Δίοδος εκπομπής φωτός: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

μ
r2.5.2) (Ρομπότ: Τροποποίηση: mk:Светлечка диода; διακοσμητικές αλλαγές
μ ([r2.5.4] Ρομπότ: Τροποποίηση: es:Led)
μ (r2.5.2) (Ρομπότ: Τροποποίηση: mk:Светлечка диода; διακοσμητικές αλλαγές)
Η βασική αρχή των LED είναι μια επαφή p-n η οποία πολώνεται ορθά για να εγχέει [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] και [[Οπή|οπές]] μέσα στις p- και n- πλευρές αντίστοιχα. Το εγχεόμενο φορτίο μειονότητας επανασυνδέεται με το φορτίο πλειονότητας στην περιοχή απογύμνωσης ή στην ουδέτερη περιοχή. Σε ημιαγωγούς αμέσου διάκενου η επανασύνδεση οδηγεί σε εκπομπή φωτός αφού η ακτινοβόλα επανασύνδεσης κυριαρχεί σε υλικά υψηλής ποιότητας. Σε υλικά έμμεσου χάσματος, η απόδοση εκπομπής φωτός είναι αρκετά φτωχή και οι περισσότερες από τις διαδρομές επανασύνδεσης είναι μη ακτινοβόλες με παραγωγή θερμότητας μάλλον παρά φωτός.
 
Μια δίοδος εκπομπής φωτός (light emitting diode,LED) είναι στην ουσία μια ένωση pn που έχει κατασκευαστεί από ένα ημιαγωγό άμεσου ενεργειακού χάσματος, όπως για παράδειγμα το GaAs, και στην οποία η επανασύνδεση των ζευγών ηλεκτρονίων – οπών (ΖΗΟ) έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή φωτονίων. Η ενέργεια των εκπεμπόμενων φωτονίων, hv , ισούται κατά προσέγγιση με το [[Ενεργειακό χάσμα|ενεργειακό χάσμα]] E<sub>g</sub>
 
<center>E<sub>g</sub> = E<sub>φωτονίου</sub> = h·v</center>
<center>η<sub>εξ</sub> = P<sub>εξ</sub>(οπτική)× 100% / I·V</center>
 
Για τους ημιαγωγούς εμμέσου ενεργειακού διακένου, η τιμή της απόδοσης είναι μικρότερη από 1%, ενώ για τους ημιαγωγούς αμέσου ενεργειακού διακένου με την ορθή δομή διάταξης, η η<sub>εξ</sub> μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη.
 
 
== Κατηγορίες LED ==
 
 
=== LED Ετεροεπαφής Υψηλής Εντάσεως ===
 
Μια ένωση p-n ανάμεσα σε δύο ημιαγωγούς με διαφορετική νόθευση, οι οποίοι όμως αποτελούνται από το ίδιο υλικό, έχουν δηλαδή το ίδιο ενεργειακό διάκενο g E , ονομάζεται ομοεπαφή. Μια ένωση ανάμεσα σε δύο ημιαγωγούς με το ίδιο ενεργειακό διάκενο ονομάζεται ετεροεπαφή. Μια ημιαγώγιμη δομή διάταξης η οποία περιλαμβάνει ενώσεις ανάμεσα σε υλικά με διαφορετικό ενεργειακό διάκενο ονομάζεται διάταξη ετεροδομής.
 
 
=== LED Εκπομπής Άκρου ===
 
Ένα σημαντικό στοιχείο στην οπτική επικοινωνία είναι η απόδοση με την οποία το φώς που εκπέμπεται από μια LED συζεύγνυται σε μια οπτική ίνα. Για να πραγματοποιηθεί μια ικανοποιητική σύζευξη χρειάζεται κανείς μια ισχυρά ευθυγραμμισμένη δέσμη. Η τεχνολογία ετεροδομών χρησιμοποιείται για να κατασκευαστεί η LED εκπομπής άκρου (edge emitting LED) Ένα σημαντικό στοιχείο της LED εκπομπής άκρου είναι τα στρώματα μανδύα μεγάλου ενεργειακού χάσματος τα οποία περιορίζουν όχι μόνο τα ηλεκτρόνια και τις οπές στο ενεργό στρώμα, αλλά επίσης αναγκάζουν τα εκπεμπόμενα φωτόνια να κινηθούν κατά μήκος του άξονα της LED και να εξέρχονται από το άκρο της συσκευής.
 
