Definice: LED je dioda s PN přechodem, která vyzařuje světlo, když jí prochází elektrický proud v přímém směru. V LED dochází k rekombinaci nosičů náboje. Elektron ze strany N a díra ze strany P se spojují a poskytují energii ve formě tepla a světla. LED je vyrobena z polovodičového materiálu, který je bezbarvý, a světlo je vyzařováno přes přechod diody.
Diodové diody se hojně používají v segmentových a maticových displejích číselného a alfanumerického charakteru. Pro vytvoření segmentu jednoho řádku se používá několik LED, zatímco pro vytvoření desetinné čárky se používá jediná LED.
Konstrukce LED
K rekombinaci nosiče náboje dochází v materiálu typu P, a proto je P-materiál povrchem LED. Pro maximální vyzařování světla je anoda uložena na okraji materiálu typu P. V případě, že se anoda nachází na okraji materiálu typu P, je anoda uložena na okraji materiálu typu P. Katoda je vyrobena ze zlaté vrstvy a je obvykle umístěna ve spodní části N-oblasti. Tato zlatá vrstva katody pomáhá při odrážení světla na povrch.
Fosfid arsenidu galia se používá pro výrobu LED, která vyzařuje červené nebo žluté světlo pro emisi. LED jsou k dispozici také v zelené, žluté jantarové a červené barvě.
Pro vypnutí/zapnutí LED lze použít jednoduchý tranzistor, jak je znázorněno na obrázku výše. Bázový proud IB vede tranzistor a tranzistor vede silně. Odpor RC omezuje proud LED.
Fungování LED
Fungování LED závisí na kvantové teorii. Kvantová teorie říká, že když energie elektronů klesá z vyšší hladiny na nižší, vyzařuje energii ve formě fotonů. Energie fotonů je rovna mezeře mezi vyšší a nižší hladinou.
Diodová dioda je zapojena v předpětí, což umožňuje, aby proud tekl v přímém směru. Tok proudu je způsoben pohybem elektronů v opačném směru. Rekombinace ukazuje, že elektrony se pohybují z vodivostního pásu do valenčního a vyzařují elektromagnetickou energii ve formě fotonů. Energie fotonů je rovna mezeře mezi valenčním a vodivostním pásmem.
Výhody LED v elektronických displejích
Následují hlavní výhody LED v elektronických displejích.
- LED jsou menších rozměrů a lze je skládat na sebe a vytvářet tak číselné a alfanumerické displeje v matici s vysokou hustotou.
- Intenzita světelného výkonu LED závisí na proudu, který jí protéká. Intenzitu jejich světla lze plynule regulovat.
- K dispozici jsou LED, které vyzařují světlo v různých barvách, jako je červená, žlutá, zelená a jantarová.
- Doba zapnutí a vypnutí nebo doba přepnutí LED je kratší než 1 nanosekunda. Z tohoto důvodu se LED používají pro dynamický provoz.
- LED jsou velmi úsporné a poskytují vysoký stupeň spolehlivosti, protože jsou vyráběny stejnou technologií jako tranzistory.
- LED pracují v širokém rozsahu teplot, například 0° – 70°. Také jsou velmi odolné a vydrží nárazy a výkyvy.
- LED mají vysokou účinnost, ale pro svůj provoz vyžadují mírný příkon. Obvykle je pro plný jas zapotřebí napětí 1,2 V a proud 20 mA. Proto se používají v místech, kde je k dispozici méně energie.
Nevýhody LED
LED spotřebovávají ve srovnání s LCD více energie a jejich cena je vysoká. Také se nepoužívají pro výrobu velkých displejů.