الصمام الثنائي الباعث للضوء(يؤدى)

english light-emitting diode
Light emitting diode
RBG-LED.jpg
Blue, green, and red LEDs in 5 mm diffused case
Working principle Electroluminescence
Invented H. J. Round (1907)
Oleg Losev (1927)
James R. Biard (1961)
Nick Holonyak (1962)
First production October 1962
Pin configuration Anode and cathode
Electronic symbol
LED symbol.svg

ملخص

  • الصمام الثنائي مثل الضوء المنبعث عند تقاطع pn يتناسب مع تيار التحيز ؛ يعتمد اللون على المادة المستخدمة

نظرة عامة

الصمام الثنائي الباعث للضوء ( LED ) هو مصدر ضوء أشباه الموصلات ثنائي الرصاص. وهو الصمام الثنائي تقاطع p-n الذي ينبعث الضوء عند تفعيلها. عندما يتم تطبيق تيار مناسب على الخيوط ، تكون الإلكترونات قادرة على إعادة توحيدها مع فتحات الإلكترون داخل الجهاز ، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات. يُطلق على هذا التأثير التألق الكهربائي ، ويتم تحديد لون الضوء (الموافق لطاقة الفوتون) من خلال فجوة نطاق الطاقة في أشباه الموصلات. تكون المصابيح عادة صغيرة (أقل من 1 مم) ويمكن استخدام المكونات البصرية المدمجة لتشكيل مخطط الإشعاع.
ظهرت مكونات LED الأقدم في عام 1962 ، كمكونات إلكترونية عملية ، وأصدرت ضوء الأشعة تحت الحمراء منخفض الكثافة. لا تزال تستخدم مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء بشكل متكرر كعناصر إرسال في دوائر التحكم عن بعد ، مثل عناصر التحكم عن بعد لمجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. كانت مصابيح LED المرئية الأولى ذات كثافة منخفضة ومحدودة باللون الأحمر. تتوفر مصابيح LED الحديثة عبر الأطوال الموجية المرئية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، وسطوع عالي جدًا.
وغالبا ما تستخدم المصابيح في وقت مبكر كمصابيح مؤشر للأجهزة الإلكترونية ، لتحل محل المصابيح المتوهجة الصغيرة. سرعان ما تم تعبئتها في قراءات رقمية في شكل عروض من سبعة قطاعات وشوهدت عادة في الساعات الرقمية. أحدثت التطورات الأخيرة مصابيح LED مناسبة للإضاءة البيئية والمهمة. أدت مصابيح LED إلى شاشات عرض وأجهزة استشعار جديدة ، في حين أن معدلات التحويل العالية الخاصة بها مفيدة في تكنولوجيا الاتصالات المتقدمة.
تتمتع المصابيح بمزايا عديدة مقارنة بمصادر الإضاءة المتوهجة ، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة وعمر أطول وتحسين المتانة البدنية وحجم أصغر وتحويل أسرع. تستخدم الثنائيات الباعثة للضوء في تطبيقات متنوعة مثل إضاءة الطائرات ، والمصابيح الأمامية للسيارات ، والإعلانات ، والإضاءة العامة ، وإشارات المرور ، ومضات الكاميرا ، وورق الحائط المضاء ، والأجهزة الطبية. كما أنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، ويمكن القول إن لديها مخاوف بيئية أقل مرتبطة بالتخلص منها.
على عكس الليزر ، فإن لون الضوء المنبعث من LED ليس متماسكًا ولا أحادي اللون ، لكن الطيف ضيق فيما يتعلق بالرؤية البشرية ، ويمكن اعتبار أن الضوء المنبعث من أحد عناصر الصمام الثنائي البسيط يعتبر أحادي اللون وظيفياً.
كلا الصمام (للضوء ديود الباعثة للضوء). مصطلح عام لمواد أشباه الموصلات التي تنبعث منها الضوء عند تطبيق الجهد الكهربي ، وهو جهاز ينبعث منه ضوء الحالة الصلبة وينبعث الضوء من خلال رابطة متناقضة تمامًا مع إلكترون بسبب تقاطع أشباه الموصلات pn . يمكن أن تكون مدفوعة بحجم صغير ، متانة ، جهد كهربي منخفض ، تيار منخفض ، إضاءة عالية واستجابة ممتازة ، لذلك يمكن استخدامه لأجهزة العرض مثل الحروف والأرقام أو مؤشر طاقة الهاتف العام ، مصدر الضوء للاتصال المنخفض أو البصري التمثيلي ، آلية تلقائية للكاميرا والدخان يستخدم على نطاق واسع كمصدر للضوء لأجهزة استشعار مختلفة مثل جهاز استشعار أو وحدة تصوير ضوئي تصنع تلك التي تنبعث منها الضوء في أطوال موجية مختلفة من الأشعة تحت الحمراء إلى اللون الأزرق ، مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق. غالبًا ما يستخدم نوع زرنيخيد الغاليوم (GaAs) ونوع الفسفور الغاليوم (GaP) كمواد ، ويستخدمان لعرض أدوات الأجهزة الكهربائية المنزلية والسيارات. كما أن لديها المتانة ، توفير الطاقة وتأثير توفير الطاقة المتوقع ، خاصة عندما يتم استخدامه للأجهزة المنزلية ، يولد الطلب الكبير ، ويزداد إنتاج رقائق LED بسرعة. أحد المخترعين للضوء الأزرق الذي ينبعث من الصمام الثنائي شوجي ناكامورا كان يسعى للحصول على تعويض عن الاختراعات لشركة نيتشيا التي كانت في منصبه في يناير 2005 ، قضت محكمة طوكيو العليا بأن الجانب الصناعي في نيتشياو اقترب من حوالي 840 مليون وتم التوصل إلى تسوية عن طريق دفع الين إلى ناكامورا . بالنظر إلى الاختراعات المتعلقة بالاختراعات الوظيفية ، كانت أعلى نسبة على الإطلاق في اليابان. حصل ثلاثة أشخاص ، هم Red و Saki و Nakamura Shuji و Amano و Hirohiro Amano ، على جائزة نوبل في الفيزياء عن إنجازاته في عام 2014 <اختراع ديود أزرق فعال ينبعث منها الضوء ومكّن من مصدر ضوء أبيض ساطع وموفر للطاقة>.
→ المواد ذات الصلة الإلكترونيات الضوئية | Optoceramics | الأجهزة الوظيفية | مصدر الضوء | طابعة الصفحة