Valgusdioodi tähistav LED on a pooljuht diood, mis helendab, kui pinget rakendatakse, ja neid kasutatakse kõikjal teie elektroonikas, uut tüüpi valgustites ja digitaaltelevisiooni monitorides.
Kuidas LED töötab
Võrdleme, kuidas valgusdiood töötab vanemaga võrreldes hõõglamp. Hõõglamp töötab elektri juhtimisel läbi hõõgniidi, mis on klaasipirni sees. Hõõgniit soojeneb ja hõõgub ning see loob valgust, kuid samas tekitab see ka palju soojust. Hõõglamp kaotab umbes 98% soojusenergiast, muutes selle üsna ebaefektiivseks.
LED-id on osa uuest valgustustehnoloogiate perekonnast, mida nimetatakse tahkisvalgustuseks, ja hästi läbimõeldud tootes; LEDid on põhimõtteliselt jahedad puudutusele. Ühe lambipirni asemel on LED-lambis mitu väikest valgusdioodi.
Valgusdioodid põhinevad elektroluminestsentsil, mille kohaselt teatud materjalid kiirgavad elektrienergia kasutamisel valgust. LED-del pole hõõgniiti, mis soojeneks, selle asemel valgustatakse neid elektronide liikumisega pooljuhtmaterjalist, tavaliselt alumiinium-gallium-arseniidist (AlGaAs). Valgus kiirgab dioodi p-n ristmikust.
See, kuidas LED töötab, on väga keeruline teema, siin on suurepärane juhendaja, mis selgitab seda protsessi üksikasjalikult:
Taust
Elektroluminestsents - loodusnähtused, millele LED-tehnoloogia rajatakse - avastas Suurbritannia raadio 1907. aastal uurija ja Guglielmo Marconi assistent Henry Joseph Round, katsetades ränikarbiidi ja kassi vurr.
1920. aastatel uuris Venemaa raadiouurija Oleg Vladimirovitš Losev raadiokomplektides kasutatavates dioodides esineva elektroluminestsentsi nähtusi. 1927. aastal avaldas ta paberi nimega Helendava karborundiumdetektor (ränikarbiid) ja tuvastamine kristallidega tema uurimistöö kohta ja kuigi sel ajal tema töö põhjal praktilist LED-i ei loodud, mõjutas tema uurimus tulevasi leiutajaid.
Aastaid hiljem, 1961. aastal, leiutasid ja patenteerisid Robert Biard ja Gary Pittman Texas Instrumentsile infrapuna-LED-i. See oli aga esimene LED, mis oli infrapunakiirguse kaugusel nähtava valguse spekter. Inimesed ei näe infrapunavalgus. Irooniline on see, et Baird ja Pittman leiutasid juhuslikult ainult valgusdioodi, samal ajal kui paar üritas tegelikult laserdioodi leiutada.
Nähtavad LED-id
1962. aastal leiutas General Electric Company nõustamisinsener Nick Holonyack esimese nähtava valguse LED-i. See oli punane LED ja Holonyack oli dioodi substraadina kasutanud galliumarseniidfosfiidi.
Holonyack on pälvinud au, et teda on nimetatud tehnoloogiasse panustamise eest "valgusdioodi isaks". Tal on ka 41 patenti ja tema teiste leiutiste hulka kuulub laserdiood ja esimene valguse dimmer.
1972. aastal leiutas elektriinsener M George Craford Monsanto Company jaoks esimese kollase värvi LED-i, kasutades dioodis gallium-arseniidfosfiidi. Craford leiutas ka punase LED-i, mis oli 10 korda heledam kui Holonyacki oma.
Tuleb märkida, et Monsanto ettevõte tootis esimesena nähtavaid valgusdioode. 1968. aastal tootis Monsanto punaseid LED-e, mida kasutati indikaatoritena. Kuid alles 1970. aastatel said LED-id populaarseks, kui Fairchild Optoelectronics hakkas tootma odavaid (vähem kui viis senti) LED-seadmeid.
Aastal 1976 Thomas P. Pearsall leiutas ülitõhusa ja eriti ereda valgusdioodi, mida kasutatakse fiiberoptikas ja fiiber telekommunikatsioonis. Pearsall leiutas uued pooljuhtmaterjalid, mis on optimeeritud kiudoptilise lainepikkuse jaoks.
1994. aastal leiutas Shuji Nakamura esimese sinise LED-i, kasutades galliumnitriidi.