دیود ال ای دی چیست و چه کاربردی دارد؟

به احتمال زیاد اسم ال ای دی به گوش‌ شما خورده است ال ای دی‌ها سازه‌ای ساده و بسیار کاربردی هستند که برای بهتر شدن صنعت روشنایی تولید شده‌اند. ال ای دی‌ها از دیود‌ها هستند و دارای ویژگی الکتریکی مشابه دیود‌ها هستند انواع و اقسام مختلف و گوناگونی دارند.

در ادامه این مطلب به تعریف و ویژگی‌ها، مشخصات، کاربرد دیود ال ای دی و… در پژواک الکترونیک می‌پردازیم تا بتوانید با اطالاعات کامل در مورد آن اقدام به خرید ال ای دی دی کنید.

دیود چیست؟

تعریف کوتاه و قابل فهمی که می‌توان از دیود‌ها داشت این است که دیود‌ها قطعات الکترونیکی یک طرفه هستند یعنی با اتصال صحیح سر‌های مثبت و منفی منبع تغذیه جریان را عبور می‌دهند و در غیر این صورت نیز عبور نمی‌کنند.

ال ای دی چیست؟

ال ای دی مخفف Light-Emitting Diode است که به معنای دیود ساطع کننده نور و یا دیود نوری است. به بیان واضحتر ال ای دی یک دیود پیوندی PN است و هنگامی که جریان الکتریکی از جهت جلو از آن عبور کند نور ساطع می‌شود در ال ای دی الکترون سمت N و حفره سمت P با یکدیگر ترکیب شده و انرژی را به صورت نور و گرما تولید می‌کنند. ال ای دی از مواد نیمه هادی بدون رنگ ساخته می‌شود و از طریق اتصال دیود نور آن تابیده می‌شود.

لامپ‌های ال ای دی تا بیش از ۹۰ درصد از لامپ‌های معمولی کار آمدتر نور تولید می‌کنند. جریان الکترونیکی از یک میکرو چیب یا ریز تراشه عبور می‌کنند و منابع نور یا همان ال ای دی را روشن می‌کند و برای جلو گیری از بروز مشکلات حین عملکرد حرارتی که توسط ال ای دی تولید می‌شود در یک هیت سینک جذب می‌شود.

در رابطه با نماد ال ای دی باید گفت که شبیه به دیود است با این تفاوت که دو فلش کوچک که مقدار نشر نور را مشخص می‌کنند در ال ای دی‌ها وجود دارد. ال ای دی شامل دو ترمینا آند (+) و کاند ( – ) است.

انواع دیود ال ای دی
در زیر با انواع دیود ال ای دی آشنا می شویم.

• دیود ال ای دی مات و خود رنگ
• دیود ال ای دی اوال و کلاهی
• ال ای ای دی شیشه ای، لیزری و هایبرایت
• ال ای دی SMD
• ای ای دی COB
• ال ای دی DIP

در اینجا با انواع دیود ال ای دی آشنا شدیم.
ساختار دیود ال ای دی چگونه است؟

ال ای دی از طریق رسوب سه لایه مواد نیمه هادی بر روی یک بستر طراحی شده و این سه لایه یک یکی چیده شده‌اند به صورتی که ناحیه بالایی ناحیه‌ای از نوع P، ناحیه میانی اکتیو و ناحیه پایینی از نوع N است. سه ناحیه از مواد نیمه هادی را می‌توان در ساختار آن مشاهده کرد که در این ساختار ناحیه نوع P دارای حفره‌ است و ناحیه نوع N شامل الکترون‌ است در حالی که ناحیه اکتیو شامل الکترون‌ها و حفره‌ها است.

زمانی که ولتاژ به ال ای دی اعمال نمی‌شود جریان الکترون و حفره‌ها وجود ندارد و آن‌ها پایدار هستند و هنگامی که ولتاژ اعمال شود الکترون های ناحیه N و حفره‌های ناحیه پی P به ناحیه اکتیو می‌روند این ناحیه به عنوان ناحیه تخلیه هم شناخنه می‌شود از آنجایی که حامل‌های بار همانند حفره‌ها دارای بار مثبت هستند در حالی که الکترون‌ها بار منفی دارند، نور می‌تواند از طریق ترکیب مجدد بار‌های قطبی تولید شود.

راه‌های تشخیص قطب مثبت و منفی دیود ال ای دی چیست؟

چک کردن طول لید‌های ال ای دی: این روش برای ال ای دی‌های جدی روشی راحت و ساده است لید‌های ال ای دی داری طول‌های متفاوتی هسند که این یک خطای ساخت نیست و عمدا انجام شده این روشی سادی برای تعیین قطب مثب ومنفی است. لید طولانی قطب مثبت و لید کوتاه‌تر قطب منفی هستند.

یکسان نبودن دو طرف ال ای دی: اگر دقیق به ال ای دی نگاه کنید متوجه می‌شوید که یک طرف آن صاف است و خطای ساخت نیست و عمدا انجام شده است و این علامتی است که به شما اجازه می‌دهد قطبیت ال ای دی را به راحتی تعیین کنید لید در کنار این علامت منفی و دیگری مثبت است.

استفاده کردن از مولتی متر: این روش ساده‌ترین راه برای تشخیص مثبت و منفی بودن ال ای دی است. مولتی متر را روی تنطیمات دیود چرخانده و هر پروب را به یکی از پایانه‌های ال ای دی لمس کنید اگر روشن شود پروب مثبت آند را لمس می‌کند اگر منفی شود پروب کاتد را لمس می‌کند و اگر هم روشن نشد تلاش کنید پروب‌ها را با یکدیگر تعویض کنید.

نحوه عملکرد دیود ال ای دی

عملکرد ال ای دی‌ها به نظریه کوانتوم بستگی دارد. تیوری کوانتوم می‌گویید که وقتی انرژی الکترون‌ها از سطح بالا‌تر به سطح پایین‌تر بیایند انرژی را به شکل فوتون ساطع می‌کنند و انرژی فوتون‌ها با شکاف بین سطح پایین‌تر و بالا‌تر برابری می‌کند.

ال ای دی در بایاس رو به جلو متصل شده و این اجازه را می‌دهد تا جریان در جهت جلو برود. عبور جریان به علت وجود الکترون‌ها در جهت مخالف است. باز ترکیب نشان می‌دهد که الکترون‌ها در جهت مخالف است. باز ترکیب نشان می‌دهد که الکترون‌ها از نوار رسانایی به نوار ظرفیتی حرکت می‌کنند و انرژی الکترومغناطیسی را به شکل فوتو ساطع می‌کنند انرژی فوتون‌ها با شکاف بین ظرفیت‌ و نوار هدایت برابر است.

مزایای دیود نوری یا دیود ال ای دی

• قابل کنترل، جهت دار
• سازگار با محیط زیست
• طول عمر طولانی، انرژی کار آمد
• کنترل برق یا استفاده از ال ای دی
• عالی بودن رندر رنگ
• تحت تاثیر نبودن در دما

معایب دیود نوری یا دیود ال ای دی

• کیفیت نور
• قطبیت الکتریکی
• حساسیت و وابستگی به دما
• کاهش کارایی
• تاثیر بر حشرات
• حساسیت ولتاژ