Dioda elektroluminescencyjna, znana również jako dioda LED (z ang. Light Emitting Diode), jest półprzewodnikowym elementem elektronicznym, który emituje światło podczas przepływu przez niego prądu elektrycznego w kierunku przewodzenia. Dioda LED jest specyficznym typem diody, która wykorzystuje zjawisko elektroluminescencji do generowania światła.
Budowa i zasada działania
Dioda LED składa się z półprzewodnikowego kryształu umieszczonego między dwoma elektrodami: anodą i katodą. Kryształ ten jest zbudowany z materiału półprzewodnikowego, najczęściej z domieszkami, które tworzą obszary typu n (z nadmiarem elektronów) i typu p (z nadmiarem dziur elektronowych). W miejscu styku tych dwóch obszarów powstaje tzw. złącze p-n, które jest kluczowe dla działania diody.
Gdy do diody LED przyłożone jest odpowiednie napięcie w kierunku przewodzenia (anoda jest połączona z dodatnim biegunem źródła napięcia, a katoda z ujemnym), elektrony z obszaru n przemieszczają się do obszaru p, rekombinując z dziurami. Proces rekombinacji elektronów z dziurami jest związany z emisją fotonów, czyli kwantów światła, co jest wynikiem zjawiska elektroluminescencji.
Charakterystyka i właściwości
Dioda LED charakteryzuje się szeregiem właściwości, które sprawiają, że znajduje szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach techniki:
- Wysoka efektywność energetyczna. Diody LED zużywają znacznie mniej energii niż tradycyjne źródła światła, takie jak żarówki wolframowe czy świetlówki.
- Długa żywotność. Diody LED mogą świecić przez tysiące godzin, co znacznie przewyższa żywotność tradycyjnych źródeł światła.
- Odporność na wstrząsy i wibracje. Brak ruchomych części oraz trwała konstrukcja sprawiają, że diody LED są odporne na uszkodzenia mechaniczne.
- Szybki czas reakcji. Diody LED włączają się i wyłączają niemal natychmiastowo, co jest korzystne w wielu zastosowaniach, np. w sygnalizacji świetlnej.
- Możliwość uzyskania różnych barw światła. Poprzez zastosowanie różnych materiałów półprzewodnikowych oraz domieszek, można uzyskać diody LED emitujące światło o różnych długościach fali, od ultrafioletu po podczerwień.
Zastosowania
Dioda LED znajduje zastosowanie w wielu obszarach, w tym:
- Oświetlenie. LED-y są stosowane w lampach domowych, oświetleniu ulicznym, oświetleniu pojazdów oraz w technologii oświetlenia scenograficznego.
- Elektronika użytkowa. Wskaźniki stanu w urządzeniach elektronicznych, podświetlenie wyświetlaczy, telewizory LED.
- Reklama. Ekrany LED, tablice informacyjne, oświetlenie reklam.
- Medycyna. Urządzenia do fototerapii i endoskopii.
- Sygnalizacja świetlna. Sygnalizatory drogowe, światła awaryjne, oznakowanie lotnisk.
Dioda LED jest jednym z kluczowych komponentów współczesnej elektroniki i technologii oświetleniowej, a jej rozwój i zastosowanie ciągle się poszerzają.
