دیود ساطع نور یک منبع نور نیمه هادی دو سرب است. در سال 1962، نیک هولونیاک ایده یک دیود ساطع کننده نور را مطرح کرد و او برای شرکت برق عمومی کار می کرد. LED ها نوع خاصی از دیودها هستند و ویژگی های الکتریکی مشابه دیودهای اتصال PN دارند. از این رو LED جریان جریان را در جهت رو به جلو اجازه می دهد و جریان را در جهت معکوس مسدود می کند. LED فضای کوچکی را اشغال می کند که کمتر از 1 میلی متر مربع است . کاربردهای ال ای دی در ساخت پروژه های مختلف برقی و الکترونیکی. در این مقاله به اصل کار LED و کاربردهای آن می پردازیم. ما در این مقاله به مبحث دیود ساطع نور چیست: کار و کاربردهای آن می پردازیم. جهت خرید و اطلاع از فیمت انواع چراغ خیابانی تنیسی، چراغ خیابانی ژوپیتر، چراغ خیابانی راکتی، چراغ خیابانی ماژولا، پروژکتور، ریسه های تزئینی، سیم و کابل و لامپ های led در تهران با کارشناسان صنایع روشنایی سنا تماس بگیرید.

دیود ساطع نور چیست؟

دیود ساطع کننده نور یک دیود اتصال pn است . این یک دیود مخصوص دوپ شده است و از نوع خاصی از نیمه هادی ها ساخته شده است. هنگامی که نور در بایاس رو به جلو ساطع می شود، دیود ساطع کننده نور نامیده می شود.

نماد LED

نماد LED شبیه به یک نماد دیود است به جز دو فلش کوچک که میزان انتشار نور را مشخص می کند، بنابراین به آن LED (دیود ساطع کننده نور) می گویند. LED شامل دو ترمینال به نام های آند (+) و کاتد (-) است. نماد LED در زیر نشان داده شده است.

ساخت LED

ساخت LED بسیار ساده است زیرا از طریق رسوب سه لایه مواد نیمه هادی بر روی یک بستر طراحی شده است. این سه لایه یکی یکی چیده شده اند که ناحیه بالایی یک ناحیه از نوع P، ناحیه میانی فعال و در نهایت ناحیه پایینی از نوع N است. سه منطقه از مواد نیمه هادی را می توان در ساخت و ساز مشاهده کرد. در ساخت و ساز، منطقه نوع P شامل سوراخ ها است. ناحیه نوع N شامل انتخابات است در حالی که ناحیه فعال شامل حفره ها و الکترون ها می شود.

هنگامی که ولتاژ به LED اعمال نمی شود، جریان الکترون ها و حفره ها وجود ندارد بنابراین آنها پایدار هستند. هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، LED بایاس رو به جلو می شود، بنابراین الکترون های ناحیه N و حفره های ناحیه P به ناحیه فعال حرکت می کنند. این منطقه به عنوان منطقه تخلیه نیز شناخته می شود. از آنجا که حامل های بار مانند حفره ها دارای بار مثبت هستند در حالی که الکترون ها دارای بار منفی هستند بنابراین نور می تواند از طریق ترکیب مجدد بارهای قطبی تولید شود.

دیود ساطع کننده نور چطوری کار می کند؟

دیود ساطع کننده نور را به سادگی دیود می شناسیم. هنگامی که دیود بایاس رو به جلو است، الکترون‌ها و حفره‌ها به سرعت در سراسر محل اتصال حرکت می‌کنند و دائماً با هم ترکیب می‌شوند و یکدیگر را از بین می‌برند. به زودی پس از حرکت الکترون ها از نوع n به سیلیکون نوع p، با حفره ها ترکیب می شود و سپس ناپدید می شود. از این رو اتم کامل و پایدارتر می شود و انفجار کمی انرژی را به شکل یک بسته کوچک یا فوتون نور می دهد.

تاریخچه دیود ساطع نور

ال ای دی ها در سال 1927 اختراع شدند اما اختراع جدیدی نبودند. بررسی کوتاه تاریخچه LED در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

• در سال 1927، اولگ لوسف (مخترع روسی) اولین LED را ایجاد کرد و نظریه ای را در مورد تحقیقات خود منتشر کرد.
• در سال 1952 پروفسور کورت لچووک تئوری های تئوری های بازنده ها را آزمایش کرد و در مورد اولین LED ها توضیح داد.
• در سال 1958، اولین LED سبز توسط روبین براونشتاین و اگون لوبنر اختراع شد.
• در سال 1962، یک LED قرمز توسط نیک هولونیاک ساخته شد. بنابراین، اولین LED ایجاد می شود.
• در سال 1964، IBM برای اولین بار LED ها را بر روی یک برد مدار روی یک کامپیوتر پیاده سازی کرد.
• در سال 1968، HP (Hewlett Packard) شروع به استفاده از LED در ماشین حساب کرد.
• در سال 1971، ژاک پانکوو و ادوارد میلر یک LED آبی اختراع کردند.
• در سال 1972، M. George Crawford (مهندس برق) LED رنگ زرد را اختراع کرد.
• در سال 1986، Walden C. Rhines & Herbert Maruska از دانشگاه استافورد یک LED رنگ آبی با منیزیم را اختراع کردند که استانداردهای آینده را نیز شامل می شود.
• در سال 1993، هیروشی آمانو و فیزیکدان ایسامو آکاسکی یک نیترید گالیوم را با LED های رنگ آبی با کیفیت بالا توسعه دادند.
• مهندس برق مانند Shuji Nakamura اولین LED آبی با روشنایی بالا را از طریق توسعه Amanos و Akaski توسعه داد که به سرعت منجر به گسترش LED های رنگ سفید می شود.
  در سال 2002، LED های سفید رنگ برای مقاصد مسکونی مورد استفاده قرار گرفتند که برای هر لامپ حدود 80 تا 100 پوند شارژ می کردند.
• در سال 2008، چراغ های LED در ادارات، بیمارستان ها و مدارس بسیار محبوب شدند.
• در سال 2019، LED ها به منابع اصلی نور تبدیل شده اند.
• توسعه LED باورنکردنی است، زیرا از نشانه های کوچک تا روشنایی دفاتر، خانه ها، مدارس، بیمارستان ها و غیره متغیر است.

مزایا و معایب LED ها

از مزایای دیود ساطع کننده نور می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• هزینه LED ها کمتر است و کوچک هستند.
• شدت LED با کمک میکروکنترلر متفاوت است.
• طول عمر طولانی
• انرژی کارآمد
• بدون دوره گرم کردن
• ناهموار
• تحت تأثیر دمای سرد نیست
• جهت دار
• رندر رنگ عالی است
• سازگار با محیط زیست
• قابل کنترل

از معایب دیود ساطع کننده نور می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• قیمت
• حساسیت به دما
• وابستگی به دما
• کیفیت نور
• قطبیت الکتریکی
• حساسیت ولتاژ
• کاهش کارایی
• تاثیر بر حشرات

کاربردهای دیود ساطع نور

ال ای دی کاربردهای زیادی دارد که در ادامه به توضیح برخی از آنها می پردازیم.

• ال ای دی به عنوان لامپ در خانه ها و صنایع استفاده می کنند.
• دیودهای ساطع کننده نور در موتورسیکلت و اتومبیل استفاده می شود.
• این ها در تلفن های همراه برای نمایش پیام استفاده می شوند.
• در چراغ راهنمایی از چراغ های LED استفاده می شود.