LED چیست ؟
مقدمه ای در مورد LED
نیک هولونیاک در سال 1962 هنگامی که در شرکت برق کار می‌کرد، ایده ساخت این قطعه را مطرح کرد.
اولین ال ای دی ها در سال 1962 و تنها با رنگ قرمز تولید و وارد بازار شدند. در آن سال LED تنها به رنگ قرمز و با ترکیب آلومینیوم، گالیم و آرسناید بود. با گذشت زمان به دلیل افزایش کارایی و استفاده از این قطعه، ال ای دی‌ها به رنگ‌های دیگر مانند سبز، آبی، زرد و نارنجی تولید و به بازار عرضه شدند.
در حال حاضر کلیه رنگ‌های قابل رویت در طبیعت (بیش از 16 میلیون رنگ) به تنهایی به وسیله LED قابل تولید می‌باشد.
ساختار، ویژگی‌ها و مشخصات LED
ال ای دی (LED) مخفف عبارت Light Emitting Diode است که به معنی دیود نور افشان یا دیود ساطع کننده نور است. LED یک قطعه نیمه هادی است که با عبور جریان، از خود یک نور مادون قرمز یا مرئی ساطع می‌کند.
LED نوع خاصی از دیودها است که از لحاظ مشخصات الکتریکی بسیار مشابه با یک دیود معمولی است. بدین معنی که این قطعه همانند دیود، جریان را در جهت مستقیم (Forward Bias) عبور می‌دهد و در جهت معکوس (Reverse Bias) سد می‌کند اما ساختار آن نسبت به یک دیود عادی بسیار متفاوت است.
ال ای دی‌ها از ماده خاصی استفاده می‌کنند که وقتی جریان از آنها عبور می‌کند، نور ساطع می‌کنند. برخلاف لامپ‌ها، ال ای دی‌ها بسیار کم مصرف هستند و طول عمر بسیار بالای دارند ، مگر اینکه جریان عبوری از آنها بیش از حد مجاز باشد. جریان عبوری مناسب برای ال ای دی، بستگی به توان و مشخصات ال ای دی دارد و در همه ال ای دی ها یکسان نیست .
ال ای دی همانند یک دیود معمولی از یک پیوند PN تشکیل شده‌است و دارای دو پایه آند (مثبت) و کاتد (منفی) می‌باشد. برای اینکه LED به درستی کار کند باید آند LED ولتاژ بالاتری نسبت به کاتد داشته باشد زیرا جریان از آند به کاتد جاری می‌شود. بنابراین اگر LED را در جهت معکوس بایاس کنیم اتفاقی نمی‌افتد زیرا LED هدایت نمی‌کند. به راحتی می‌توان پایه آند یک LED را شناسایی کرد، چون معمولا طول این پایه بیشتر از کاتد است. در شکل زیر نماد مداری این قطعه را مشاهده می‌کنید.
به خانواده آلیا در اینستاگرام بپیوندید
مقدار ولتاژ مورد نیاز برای هدایت الکتریسیته در LED نسبت به یکدیگر متفاوت است. به عنوان مثال تمام ال ای دی‌های 5 میلی متری دارای محدوده جریانی 20 میلی آمپر هستند اما ولتاژ یک LED نسبت به LED دیگر متفاوت است. LEDهای قرمز دارای حداکثر ولتاژ 2.2 ولت، LEDهای آبی حداکثر ولتاژ 3.4 ولت و LEDهای سفید دارای حداکثر ولتاژ 3.6 ولت هستند.
کاربردهای LED :
دیودهای ساطع کننده نور یا LEDها در بسیاری از دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شود. این قطعه تقریبا در همه جا وجود دارد. LEDها در خودرو‌ها به عنوان چراغ شیشه عقب و ترمز، چراغ‌های خیابانی و چراغ‌های راهنمایی، تلفن‌های همراه، ساعت دیجیتال، تلویزیون‌ها، بر روی بیلبوردها، روشنایی خانه و… استفاده می‌شود.
لامپ های LED ، DOB ، COB چیست ؟ را اینجا مطالعه کنید.
انواع LED :
ال ای دی‌ها انواع مختلفی دارند که به شرح چند مورد از پر کاربردترین آنها می‌پردازیم.
