Definiție: LED-ul este o diodă cu joncțiune PN care emite lumină atunci când un curent electric trece prin ea în sens direct. În LED are loc recombinare a purtătorilor de sarcină. Electronul de pe latura N și gaura de pe latura P se combină și dau energie sub formă de căldură și lumină. LED-ul este fabricat din material semiconductor care este incolor, iar lumina este radiată prin joncțiunea diodei.
LED-urile sunt utilizate pe scară largă în afișajele segmentare și matriciale de caractere numerice și alfanumerice. Pentru realizarea segmentului unei singure linii se folosesc mai multe LED-uri, în timp ce pentru realizarea punctului zecimal se folosește un singur LED.
Construcția LED-ului
Recombinarea purtătorului de sarcină are loc în materialul de tip P și, prin urmare, materialul P este suprafața LED-ului. Pentru o emisie maximă de lumină, anodul este depus la marginea materialului de tip P. Catodul este alcătuit dintr-o peliculă de aur și este plasat, de obicei, în partea de jos a regiunii N. Acest strat de aur al catodului ajută la reflectarea luminii la suprafață.
Phosfura de arsenură de galiu este utilizată pentru fabricarea LED-urilor care emit lumină roșie sau galbenă pentru emisie. LED-urile sunt, de asemenea, disponibile în culorile verde, galben, chihlimbar și roșu.
Transistorul simplu poate fi utilizat pentru stingerea/aprinderea unui LED, așa cum se arată în figura de mai sus. Curentul de bază IB conduce tranzistorul, iar tranzistorul conduce puternic. Rezistența RC limitează curentul LED-ului.
Funcționarea LED-ului
Funcționarea LED-ului depinde de teoria cuantică. Teoria cuantică afirmă că atunci când energia electronilor scade de la nivelul superior la cel inferior, aceștia emit energie sub formă de fotoni. Energia fotonilor este egală cu diferența dintre nivelul superior și cel inferior.
LED-ul este conectat în polarizare directă, ceea ce permite curentului să circule în direcția directă. Fluxul de curent se datorează mișcării electronilor în sens opus. Recombinarea arată că electronii se deplasează din banda de conducție în banda de valență și aceștia emit energie electromagnetică sub formă de fotoni. Energia fotonilor este egală cu decalajul dintre banda de valență și banda de conducție.
Vantajele LED-ului în afișajele electronice
Cele ce urmează sunt avantajele majore ale LED-ului într-un afișaj electronic.
- LED-urile au dimensiuni mai mici și pot fi stivuite împreună pentru a forma afișaje numerice și alfanumerice în matrice de mare densitate.
- Intensitatea luminii emise de LED depinde de curentul care trece prin el. Intensitatea luminii lor poate fi controlată fără probleme.
- Sunt disponibile LED-uri care emit lumină în diferite culori, cum ar fi roșu, galben, verde și chihlimbar.
- Timpurile de aprindere și de stingere sau timpul de comutare al LED-ului este mai mic de 1 nanosecundă. Din acest motiv, LED-urile sunt utilizate pentru funcționarea dinamică.
- DEL-urile sunt foarte economice și oferă un grad ridicat de fiabilitate, deoarece sunt fabricate cu aceeași tehnologie ca și cea a tranzistorului.
- DEL-urile funcționează pe o gamă largă de temperaturi, de exemplu 0° – 70°. De asemenea, este foarte durabil și poate rezista la șocuri și variații.
- LED-urile au un randament ridicat, dar necesită o putere moderată pentru funcționare. În mod obișnuit, este necesară o tensiune de 1,2V și un curent de 20mA pentru luminozitate maximă. Prin urmare, este utilizat într-un loc în care sunt disponibile mai puține surse de energie.
Dezavantajele LED-ului
LED-ul consumă mai multă energie în comparație cu LCD-ul, iar costul lor este ridicat. De asemenea, nu este folosit pentru realizarea afișajului de mari dimensiuni.
.