Che cosa rende un lavoro LED

Avete probabilmente visto un qualche tipo di display a LED o una sorgente luminosa a LED di recente . Si può anche essere guardando un ora se stai leggendo questo su un particolare tipo di monitor del computer . LED , che sta per " Light Emitting Diode ", è diventata una componente onnipresente dietro ogni cosa dalle lampade agli orologi digitali, semafori , fari auto, display di testo e in una pletora di dispositivi elettronici , tra cui telefoni cellulari e televisori , solo per citarne alcuni . Ma dietro questa apparentemente semplice dispositivo , si trova una tecnologia ancora affascinante complesso che coinvolge i settori dell'elettronica e fasce anche fisica avanzata .
Energia

Per imparare esattamente come i LED lavoro, è importante prima capire i fondamenti . Elettricità consiste di elettroni che possono essere sia particelle o onde. Ora, pensare di qualsiasi materiale solido e immagino che possiede due bande di energia : una banda di valenza e una banda di conduzione . Per un solido di condurre elettricità , gli elettroni devono muoversi dalla banda di valenza alla banda di conduzione . La differenza tra un metallo che conduce elettricità e un isolante , che non fa , è che l'isolatore ha un confine chiamato " band gap " tra le bande di valenza e di conduzione . Questo gap di banda rende più difficile per gli elettroni di muoversi alla banda di conduzione , in modo da un isolante in genere non conduce l'elettricità .
Semiconductors

Alcuni isolatori , tuttavia, possono essere costretti a consentire il flusso di elettroni applicando energia sotto forma di luce o calore . L'energia aggiunto eccita gli elettroni nella banda di valenza sufficiente per loro di scavalcare il gap di banda e nella banda di conduzione . Questi tipi di materiali , chiamati semiconduttori , costituiscono componenti elettronici più . Un tipo di semiconduttore è il diodo .
Diodi
Diodes sono una componente chiave in circuiti elettronici .

Energia elettrica tende a scorrere in tutte le direzioni contemporaneamente . Tuttavia , i circuiti elettronici che richiedono flusso di elettroni in una certa direzione per dispositivi di funzionare . Diodi rendono questo possibile permettendo alla corrente di muoversi in una sola direzione. Un diodo agisce come una corsia unidirezionale ; su una direzione , il diodo serve come conduttore ; dall'altro direzione che funge da isolante e interrompe il flusso di elettroni .
Dove LED Come In

L' unica cosa che separa un diodo " normale" e la varietà luminescente è il materiale consiste di . Un diodo standard ha semiconduttori a base di silicio , mentre un LED utilizza una combinazione di elementi , tra cui gallio, indio , alluminio , arsenico , fosforo e azoto . In ogni diodo , ogni volta che si applica corrente nella direzione " corretta " , spostare elettroni dalla banda di valenza alla banda di conduzione . Questo lascia spazi vuoti nella banda di valenza , e dopo un tempo , gli elettroni si sposterà indietro per riempire questi spazi vuoti . Questo processo di spostamento libera energia . Silicon non si presta ad emettere luce ; come risultato , diodi al silicio solo emettono calore . Ma con materiali tali quelli utilizzati in LED , questo spostamento di elettroni fa sì che il LED di emettere luce .
Colori

Ogni volta che un elettrone salta indietro attraverso il gap di banda dal banda di conduzione alla banda di valenza in un LED , emette energia sotto forma di luce . La larghezza della banda proibita determina il colore della luce del LED emette . I primi LED erano rossi , ma con i progressi tecnologici e con adeguamenti del gap di banda , i LED oggi sono disponibili in una vasta gamma di colori .