Μια LED, η οποία αντιπροσωπεύει τη δίοδο εκπομπής φωτός, είναι α ημιαγωγός διόδων που ανάβουν όταν εφαρμόζεται τάση και χρησιμοποιούνται παντού στα ηλεκτρονικά σας, στους νέους τύπους φωτισμού και στις ψηφιακές οθόνες τηλεόρασης.
Πώς λειτουργεί μια λυχνία LED
Ας συγκρίνουμε πώς λειτουργεί η δίοδος εκπομπής φωτός έναντι των παλαιότερων λαμπτήρα πυρακτώσεως. Ο λαμπτήρας πυράκτωσης λειτουργεί με τη λειτουργία ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ενός νήματος που βρίσκεται μέσα στο γυάλινο βολβό. Το νήμα θερμαίνεται και λάμπει, και αυτό δημιουργεί το φως, ωστόσο, δημιουργεί επίσης πολύ θερμότητα. Ο λαμπτήρας πυράκτωσης χάνει περίπου το 98% της θερμότητας που παράγει ενέργεια και το καθιστά αρκετά αναποτελεσματικό.
Οι λυχνίες LED αποτελούν μέρος μιας νέας οικογένειας τεχνολογιών φωτισμού που ονομάζεται φωτισμός στερεάς κατάστασης και σε ένα καλά σχεδιασμένο προϊόν. Τα LED είναι βασικά δροσερά στην αφή. Αντί ενός λαμπτήρα, σε μια λυχνία LED θα υπάρχει ένα πολλαπλάσιο των μικρών φωτοεκπομπών.
Οι λυχνίες LED βασίζονται στην επίδραση της ηλεκτροφωταύγειας, ότι ορισμένα υλικά εκπέμπουν φωτισμό όταν εφαρμόζεται ηλεκτρική ενέργεια. Οι λυχνίες LED δεν έχουν νήμα που θερμαίνεται, αλλά φωτίζονται από την κίνηση ηλεκτρονίων σε υλικό ημιαγωγού, συνήθως αρσενικό αργιλίου-γαλλίου (AlGaAs). Το φως εκπέμπει από τη σύνδεση p-n της διόδου.
Ακριβώς πώς ένα LED λειτουργεί είναι ένα πολύ περίπλοκο θέμα, εδώ είναι ένα εξαιρετικό φροντιστήριο που εξηγεί αυτή τη διαδικασία λεπτομερώς:
Ιστορικό
Η ηλεκτροφωταύγεια, τα φυσικά φαινόμενα πάνω στα οποία κατασκευάζεται η τεχνολογία LED, ανακαλύφθηκε το 1907 από το βρετανικό ραδιόφωνο ερευνητής και βοηθός του Guglielmo Marconi, Henry Joseph Round, ενώ πειραματιζόταν με καρβίδιο του πυριτίου και μια γάτα γενειά.
Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1920, ο Ρώσος ερευνητής ραδιοφώνου Oleg Vladimirovich Losev μελετούσε τα φαινόμενα της ηλεκτροφωταύγειας στις διόδους που χρησιμοποιούνται στα ραδιοφωνικά σύνολα. Το 1927, δημοσίευσε ένα έγγραφο που ονομάζεται Φωτεινό ανιχνευτή Carborundum [καρβίδιο του πυριτίου] και ανίχνευση με κρυστάλλους για την έρευνά του και παρόλο που δεν δημιουργήθηκε κανένα πρακτικό LED σχετικά με το έργο του, η έρευνά του επηρέασε τους μελλοντικούς εφευρέτες.
Χρόνια αργότερα το 1961, ο Robert Biard και ο Gary Pittman εφευρέθηκαν και κατοχυρώθηκαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ένα υπέρυθρο LED για την Texas Instruments. Αυτή ήταν η πρώτη LED, ωστόσο, που ήταν υπέρυθρη ήταν πέρα από το ορατό φάσμα φωτός. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν υπέρυθρο φως. Κατά ειρωνικό τρόπο, ο Baird και ο Pittman εφευρίσθηκαν κατά λάθος μόνο μια δίοδος εκπομπής φωτός ενώ το ζευγάρι προσπαθούσε πραγματικά να εφεύρει μια δίοδο λέιζερ.
Ορατά LED
Το 1962, ο Nick Holonyack, σύμβουλος μηχανικός της General Electric Company, εφευρέθηκε το πρώτο LED ορατού φωτός. Ήταν ένα κόκκινο LED και το Holonyack είχε χρησιμοποιήσει φωσφίδιο αρσενικού γαλλίου ως υπόστρωμα για τη δίοδο.
Ο Holonyack έχει κερδίσει την τιμή να ονομάζεται "Πατέρας της φωτοεκπομπής" για τη συμβολή του στην τεχνολογία. Διαθέτει επίσης 41 διπλώματα ευρεσιτεχνίας και οι άλλες εφευρέσεις του περιλαμβάνουν τη δίοδο λέιζερ και το πρώτο φλας dimmer.
Το 1972, ο ηλεκτρολόγος μηχανικός Μ. George Craford εφευρέθηκε το πρώτο LED κίτρινο χρώματος για την εταιρεία Monsanto χρησιμοποιώντας φωσφίδιο αρσενικού του γαλλίου στη δίοδο. Ο Craford εφευρέθηκε επίσης ένα κόκκινο LED που ήταν 10 φορές φωτεινότερο από το Holonyack.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η εταιρεία Monsanto ήταν η πρώτη που παράγει μαζικά ορατά LED. Το 1968, η Monsanto παρήγαγε κόκκινα LED που χρησιμοποιούνται ως δείκτες. Αλλά δεν ήταν μέχρι τη δεκαετία του 1970 ότι τα LEDs έγιναν δημοφιλή όταν η Fairchild Optoelectronics άρχισε να παράγει συσκευές LED χαμηλού κόστους (λιγότερο από πέντε λεπτά το καθένα) για τους κατασκευαστές.
Το 1976, ο Thomas P. Η Pearsall εφευρέθηκε ένα υψηλής απόδοσης και εξαιρετικά φωτεινό LED για χρήση σε οπτικές ίνες και τηλεπικοινωνίες ινών. Η Pearsall εφευρέθηκε νέα υλικά ημιαγωγών βελτιστοποιημένα για μήκη κύματος μετάδοσης οπτικών ινών.
Το 1994, ο Shuji Nakamura εφευρέθηκε το πρώτο μπλε LED χρησιμοποιώντας νιτρίδιο του γαλλίου.