ما هو LED؟
LED هي اختصار لـ «الصمام الثنائي الباعث للضوء». وهو جهاز شبه موصل يصدر ضوءًا عندما يمرّ فيه تيار كهربائي. تُستخدم مصابيح LED في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الإضاءة والشاشات والمؤشرات وغيرها. تُعرف LEDs بكفاءتها في استهلاك الطاقة ومتانتها وعمرها الافتراضي الطويل مقارنةً بالمصابيح المتوهجة أو الفلورسنت التقليدية. تأتي مصابيح LED بألوان مختلفة ويمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من المنتجات، بدءًا من مصابيح التحذير البسيطة وصولًا إلى الشاشات الإلكترونية المتطورة وتركيبات الإضاءة.

مبدأ إضاءة LED
عندما تتحد الإلكترونات والثقوب في وصلة PN في الصمام الثنائي الباعث للضوء، تنتقل الإلكترونات من مستوى طاقة عالٍ إلى مستوى طاقة منخفض، وتطلق الإلكترونات الطاقة الزائدة على شكل فوتونات منبعثة (موجات كهرومغناطيسية)، مما يؤدي إلى الإضاءة الكهربائية. يرتبط لون التوهج بالعناصر المادية التي تكوّن قاعدته. فالعناصر الأساسية مثل صمام زرنيخيد الغاليوم يصدر ضوءًا أحمر، وصمام فوسفيد الغاليوم يصدر ضوءًا أخضر، وصمام كربيد السيليكون يصدر ضوءًا أصفر، وصمام نيتريد الغاليوم يصدر ضوءًا أزرق.

مقارنة مصادر الضوء

LED: كفاءة تحويل كهروضوئية عالية (قرابة 60٪)، خضراء وصديقة للبيئة، عمر افتراضي طويل (حتى 100,000 ساعة)، جهد تشغيل منخفض (حوالي 3 فولت)، لا تفقد الحياة بعد التبديل المتكرر، حجم صغير، إنتاج حراري منخفض، سطوع عالٍ، متينة وقوية، سهلة التعتيم، ألوان متنوعة، شعاع مركّز ومستقر، لا تأخير في بدء التشغيل.
المصباح المتوهِّج: كفاءة تحويل كهروضوئي منخفضة (حوالي 10%)، عمر قصير (حوالي 1000 ساعة)، درجة حرارة تسخين عالية، لون واحد ودرجة حرارة لونية منخفضة.
مصابيح الفلورسنت: كفاءة تحويل كهروضوئي منخفضة (حوالي 30٪)، ضارة بالبيئة (تحتوي على عناصر ضارة مثل الزئبق، بكمية تبلغ حوالي 3.5-5 ملغم لكل وحدة)، سطوع غير قابل للضبط (الجهد المنخفض لا يكفي لإضاءتها)، إشعاع فوق بنفسجي، ظاهرة الوميض، بدء تشغيل بطيء، ارتفاع أسعار المواد الخام الأرضية النادرة، التبديل المتكرر يؤثر على العمر الافتراضي، والحجم كبير. مصابيح تصريف الغاز ذات الضغط العالي: تستهلك الكثير من الطاقة، وغير آمنة للاستخدام، وعمرها الافتراضي قصير، وتواجه مشكلات في تبديد الحرارة. تُستخدم في الغالب للإضاءة الخارجية.

مزايا LED
الليد عبارة عن رقاقة صغيرة جدًا مغلفة براتنج إيبوكسي، لذا فهي صغيرة وخفيفة الوزن. بشكل عام، يبلغ الجهد التشغيلي للّيد من 2 إلى 3.6 فولت، والتيار التشغيلي من 0.02 إلى 0.03 أمبير، وعادةً ما لا تتجاوز استهلاك الطاقة...
0.1 واط. في ظل ظروف تشغيل مستقرة ومناسبة للجهد والتيار، يمكن أن تصل مدة خدمة المصابيح LED إلى 100,000 ساعة.
تستخدم مصابيح LED تقنية التلألؤ البارد، التي تولد حرارة أقل بكثير من مصابيح الإضاءة العادية ذات الطاقة نفسها. تُصنَع مصابيح LED من مواد غير سامة، على عكس المصابيح الفلورية التي تحتوي على الزئبق، والذي يمكن أن يسبب التلوث. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا إعادة تدوير مصابيح LED وإعادة استخدامها.

تطبيق LED
مع استمرار تطور تقنية LED ونضجها بسرعة، تظهر المزيد والمزيد من تطبيقات LED في حياتنا اليومية. تُستخدم مصابيح LED على نطاق واسع في شاشات LED، وإشارات المرور، ومصابيح السيارات، ومصادر الإضاءة، والديكورات المضيئة، وإضاءات الخلفية لشاشات LCD، وغيرها.

 

بناء LED

الليد هو شريحة باعثة للضوء، مثبتة بدعامة وأسلاك مغلفة براتنج إيبوكسي. إنه خفيف الوزن، غير سام، وله مقاومة جيدة للصدمات. يتميز الليد بخاصية التوصيل في اتجاه واحد، وعندما يكون الجهد العكسي مرتفعًا جدًا، سيؤدي ذلك إلى تلف الليد. يُظهر الشكل الهيكل الأساسي للمكون: