Definíció: A LED egy PN-csomópontú dióda, amely fényt bocsát ki, amikor elektromos áram halad át rajta előrefelé. A LED-ben a töltéshordozók rekombinációja zajlik. Az N-oldalról származó elektron és a P-oldalról származó lyuk egyesül, és az energiát hő és fény formájában adja. A LED félvezető anyagból készül, amely színtelen, és a fény a dióda csomópontján keresztül sugárzik.

A LED-eket széles körben használják a numerikus és alfanumerikus karakterek szegmentális és pontmátrixos kijelzőin. Az egyes sorszegmensek előállításához több LED-et használnak, míg a tizedespont előállításához egyetlen LED-et használnak.

A LED felépítése

A töltéshordozó rekombinációja a P-típusú anyagban történik, ezért a P-anyag a LED felülete. A maximális fénykibocsátás érdekében az anódot a P-típusú anyag peremén helyezik el. A katód aranyfilmből készül, és általában az N-régió alján helyezkedik el. Ez a katód aranyrétege segít a fénynek a felületre való visszaverődésében.

A gallium-arzenid-foszfidot olyan LED-ek gyártására használják, amelyek vörös vagy sárga fényt bocsátanak ki emisszióra. A LED-ek zöld, sárga borostyán és piros színben is kaphatók.

A fenti ábrán látható módon az egyszerű tranzisztor használható a LED ki/be kapcsolására. Az IB bázisáram vezeti a tranzisztort, és a tranzisztor erősen vezet. Az RC ellenállás korlátozza a LED áramát.

A LED működése

A LED működése a kvantumelmélettől függ. A kvantumelmélet szerint, amikor az elektronok energiája a magasabb szintről az alacsonyabb szintre csökken, energiát bocsát ki fotonok formájában. A fotonok energiája megegyezik a magasabb és az alacsonyabb szint közötti réssel.

A LED előrefelé előfeszítve van bekötve, ami lehetővé teszi, hogy az áram előrefelé folyjon. Az áram folyása az elektronok ellentétes irányú mozgása miatt következik be. A rekombináció azt mutatja, hogy az elektronok a vezetési sávból a valenciasávba mozognak, és elektromágneses energiát bocsátanak ki fotonok formájában. A fotonok energiája megegyezik a valenciasáv és a vezetési sáv közötti réssel.

A LED előnyei az elektronikus kijelzőkben

A következők a LED fő előnyei az elektronikus kijelzőkben.

1. A LED-ek kisebb méretűek, és egymásra helyezhetők, hogy nagy sűrűségű mátrixban numerikus és alfanumerikus kijelzőt alkossanak.
2. A LED fénykibocsátásának intenzitása a rajta átfolyó áramtól függ. Fényük intenzitása simán szabályozható.
3. A LED-ek különböző színekben, például piros, sárga, zöld és sárga színben bocsátanak ki fényt.
4. A LED-ek be- és kikapcsolási ideje vagy kapcsolási ideje kevesebb, mint 1 nanoszekundum. Emiatt a LED-eket dinamikus működésre használják.
5. A LED-ek nagyon gazdaságosak és nagyfokú megbízhatóságot biztosítanak, mivel ugyanolyan technológiával készülnek, mint a tranzisztorok.
6. A LED-ek széles hőmérséklet-tartományban működnek, mondjuk 0° – 70° között. Emellett nagyon tartósak és ellenállnak az ütéseknek és az ingadozásoknak.
7. A LED-ek nagy hatásfokkal rendelkeznek, de mérsékelt teljesítményt igényelnek a működéshez. Jellemzően 1,2 V feszültség és 20 mA áram szükséges a teljes fényerőhöz. Ezért olyan helyen használják, ahol kevesebb energia áll rendelkezésre.

A LED hátrányai

A LED-ek az LCD-vel összehasonlítva több energiát fogyasztanak, és a költségük magas. Emellett nem használják nagyméretű kijelzők készítésére.