آشنایی بیشتر با ساختار و عملکرد دیود های LED (دیود نورانی) برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: در ساختار دیود های منتشر کننده نور دو نوع LED وجود دارد ، یک نوع لامپ (سرب) و نوع تراشه (سطح نصب شده) هنگامی که جریان از طریق یک LED در جهت مثبت جریان می یابد ، ولتاژ تولید شده بین آند و کاتد ولتاژ رو به جلو (VF) نامیده می شود. واحد ولتاژ ولت (V) است.
LED ها نوعی نیمه هادی به نام "دیود تابش نور" هستند ، که با استفاده و تبدیل از انرژی الکترونیکی نور ساطع میکند.(بدون ایجاد گرما) LED ها (دیودهای منتشر کننده نور) منابع نوری نیمه هادی هستند که یک نیمه هادی از نوع P (غلظت سوراخ بزرگتر) را با یک نیمه هادی از نوع N (غلظت الکترونی بزرگتر) ترکیب می کنند. اعمال ولتاژ رو به جلو کافی باعث می شود که الکترون ها و سوراخ ها در محل اتصال PN نوترکیب شوند و انرژی را به صورت نور آزاد می کنند. در مقایسه با منابع نوری معمولی که ابتدا انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می کنند و سپس به نور تبدیل می شوند ، LED ها (دیودهای ساطع کننده نور) انرژی الکتریکی را مستقیماً به نور تبدیل می کنند و تولید برق کارآمد با انرژی کم مصرف می کنند.
یک دیود، ساده ترین وسیله الکترونیکی نیمه رسانا است. نیمه رساناها اغلب از موادی ساخته می شوند که توانایی کمی در هدایت جریان الکتریکی دارند. یکی از معروف ترین این نیمه رساناها، آلومینیوم آرسنید گالیوم (AlGaAs) نام دارد. در یک آرسنید گالیوم خالص، الکترون اتم ها قادر به خروج و حرکت نیستند، ولی با افزودن الکترون اضافی یا کم کردن الکترون (ایجاد حفره) در آنها، می توانند حرکت کنند و تولید رسانایی نمایند.نور شکلی از انرژی است که از اجزاء بسیار ریزی به نام فوتون (Photon) تشکیل می شود. فوتون ها انرژی دارند، اما جرم ندارند و در نتیجه ی حرکت الکترون ها آزاد می شوند. در یک اتم، الکترون ها در مدار هایی دور هسته می چرخند. الکترون های مدارهای مختلف، مقدار انرژی متفاوتی دارند. کلاً الکترون هایی که انرژی بیشتری دارند، در مدارهای دورتر از هسته حرکت می کنند.یک الکترون برای پرش از یک مدار پایین به بالا نیاز به گرفتن انرژی دارد، اما بر عکس وقتی الکترونی از مدار بالا به پایین می افتد، مقداری انرژی به شکل موج الکترومغناطیس یا فوتون آزاد می کند.با برقراری جریان در داخل دیود، الکترون های آزاد ( – ) به مدار اتم های فاقد الکترون آزاد ( + ) سقوط می کنند و در نتیجه این سقوط مقداری انرژی به شکل فوتون نور مرئی یا نامرئی آزاد می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )