Definition: LED er en PN-forbindelsesdiode, som udsender lys, når en elektrisk strøm passerer gennem den i fremadgående retning. I LED’en finder rekombination af ladningsbærere sted. Elektronen fra N-siden og hullet fra P-siden kombineres og giver energi i form af varme og lys. LED’en er fremstillet af et halvledermateriale, som er farveløst, og lyset udstråles gennem diodens kryds.

LED’erne anvendes i vid udstrækning i segment- og punktmatrixvisninger af numeriske og alfanumeriske tegn. Der anvendes flere lysdioder til fremstilling af et enkelt linjesegment, mens der til fremstilling af decimalpunktet anvendes en enkelt lysdiode.

Bygning af lysdioder

Ladningsbærernes rekombination sker i P-type-materialet, og derfor er P-materialet lysdiodens overflade. For at opnå den maksimale lysemission deponeres anoden i kanten af P-type-materialet. Katoden er lavet af guldfilm og er normalt placeret i bunden af N-regionen. Dette guldlag i katoden hjælper med at reflektere lyset til overfladen.

Galliumarsenidphosphidet anvendes til fremstilling af LED, som udsender rødt eller gult lys til emission. LED’erne fås også i grøn, gul ravgul og rød farve.

Den simple transistor kan bruges til at slukke/tænde en LED, som vist i figuren ovenfor. Basestrømmen IB leder transistoren, og transistoren ledes kraftigt. Modstanden RC begrænser LED’ens strøm.

Funktionen af LED

Funktionen af LED’en afhænger af kvanteteorien. Kvanteteorien fastslår, at når elektronernes energi falder fra et højere niveau til et lavere niveau, afgiver den energi i form af fotoner. Fotonernes energi er lig med afstanden mellem det højere og lavere niveau.

LED’en er tilsluttet i forward biased, hvilket gør det muligt for strømmen at flyde i forward-retningen. Strømmen flyder på grund af elektronernes bevægelse i den modsatte retning. Rekombinationen viser, at elektronerne bevæger sig fra ledningsbåndet til valensbåndet, og de afgiver elektromagnetisk energi i form af fotoner. Fotonernes energi er lig med kløften mellem valensbåndet og ledningsbåndet.

Fordele ved LED i elektroniske displays

Følgende er de vigtigste fordele ved LED i et elektronisk display.

1. LED’erne er mindre i størrelse, og de kan stables sammen for at danne numeriske og alfanumeriske displays i en matrix med høj tæthed.
2. Intensiteten af LED’ernes lysudgang afhænger af strømmen, der strømmer igennem den. Lysets intensitet kan reguleres jævnt.
3. LED’erne fås i forskellige farver som rød, gul, grøn og gule.
4. LED’ernes tænd- og sluktid er mindre end 1 nanosekund. Derfor anvendes LED’erne til dynamisk drift.
5. LED’erne er meget økonomiske og giver en høj grad af pålidelighed, fordi de er fremstillet med samme teknologi som transistorerne.
6. LED’erne kan anvendes inden for et bredt temperaturområde, f.eks. fra 0° til 70°. De er også meget holdbare og kan modstå stød og variationer.
7. LED’erne har en høj effektivitet, men de kræver moderat strøm til drift. Typisk kræves en spænding på 1,2 V og en strøm på 20 mA for at opnå fuld lysstyrke. Derfor bruges den et sted, hvor der er mindre strøm til rådighed.

Ulemper ved LED

LED’erne forbruger mere strøm sammenlignet med LCD, og deres omkostninger er høje. Desuden bruges den ikke til at lave den store skærm.