ال ای دی چیست و چگونه کار می‌کند؟ راهنمای کوتاه و جامع برای لامپ‌های LED

در دنیای روشنایی امروز، برتری لامپ‌های ال ای دی (LED) غیرقابل انکار است. ال ای دی یک دستگاه نیمه‌رسانا است که هنگام عبور جریان الکتریکی از آن، نور مرئی تولید می‌کند. در ادامه به سوال ال ای دی چیست می پردازیم.
در دهه گذشته، بسیاری از افراد به دلیل مزایای متعدد لامپ‌های LED، از لامپ‌های سنتی رشته‌ای یا CFL به این لامپ‌ها روی آورده‌اند.

مزایای لامپ‌های LED:

• مصرف انرژی کمتر: لامپ‌های LED نسبت به لامپ‌های سنتی، انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کنند.
• روشنایی بیشتر: این لامپ‌ها با مصرف انرژی کمتر، نور بیشتری تولید می‌کنند.
• طول عمر طولانی‌تر: لامپ‌های LED طول عمر بسیار بیشتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای و CFL دارند.
• مقرون به صرفه بودن: با توجه به طول عمر بالا و مصرف انرژی کم، لامپ‌های LED در بلندمدت بسیار مقرون به صرفه هستند.
• بازده انرژی بالا: لامپ‌های LED بخش بیشتری از انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می‌کنند، در نتیجه بازده انرژی بالاتری دارند.

لامپ LED چگونه کار می‌کند؟

لامپ‌های LED با استفاده از پدیده الکترولومینسانس در مواد نیمه‌رسانا نور تولید می‌کنند. اما این به چه معناست؟

به زبان ساده، نور از طریق یک مدار و در نتیجه ترکیب مجدد الکترون‌ها در دیود ایجاد می‌شود. دیود ساده‌ترین شکل نیمه‌رسانا است و فقط اجازه می‌دهد جریان در یک جهت عبور کند. در یک LED، دیود شامل بخش‌هایی از نیمه‌رسانای نوع N (با بار منفی به دلیل وجود الکترون‌های اضافی) متصل به نیمه‌رسانای نوع P (با بار مثبت به دلیل کمبود الکترون‌ها) با الکترودها در انتها است.

هنگامی که هیچ ولتاژی از طریق دیود عبور نمی‌کند، الکترون‌ها نمی‌توانند از محل اتصال بین بخش‌های با بار مثبت و منفی (اتصال P-N) عبور کنند.

هنگامی که ولتاژ کافی اعمال می‌شود، الکترون‌های آزاد از هادی نوع N به سمت الکترود مثبت کشیده می‌شوند و از اتصال P-N عبور می‌کنند تا شکاف‌های الکترونی را پر کنند. هنگامی که الکترون‌ها این انتقال را انجام می‌دهند و به اتمی می‌پیوندند که قبلاً الکترون کم داشته است، یک فوتون (ذره‌ای از انرژی نور) آزاد می‌شود.

برای اینکه فوتون برای انسان قابل مشاهده باشد، دیود باید از مواد خاصی ساخته شود. در یک LED، نیمه‌رساناها از سیلیکون ساخته می‌شوند، زیرا فوتون‌های فرکانس بالا تولید می‌کند که هنگام عبور جریان از آن، نور در طیف مرئی ایجاد می‌کند. لامپ‌های LED یک منبع نور تک رنگ (طول موج یکسان) منتشر می‌کنند، زیرا تمام فوتون‌های منتشر شده سطح انرژی و فرکانس یکسانی دارند. فوتون‌ها فقط در اتصال P-N دیود تولید می‌شوند، بنابراین فقط یک باند باریک نور منتشر می‌شود. بنابراین، یک لایه از نیمه‌رسانا نازک و شفاف ساخته می‌شود تا فوتون‌ها به راحتی فرار کنند و نور قابل استفاده برای تشکیل یک لامپ LED باشد.