Zein da LED?

Zer da LEDa?

LEDaren definizioa

Argi ematen duen diodua (LED) elektrizitate-osagaia pasatzen denean argi ematen duen semikonduttore bat da.Aldaketa zaharragoetan, arseniko galiano fosforo (GaAsP), fosforo galiano (GaP) eta arseniko galiano-aluminio (AlGaAs) erabiltzen ziren.LEDek PN konexio batekin dotatutako kristal baten barruan igaro den korriente zuzena bidez argi bistagarria sortzen dute elektrolumineszentzia efektuaren bidez.

Dotazioa kolun III eta V elementuak gehitzea da. Korriente positiboki polarizatua (IF) aplikatzen denean, p-n konexioak aktibo egoeraren energia-zatiak (Eg) determinatzen duen luzera-onda batean argi ematen du.

Argi ematen duen dioduen (LED) funtzionamendua

Korriente positiboki polarizatua (IF) dioduko p-n konexiora aplikatzen denean, minoritario elektronak p-eremura sartzen dira eta minoritario elektronak n-eremura. Fotono-emisioa p-eremuan gertatzen da elektron-hutsen birkonbinazioaren ondorioz.

Elektronen energia aldatzeko energia-zatiaren gainean, radiatiboko birkonbinazio deituriko prozesuak fotonoak (hau da, argia) sortzen ditu, eta shunt energetiko transizioak, non-radiatiboko birkonbinazio deituriko prozesuak, fononak (hau da, hotza) sortzen ditu. Taula hauetan AlInGaP LED eta InGaN LED tipikoentzako luminosotasun-efektibitateak erakusten dira zenbait oinarriko luzera-onda kontuan hartuta.

LEDren efektibitatea konexioan sortutako argiaren eta kristalari irten artean berreabsorbizunak eragindako galduen araberakoa da. Semikonduttore askok indize adierazgarri bat dute, horrek askoz argi asko itzuliz kristalera, bere intensitate txikituz soilik irteko gai izatea. Efektibitate hori, neurriz gusteko energia bistagarriaren arabera, efektibitate kanporrak deitzen zaio.

Elektrolumineszentzia fenomenoa 1923an aurkitu zen egonkorroko konexioetan, baina orduan praktikarrik ez zuen, elektrizitatea argira bihurtzeko efektibitate lumikoa oso baxua baitzen. Hala ere, gaur egun efektibitatea askoz handiagoa da, eta LEDak seguru-sinalen, indikadoreen, ikurren eta pantailen aplikazioetan, baita barruko argiaren eta bide argiaren aplikazioetan ere erabiltzen dira.

LEDaren kolorea

LED gailuaren kolorea ematen duen luzera-ondaren (λd, nm-tan) bidez adierazten da. AlInGaP LEDek gorria (626-630 nm), gorria-laranja (615-621 nm), laranja (605 nm) eta ambarra (590-592 nm) sortzen dituzte. InGaN LEDek berdea (525 nm), blai-berdea (498-505 nm) eta urdina (470 nm) sortzen dituzte. AlInGaP LEDen kolorea eta korriente positiboa LED p-n konexioaren tenperaturaren mendean daude.

LED p-n konexioaren tenperatura handitu ahala, luminosotasuna murriztu egin daiteke, luzera-onda nagusia luzera-ondaren luzeagoetara mugitzen da, eta korriente positiboa jaitsi egiten da. InGaN LEDen luminosotasun-aldaketak -20°Ctik 80°Cra bitartean txikiak dira (hona hemen 10% inguru). Baina, InGaN LEDen luzera-onda nagusia LED drive currentarekin aldatzen da; LED drive currenta handitu ahala, luzera-onda nagusia luzera-ondaren motzagoetara mugitzen da.

Elektronika-proiektu batean koloreko LEDak erabili nahi badituzu, Arduino hasierako kit askok kolore desberdinak dituzte.

Apagatzea

LEDak apagatzeko, korriente-drivea murriztuz, 10% bakarrik eman dezake. LEDak ohikoa da Amplitude Modulation teknikak erabiliz apagatzea.

Fidagarritasuna

Konexioaren tenperatura maximoa (TJMAX) LEDen bizitza-esperantza garrantzitsu bat da. Tenperatura hori gainditzeak enkapsulatutako gailua zernezteko arrisku du. LEDen bizitza-esperantza Mean Time Between Failures (MTBF) moduan neurtzen da, test askotan LED asko probatzen direnean, korriente estandarrarekin eta tenperaturekin, erdiak huts egin arte.

LED zuria

LED zuria orain bi metodo erabiliz egiten da: Lehen metodoan, gorri, berde eta urdina chip batetan batu behar dira argi zuria sortzeko; Bigarren metodoan, fosforeszenzia erabiltzen da. Fosforetan fluorosentzia aktibatzen da InGaN LED gailuak eman duen energia-kortasun handiak bidez.

Luminosotasun-efektibitatea

LEDaren luminosotasun-efektibitatea argi emandako fluxu luminoso (lm-tan) unitate elektrikoko indar bakoitzeko (W-tan) definitzen da. Urdinak 75 lm/W inguru ditu barneko efektibitatea; gorria, 155 lm/W inguru; eta ambarra, 500 lm/W. Barneko berreabsorbizunak kontuan hartuta, luminosotasun-efektibatea 20-25 lm/W inguru da ambarra eta berdeentzat. Efektibitate honen definizioa efektibitate kanporrak deitzen da, eta beste argi-mota batzuei erabiltzen zaizkien efektibitatearen definizioarekin antolakorra da.