دیود نورگسیل (LED / Light Emitting Diode)، در فیزیک (Physics)
انواع لامپ ها (Lamp) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود نورگسیل (LED / Light Emitting Diode) :
دیود نورگسیل (LED) مهم ترین منبع نور حالت جامد است که بر اساس پدیده الکترولومینسانس در نیمه هادی ها کار می کند. LEDها انقلابی در صنعت روشنایی ایجاد کرده اند و به دلیل بازده بسیار بالا، عمر طولانی و ابعاد کوچک، جایگزین بسیاری از لامپ های سنتی شده اند.
ساختار: یک تراشه نیمه هادی (معمولا از جنس گالیم نیترید - GaN برای نور آبی و سفید) که با لایه های مختلف دوپ شده تشکیل شده است. تراشه درون یک محفظه (Package) با عدسی و پایه های فلزی قرار دارد.
مکانیسم فیزیکی: با اعمال ولتاژ در جهت بایاس مستقیم، الکترون ها و حفره ها در ناحیه اتصال بازترکیب شده و انرژی به صورت فوتون (نور) آزاد می شود. انرژی فوتون (و در نتیجه طول موج نور) به شکاف انرژی (Bandgap) ماده نیمه هادی بستگی دارد.
رابطه:
\[ \lambda = \frac{hc}{E_g} \]که Eg شکاف انرژی است. برای نور قرمز (۶۳۰ نانومتر) Eg حدود ۱.۹ eV، برای آبی (۴۵۰ نانومتر) Eg حدود ۲.۷ eV است.
بازده نوری LEDهای سفید امروزی به ۱۵۰-۲۰۰ لومن بر وات می رسد. طول عمر: ۵۰,۰۰۰ ساعت. CRI: ۷۰-۹۸. دمای رنگ: ۲۷۰۰K تا ۶۵۰۰K.
LED سفید معمولا با ترکیب یک LED آبی و فسفر زرد (YAG:Ce) ساخته می شود. نور آبی، فسفر را تحریک کرده و نور زرد منتشر می کند که ترکیب آنها نور سفید ایجاد می کند.
کاربرد: تمامی زمینه های روشنایی (منازل، ادارات، صنعت، خودرو، نمایشگرها، نورپردازی دکوراتیو).
مزایا: مصرف کم، عمر طولانی، ابعاد کوچک، روشن شدن آنی، کنترل پذیری آسان، بدون جیوه.
معایب: حساسیت به دما، نیاز به درایور مناسب، کیفیت نور برخی مدل های ارزان قیمت پایین.
امروزه LEDها سریع ترین رشد را در صنعت روشنایی دارند و به تدریج سایر فناوری ها را منسوخ می کنند.
