Co to jest LED?

Nazwa LED jest skrótem od angielskiej nazwy diody elektroluminescencyjnej (Light Emitting Diode). Jest to półprzewodnikowe źródło promieniowania elektromagnetycznego widzialnego, podczerwonego lub ultrafioletowego. Dioda składa się ze złącza półprzewodnikowego powstałego z połączenia dwóch typów półprzewodnika (typu n i p). Emisja fotonów, czyli światła, zachodzi w trakcie przepływu prądu elektrycznego przez LED w kierunku przewodzenia (czyli od warstwy p do warstwy n). Na Rys.1.1 przedstawiony jest symbol LED oraz przykładowy obwód elektroniczny z jej wykorzystaniem. Obecność rezystora R tłumaczy wykres prądowo-​napięciowy diody przedstawiony na Rys.1.2. Prąd I płynący przez diodę elektroluminescencyjną zaczyna gwałtownie rosnąć po przekroczeniu napięcia progowego Up, dlatego wymagane jest właśnie zastosowanie szeregowo włączonego rezystora R, który ogranicza ten wzrost.

Rys1 1Rys. 1.1 Symbol diody elektroluminescencyjnej oraz przykładowy obwód elektroniczny z jej wykorzystaniem

Rys1 2Rys. 1.2 Charakterystyka U-​I diody elektroluminescencyjnej – Up – napięcie progowe, Uz – napięcie zaporowe, wynoszące odpowiednio od 2 do 3V i od 2 do 5V.

LED mogą emitować światło różnej długości fali (różnej barwy) w zależności od użytej domieszki do materiału podstawowego półprzewodnika. Jednakże zawsze jest to dość wąski podział widmowy, sprowadzające się raczej do jednej barwy. Na Rys.1.3 podstawione zostały charakterystyki widmowe przykładowych diod elektroluminescencyjnych. Jak widać uzyskanie bezpośrednio światła białego ze zwykłej LED jest niemożliwe.

Rys1 3 Rys. 1.3 Charakterystyki widmowe promieniowania przykładowych diod elektroluminescencyjnych

W przypadku LED światło białe można otrzymać trzema sposobami:
Mieszając barwy trzech pojedynczych LED (czerwonej, zielonej i niebieskiej) –system RGB.
Uzupełniając LED barwy niebieskiej luminoforem żółto/​czerwonym – system barwy dopełniającej.
Uzupełniając luminoforem LED z promieniowaniem UV – system konwersji UV.