Nola funtzionatzen du LED bat?

Nola funtzionatzen du LED bat?

LEDren definizioa

LED bat, edo Argi Emaiten Duena Diodea, elektrikoki aktibatzean argia ematen duen semikonduktoreko gailu bat da, elektrolumineszentziaren prozesuan.

Nola funtzionatzen du LED bat

Diode arrunt baten antzera, LED diodeak funtzionatzen hasten da aurrerantz koizituta dagoenean. Kasu honetan, n-mota semikonduktoreak p-motak baino gehiago doitu egiten da, p-n elkarketa sortuz. Aurrerantz koizituta dagoenean, potentzial barrutia murrizten da eta elektronak eta lehorrak depletio layerran (edo aktibo layerran) batzen dira, argi edo fotonoak zero direkzioetan eradiatzen dituzte. Adibide zinkun bat erakusten du elektron-lehorr pareak aurrerantz koizituta dagoenean argi ematen dutela.

Fotonoen eragin LEDn soliduen energia-banda teoriak azaltzen du, zeinari esker argi ematen duten materialen banda-tartea zuzena edo ez zuzena dela. Zuzeneko banda-tartearekin dituzten semikonduktore-material hauek fotonok ematen dituzte. Zuzeneko banda-tarte material batean, energia konduku bandaren beheko maila energia valentzia bandaren goiko mailaren gainean kokatzen da Energia vs Momentua (onde-ektore 'k') diagraman.

Elektronak eta lehorrak batera jotzen direnean, E = hν enerzia △ (eV) energia tartea luzara itzaliz joango da, non h Planck konstantea eta ν argiaren maiztasuna diren.

Zuzeneko Banda-Tarte

Ez zuzeneko banda-tarte materialak ez dira erradiatzaileak, hurrengo banda-kondukuaren beheko maila ez dator bat egiten valentzia bandaren goiko mailarekin, energia osoa kalorira bihurtzen da. Adibideak Si, Ge, etab.

Ez zuzeneko Banda-Tarte

Zuzeneko banda-tarte duen material adibide bat da Gallium Arsenide (GaAs), LEDetan erabilitako semikonduktore konposatu bat. GaAsen dantza atomak gehitu egiten dira kolore asko sortzeko. LEDetan erabilitako material batzuk dira:

• Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) – infrategi.

• Gallium Arsenic Phosphide (GaAsP) – gorria, laranja, horia.

• Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) – berdea.

• Indium gallium nitride (InGaN) – urdina, urdinberdea, UV-aren ondoan.

• Zinc Selenide (ZnSe) – urdina.

LEDren egoera fisikoa

LEDa era honetan egitura daitekeenez, emandako argia ez da materiala berriz hartzen. Beraz, ziurduzu elektron-lehorr batera jotzea gainazalean gertatzen dena.

Aurreko irudiak LED p-n elkarketa egitura modu desberdinetan erakusten ditu. P-mota layerra txikiagoa egin eta n-mota oinarriaren gainean hazten da. Elkarketa p-n-ren bi aldean lotutako metal elekrodotzat erabilgarri dira kanpoeko elektrikoko konekzioetarako. Argi ematen diote diode p-n elkarketa transparente kasetan sartuta, argi uniformeki zero direkzioetan eramaten eta barnerako islatze gutxiengatik.

LEDren hanka handiena positiboa edo anoda adierazten du.

Bi hanka baino gehiago dituzten LEDek ere daude, hala nola 3, 4 eta 6 pin konfigurazioak, kolore anitz lortzeko LED pakete berean. Gainazalera moztutako LED pantailak PCB-en gainean mozteko daude eskuragarri.

LEDek miliampero zenbakitzat behar dituzte korrontea eta serieko resistentzia altu bat behar dute, 1.5etik 3.5 volt arteko aurrerantzko tenperatura-erditik dagokionez, diode arruntei alderatuta.

Argi Zuria LEDak edo Argi Zuria LED Lampsak

LED lampa, bolboak, kaleko argiak oraindik popularitate handia lor dezake, LEDren efizientzia altuagatik argi ematen duen unitate input power (miliWatt) bat, incandescent bolboetatik ateratuta. Beraz, erabiltzaile orokorreko argiarentzat, argi zuria gustatzen da. Argi zuria sortzeko LEDen laguntzaz, bi metodo erabiltzen dira:

RGB kolore primario hiru batuketa argi zuria sortzeko. Metodo honek efizientzia kuantiko altua du.

Metodo beste bat da LED bat kolore batekin fosforo bat kolore desberdinekin gainesteko argi zuria sortzeko. Metodo hau komertzialki popularragoa da LED bolboak eta argiak osatzeko.

LEDen aplikazioak

OLED, micro-LED, quantum dots bezalako elektronikoko pantailak.

• LED indikadore gisa.

• Telekomandoetan.

• Argiak.

• Opto-isolatzaileak.