 
=== LED Εκπομπής Επιφάνειας ===
 
Μια σημαντική κατηγορία των LEDs είναι η LED εκπομπής επιφάνειας (surface emitting LED) η οποία πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά από τους Burrus και Dawson το 1970. Μια οπτική ίνα συζεύγνυται στο άκρο της LED με απόξεση της LED, προσαρμόζοντας την ίνα με [[Εποξική ρητίνη|εποξική ρητίνη]]. Η ίδια η LED είναι μια LED ετεροδομής με μία λεπτή ενεργό περιοχή χαμηλού ενεργειακού χάσματος η οποία περιβάλλεται από περιοχές μεγάλου ενεργειακού χάσματος.
 
Τα φωτόνια που εκπέμπονται συζεύγνυται απ’ ευθείας στην οπτική ίνα. Σε διάφορες δομές ένας μικροφακός τοποθετείται στη LED για να βελτιώσει την απόδοση σύζευξης.
 
 
== Πλεονεκτήματα των LEDs ==
 
* ΑΠΟΔΟΣΗ: Τα LED παράγουν περισσότερο φως ανά watt συγκριτικά με της [[Λαμπτήρας πυράκτωσης|λάμπες πυράκτωσης]].
 
 
== Μειονεκτήματα των LEDs ==
 
* ΥΨΗΛΟ ΑΡΧΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: Τα LED σήμερα είναι ακριβότερα στην αγορά τους απ’ ότι οι κοινές τεχνολογίες φωτισμού. Όμως αυτό το κόστος αντισταθμίζεται με την χαμηλή κατανάλωση ενέργειας που έχουν.
* ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΦΩΤΟΣ: Τα περισσότερα ψυχρού λευκού LED έχουν φάσμα που διαφέρει σημαντικά από αυτό ενός ακτινοβολέα μελανού σώματος όπως ο ήλιος ή ο λαμπτήρας πυράκτωσης. Αυτό σημαίνει ότι το χρώμα κάποιων αντικειμένων μπορεί να φαίνεται διαφορετικό κάτω από μια LED ψυχρού λευκού απ’ ότι θα φαίνονταν κάτω από το φως του ήλιου ή κάτω από μια λάμπα πυράκτωσης.
 
* ΜΟΛΥΝΣΗ ΑΠΟ ΤΟ ΜΠΛΕ: Επειδή τα μπλε LED και αυτά του ψυχρού λευκού είναι πλέον ικανά να εκπέμπουν περισσότερο μπλε φως απ’ ότι οι κοινές πηγές φωτός όπως οι [[Λυχνία ατμών νατρίου|λάμπες νάτριου]] υψηλής πίεσης, η ισχυρή εξάρτηση από το μήκος κύματος της σκέδασης Rayleigh σημαίνει ότι τα LED μπορούν να προκαλέσουν περισσότερη [[Φωτορύπανση|φωτορύπανση]] απ’ ότι οι άλλες πηγές φωτός.
 
 
== Εφαρμογές ==
 
Οι εφαρμογές των LED μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες:
{{επέκταση}}
 
== Βιβλιογραφία ==
 
* S.O. Kasap, Principles of Electronic Materials and Devices, Second Edition, (Mc Graw-Hill, New York, 2002)
 
{{Ενσωμάτωση κειμένου|en|LED}}
 
 
[[Κατηγορία:Ηλεκτρονική]]
[[ko:발광 다이오드]]
[[lt:Šviesos diodas]]
[[mk:Светлечка диода (ЛЕД)]]
[[ml:ലൈറ്റ് എമിറ്റിങ്ങ് ഡയോഡ്]]
[[ms:Diod pemancar cahaya]]