ال ای دی‌های دیپ یا THD (DIP LEDs):
قدیمی‌ترین و شناخته شده‌ترین نوع از میان انواع LED، این نوع می‌باشد. این نوع در اشکال و اندازه‌های مختلفی در بازار وجود دارد که رایج‌ترین آنها LEDهای 3 میلی متری، 5 میلی متری و 8 میلی متری هستند. همچنین این نوع ال ای دی در بازار ایران به نام‌های کلاهی، اووال (Owal) و… شناخته می‌شود. امروزه از این نوع کمتر استفاده می‌شود زیرا نسبت به انواع دیگر، بازدهی کمتری دارند و در طولانی مدت نور LED کاهش پیدا می‌کند.
THD یا DIP به قطعات الکترونیکی گفته می‌شود که با فناوری THT (Through Hole Technology) ساخته می‌شود و به وسیله سوراخ‌هایی که در برد وجود دارد، در طرف دیگر برد لحیم می‌شوند.
ال ای دی‌های SMD (SMD LEDs) :
SMD مخفف عبارت Surface Mounted Device است و به فناوری ساخت قطعات الکترونیکی اشاره دارد. در این فناوری قطعات بدون استفاده از سوراخ و روی برد لحیم می‌شوند. این تکنولوژی در ساخت ال ای دی‌ها کاربرد فراوانی دارد. این نوع از ال ای دی‌ها، بسته بندی‌های خاصی هستند که به راحتی می‌توان آنها را روی PCB نصب کرد. ال ای دی‌های SMD معمولا بر اساس ابعاد فیزیکی آنها متمایز می‌شوند. به عنوان مثال رایج ترین این نوع، ال ای دی‌هایSMD 2835 ، SMD 5050 و SMD 5630 اشاره کرد.
لامپ های LED رشد گیاه چیست را اینجا مطالعه کنید.
ال ای دی‌های دو رنگ (Bi-Color LEDs):
نوع بعدی LEDها، ال ای دی‌های دو رنگ هستند که همانطور از نامشان پیداست، می‌توانند دو رنگ را از خود ساطع کنند. در پکیج این نوع نسبت به انواع قبلی، بیش از یک ال ای دی و بیش از دو پایه وجود دارد. LEDهای دو رنگ دارای سه پایه و از نوع آند مشترک و کاتد مشترک میباشند.
ال ای دی‌های RGB (RGB LEDs):
ال ای دی‌های RGB محبوب‌ترین و پر طرفدارترین ال ای دی‌ها در بین علاقمندان و طراحان هستند. این نوع در کامپیوترها برای پیاده سازی ال ای دی‌های RGB در کیس‌های کامپیوتر، مادربردها، رم‌ها و… بسیار محبوب هستند. ال ای دی RGB شامل 3 ال ای دی روی یک تراشه است و با تکنیکی به نام PWM می‌توانیم خروجی LED RGB را برای تولید طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها کنترل کنیم.
مقاله کامل ال ای دی های rgb را اینجا مطالعه کنید.
ال ای دی های شیشه‌ای (Laser LEDs, Hybrid and Super Hybrid LEDs):
این نوع از ال ای دی‌ها به ال ای دی‌های شیشه‌ای معروف هستند. این ال ای دی‌ها کاملا شفاف‌اند و تفاوت نوع لیزری با هایبرایت در زاویه پخش نور است. به طوری که ال ای دی لیزری نور را به صورت متمرکز و نقطه‌ای از خود ساطع می‌کند اما ال ای دی هایبرایت نور را به صورت گسترده ساطع می‌کند. تفاوت ال ای دی سوپر هایبرایت با هایبرایت در میزان پخش نور است که نور بیشتری را ساطع می‌کند.
لامپ های LED ، DOB ، COB چیست ؟ را اینجا مطالعه کنید.
ال ای دی‌های توان بالا (High-Power LEDs):
این نسل به دلیل اینکه نسبت به LEDهای معمولی که توان مصرفی در حد میلی وات دارند ، توان بالایی مصرف می‌کنند (بیشتر از یک وات)، LEDهای توان بالا نامیده می‌شود. این ال ای دی‌ها بسیار پر نور هستند و اغلب در چراغ قوه‌ها، چراغ‌های جلو اتومبیل، نورافکن‌ها و… استفاده می‌شود. در این نوع به دلیل مصرف زیاد برق باید حتما از هیت سینک (Heat Sink) استفاده شود.
