Fénykibocsátó dióda (LED) Light Emitting Diode (fényt kibocsátó dióda)
Kicsiny félvezető dióda, amely fényt bocsát ki, ha elektromos áram halad rajta keresztül. A dióda n típusú és p típusú félvezető anyagból, azaz elektrontöbblettel vagy elektronhiánnyal rendelkező félvezető anyagokból összepréselt egyenirányító eszköz.
Ha erre záró irányú áramot kapcsolunk (azaz a pozitív oldalára egy áramforrás pozitív, a negatív oldalára negatív sarkát kötjük) a diódán nem folyik át áram, a LED esetén a lámpa nem világít.
Ha azonban ellentétes pólussal, vagyis nyitó irányba kötjük rá az áramforrást, az elektronok a pozitív, a "lyukak", vagyis az elektronhiányok negatív irányban mozognak. Ekkor a dióda átengedi az áramot, "kinyit". Így a vándorló elektronok a p rétegbe érve betöltik a lyukakat (az elektron és a lyuk rekombinálódik), ami energia-felszabadulással jár. A LED esetén a rekombináció során felszabaduló energia a félvezető anyagok anyagi minőségétől függő frekvenciájú (színű) fény formájában kisugárzódik. (Az anyagi minőségtől függ a gerjesztés mértéke, vagyis az energiaszint "ugrás" nagysága, ami meghatározza a keletkező foton energiáját, vagyis hullámhosszát/színét.)
Például: LED készítéséhez alkalmazott összetevők| Anyag | Szín | Hullámhossz |
|---|
| Gallium-arzenid (GaAs) | infravörös | 940 nm | | Gallium-alumínium-arzenid (AlGaAs) | vörös és infravörös | 890 nm | | Gallium-arzenid-foszfit (GaAsP) | vörös, narancs és sárga | 630 nm | | Gallium-foszfit (GaP) | zöld | 555 nm | | Gallium-nitrit (GaN) | zöld | 525 nm | | Cink-szelenid (ZnSe) | kék | ~500 nm | | Indium-gallium-nitrit (InGaN) | kék | 450 nm | | Szilícium-karbid (SiC) | kék | 480 nm | | Gyémánt (C) | ultraibolya | 400 nm |
Ez a fénykibocsátás nem jár jelentős felmelegedéssel, ezért a jelenséget a lumineszcencia körébe sorolhatjuk. Számtalan helyen használják, pl. elektronikus számológépek, illetve egyeb eszközök kijelzőin ahol a számjegyek (karakterek) ilyen fénydiódákból állnak. A legkülönfélébb elektromos eszközökből jól ismertek az eszköz működését (ki)jelző kicsiny piros, zöld, sárga, stb. színű világító lámpácskákis ilyen fénydiódák. Felfedezése
1955-ben Rubin Braunstein az RCA cégtől (Radio Corporation of America) fedezte fel. a gallium-arzenid (GaAs), és egyéb félvezető-ötvözetek infravörös emisszióját. A Texas Instruments kutatói, Bob Biard és Gary Pittman 1961-ben fedezte fel a gallium-arzenid fénykibocsátását, amelyet az elektromos áram gerjesztett. Ez a fény a nem látható, infravörös tartományába esett. Biard és Pittman felismerte a munkájuk fontosságát, és szabadalmaztatták a LED-diódát. Az ifj. Nick Holonyak a General Electric Company-tól fejlesztette ki az első gyakorlatban használható látható fényű LED-et 1962-ben.
|
