定義。 LEDはPN接合ダイオードで、電流が順方向に流れると光を発します。 LEDでは、電荷キャリアの再結合が行われる。 N側からの電子とP側からの正孔が結合し、熱と光という形でエネルギーを与える。 LEDは無色の半導体材料でできており、光はダイオードの接合部を通して放射される。
LEDは数字や英数字のセグメントディスプレイやドットマトリクスディスプレイに広く使用されている。 1行のセグメント表示には複数のLEDを使用し、小数点以下の表示には1つのLEDを使用します。
LEDの構造
電荷キャリアの再結合はP型材料で起こるので、P型材料はLEDの表面となります。 最大限の発光を得るために、陽極はP型材料の端に蒸着される。 陰極は金薄膜でできており、通常N領域の底に配置される。
リン化ガリウムヒ素は、発光に赤や黄色の光を発するLEDの製造に使用されています。 LEDの色も緑、黄、琥珀、赤があります。
上図のように、LEDのオフ/オンには単純なトランジスタを使用することができます。 ベース電流IBがトランジスタを導通させ、トランジスタは大きく導通する。 抵抗RCはLEDの電流を制限する。
LEDの動作
LEDの動作は量子論に依存している。 量子論では、電子のエネルギーが高いレベルから低いレベルへ減少するとき、光子という形でエネルギーを放出するとしています。 光子のエネルギーは、高いレベルと低いレベルの間のギャップに等しい。
LEDは順方向バイアスで接続されており、電流は順方向に流れることができます。 電流が流れるのは、電子が反対方向に移動するためである。 再結合は、電子が伝導帯から価電子帯に移動し、光子という形で電磁エネルギーを放出することを示す。
電子ディスプレイにおけるLEDの利点
以下は、電子ディスプレイにおけるLEDの主な利点です。
- LEDはサイズが小さく、一緒に積み重ねて高密度マトリックスの数字と英数字ディスプレイを形成することができます。 その光の強さは、赤、黄、緑、琥珀のような異なる色で発光するLEDが用意されています。
- LEDのオンとオフ時間またはスイッチング時間は、1ナノ秒未満である。 このため、LEDは動的操作に使用されます。
- LEDは、トランジスタのそれと同じ技術で製造されているため、非常に経済的で、高い信頼性を与えている
- LEDは温度の広い範囲にわたって動作します0° – 70°と言う。 また、非常に耐久性があり、衝撃や変動に耐えることができます。
- LEDは高い効率を持っていますが、彼らは動作のために適度な電力を必要とします。 通常、完全な明るさを得るためには、1.2Vの電圧と20mAの電流が必要です。
LED の欠点
LCD に比べて消費電力が大きく、コストが高い。 また、大型のディスプレイには使用できません。