. Uanset om det er en rød, en grøn eller en gul LED, kan alle typisk belyses ved at anvende 3,3 V over deres anode- og katodeterminaler.

Forsyningsspændingen til LED'en skal være en DC. En AC kan også bruges, men så skal LED'en have ensretterdiode tilsluttet. Dette sikrer, at ændringen af polariteten af AC-spændingen ikke forårsager nogen skade på LED'en.

Begrænsende strøm

LED'er har ligesom normale dioder ingen iboende strømbegrænsning. Som et resultat, hvis det er forbundet direkte på tværs af et batteri, vil det blive brændt.

Hvis forsyningen DC er omkring 3,3 V, vil LED'en ikke kræve en begrænsningsmodstand. Men hvis forsyningsspændingen er højere end 3,3 V, vil der være behov for en modstand i serie med LED-terminal.

Modstanden kan forbindes enten i serie med LED'ens anodeterminal eller med LED'ens katodeterminal.

For at undgå skader skal der tilsluttes en modstand til kredsløbet for at styre strømmen. Normal indikator LED'er har en maksimal strømspecifikation på ca. 20 mA; hvis strømmen er begrænset under dette, vil lysudbyttet fra LED'en reduceres forholdsmæssigt.

Som illustreret i fig. 3 ovenfor, kan det være nødvendigt at overveje spændingen over selve LED'en, mens man estimerer mængden af forbrugt strøm. For hvis spændingen stiger, vil strømforbruget også stige forholdsmæssigt.

Formlen til beregning af begrænsningsmodstanden er som angivet nedenfor:

R = V - LED FWD V / LED Strøm