Määritelmä: LED on PN-liitosdiodi, joka säteilee valoa, kun sähkövirta kulkee sen läpi eteenpäin. Ledissä tapahtuu varauksenkuljettajien rekombinaatio. N-puolen elektroni ja P-puolen reikä yhdistyvät ja antavat energiaa lämmön ja valon muodossa. LED on valmistettu puolijohdemateriaalista, joka on väritöntä, ja valo säteilee diodin liitoskohdan kautta.

Ledejä käytetään laajalti numeeristen ja aakkosnumeeristen merkkien segmentti- ja pistematrisinäytöissä. Yhden rivin segmentin tekemiseen käytetään useita LEDejä, kun taas desimaalipisteen tekemiseen käytetään yhtä LEDiä.

LEDin rakentaminen

Varauksenkuljettajan rekombinaatio tapahtuu P-tyypin materiaalissa, ja siten P-materiaali on LEDin pinta. Jotta valon emissio olisi mahdollisimman suuri, anodi on sijoitettu P-tyypin materiaalin reunalle. Katodi on valmistettu kultakalvosta, ja se sijoitetaan yleensä N-alueen alaosaan. Tämä katodin kultakerros auttaa heijastamaan valoa pinnalle.

Galliumarsenidifosfidia käytetään punaisen tai keltaisen valon emittoimisen LEDin valmistukseen. LED:iä on saatavana myös vihreän, keltaisen meripihkan ja punaisen värisinä.

LED:n sammuttamiseen/sytyttämiseen voidaan käyttää yksinkertaista transistoria, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty. Perusvirta IB johtaa transistoria, ja transistori johtaa voimakkaasti. Vastus RC rajoittaa ledin virtaa.

LEDin toiminta

LEDin toiminta riippuu kvanttiteoriasta. Kvanttiteorian mukaan kun elektronien energia laskee korkeammalta tasolta alemmalle tasolle, se emittoi energiaa fotonien muodossa. Fotonien energia on yhtä suuri kuin korkeamman ja alemman tason välinen rako.

Ledi on kytketty eteenpäin suuntautuneena, jolloin virta kulkee eteenpäin. Virran virtaus johtuu elektronien liikkeestä vastakkaiseen suuntaan. Rekombinaatio osoittaa, että elektronit siirtyvät johtavuuskaistalta valenssikaistalle ja ne säteilevät sähkömagneettista energiaa fotonien muodossa. Fotonien energia on yhtä suuri kuin valenssikaistan ja johtavuuskaistan välinen rako.

LED:n edut elektronisissa näytöissä

Seuraavat ovat LED:n tärkeimpiä etuja elektronisissa näytöissä.

1. LED:t ovat kooltaan pienempiä, ja niitä voidaan pinota päällekkäin muodostaakseen numeerisen ja aakkosnumeerisen näytön suuritiheyksisessä matriisissa.
2. LED:ien valonlähdön voimakkuus riippuu LED:n läpi kulkevasta virrasta. Niiden valon voimakkuutta voidaan säätää portaattomasti.
3. Ledejä on saatavana, jotka säteilevät valoa eri väreissä, kuten punaisena, keltaisena, vihreänä ja meripihkan värisenä.
4. Ledien päälle- ja poiskytkeytymisaika tai kytkentäaika on alle 1 nanosekuntia. Tämän vuoksi LED:iä käytetään dynaamiseen toimintaan.
5. LED:t ovat erittäin taloudellisia ja erittäin luotettavia, koska ne valmistetaan samalla teknologialla kuin transistorit.
6. LED:t toimivat laajalla lämpötila-alueella, esimerkiksi 0° – 70°. Lisäksi se on erittäin kestävä ja kestää iskuja ja vaihteluita.
7. Ledeillä on korkea hyötysuhde, mutta ne vaativat kohtalaisen paljon tehoa toimiakseen. Tyypillisesti täyteen kirkkauteen tarvitaan 1,2 V:n jännite ja 20 mA:n virta. Siksi sitä käytetään paikassa, jossa on vähemmän virtaa saatavilla.

LEDien haitat

LEDit kuluttavat enemmän virtaa kuin LCD-näytöt, ja niiden kustannukset ovat korkeat. Sitä ei myöskään käytetä suurten näyttöjen tekemiseen.