Bentuk lengkap dari LED adalah Light Emitting Diode. LED adalah jenis dioda semikonduktor khusus yang memancarkan cahaya sebagai respons terhadap perbedaan potensial yang diterapkan di seluruh terminalnya, oleh karena itu dinamakan dioda pemancar cahaya. Sama seperti dioda biasa LED juga memiliki dua terminal dengan polaritas yaitu anoda dan katoda. Untuk menerangi LED perbedaan potensial atau tegangan diterapkan di terminal anoda dan katodanya.

Saat ini, LED banyak digunakan untuk membuat lampu LED canggih yang sangat terang. Ini juga populer digunakan untuk pembuatan lampu senar LED dekoratif, dan indikator LED.

Sejarah Singkat

Terlepas dari kenyataan bahwa LED dianggap sebagai produk dari industri semikonduktor berteknologi tinggi saat ini, sifat penerangan mereka awalnya diidentifikasi bertahun-tahun yang lalu. Orang pertama yang memperhatikan efek cahaya LED adalah salah satu insinyur Marconi, H. J. Round, yang juga terkenal dengan beberapa penemuan tabung vakum dan radio. Dia kebetulan menemukan ini pada tahun 1907 saat meneliti dengan Marconi pada detektor kristal titik-kontak.

Pada tahun 1907, majalah Electrical World adalah yang pertama melaporkan terobosan ini. Konsep LED tetap tidak aktif selama beberapa tahun sampai ditemukan kembali pada tahun 1922 oleh ilmuwan Rusia O.V. Losov.

Losov tinggal di Leningrad, di mana ia terbunuh secara tragis dalam Perang Dunia 2. Ada kemungkinan bahwa sebagian besar desainnya hilang dalam perang. Meskipun ia mengajukan total empat paten antara tahun 1927 dan 1942, penelitiannya tidak diakui sampai setelah kematiannya.

Konsep LED muncul kembali pada tahun 1951, ketika sekelompok ilmuwan di bawah K. Lehovec mulai menyelidiki efeknya. Penyelidikan dilanjutkan dengan partisipasi organisasi dan peneliti lain, termasuk W. Shockley (penemu transistor). Akhirnya, konsep LED mengalami penyempurnaan yang signifikan dan mulai dikomersialkan pada akhir 1960-an.

Bahan Semikonduktor mana yang digunakan dalam Persimpangan LED?

Intinya, dioda pemancar cahaya adalah sambungan PN khusus yang dibuat menggunakan semikonduktor majemuk.

Silikon dan germanium adalah dua semikonduktor yang paling banyak digunakan, namun karena ini hanya elemen, LED tidak dapat dibuat dari mereka.

“skema saklar lampu dua arah ”

Sebaliknya, bahan seperti galium arsenida, galium fosfida, dan indium fosfida yang menggabungkan dua atau lebih elemen sering digunakan untuk membuat LED. Gallium arsenida, misalnya, memiliki valensi tiga dan arsenik memiliki valensi lima, dan oleh karena itu, keduanya diklasifikasikan sebagai semikonduktor golongan III -V.

Bahan milik kelompok III-V juga dapat digunakan untuk membuat semikonduktor senyawa lainnya.

Ketika sambungan semikonduktor dibias maju, lubang dari daerah tipe-P dan elektron dari daerah tipe-N memasuki sambungan dan bergabung, seperti yang terjadi pada dioda normal.

Arus bergerak melalui persimpangan dengan cara ini.

Energi dilepaskan sebagai hasilnya, beberapa di antaranya dipancarkan seperti foton (cahaya). Untuk menjamin bahwa jumlah foton (cahaya) paling sedikit diserap oleh struktur, sisi-P dari sambungan, yang menghasilkan sebagian besar cahaya dalam banyak kasus, diposisikan paling dekat dengan permukaan perangkat.

Persimpangan harus dioptimalkan dengan sempurna dan bahan yang tepat perlu digunakan untuk menciptakan cahaya tampak. Wilayah spektrum inframerah adalah tempat galium arsenida murni memancarkan energinya.

Bagaimana LED mendapatkan Warnanya

Aluminium diperkenalkan ke semikonduktor untuk menghasilkan aluminium gallium arsenide, yang menggeser lampu LED ke ujung spektrum merah terang (AIGaAs).

Lampu merah juga dapat dihasilkan dengan menambahkan fosfor.

Berbagai bahan digunakan untuk warna LED lainnya. Misalnya, galium fosfida memancarkan cahaya hijau, sedangkan cahaya kuning dan jingga dihasilkan oleh aluminium indium galium fosfida. Mayoritas LED terbuat dari semikonduktor galium.

LED Diproduksi dengan Dua Struktur

Dioda pemancar permukaan dan dioda pemancar tepi, yang terlihat pada Gambar. 1 A dan B, masing-masing, adalah dua arsitektur utama yang digunakan untuk LED. Dioda pemancar permukaan adalah yang paling populer karena menghasilkan cahaya pada sudut yang lebih luas.

Setelah pembuatan, struktur LED perlu ditutup sedemikian rupa sehingga dapat digunakan dengan aman tanpa merusak LED.

Sebagian besar indikator LED kecil dikemas dalam lem epoksi dengan indeks bias yang terletak di antara semikonduktor dan udara sekitarnya (lihat Gambar 2 di bawah). Dioda dengan demikian terlindungi dengan sempurna, dan cahaya ditransfer ke dunia luar dengan cara yang paling efektif.

Spesifikasi Tegangan Maju LED (VF)

Karena LED adalah perangkat yang sensitif terhadap arus, tegangan yang diberikan tidak boleh melebihi spesifikasi tegangan maju minimum dari LED. Spesifikasi tegangan maju LED (VF) hanyalah tingkat tegangan optimal yang dapat digunakan untuk menerangi LED dengan aman dan terang. Jika arus melebihi spesifikasi tegangan maju LED, LED akan terbakar dan rusak permanen.

Jika tegangan suplai lebih tinggi dari tegangan maju LED, resistor yang dihitung digunakan secara seri dengan suplai untuk membatasi arus ke LED. Ini memastikan bahwa LED dapat menyala dengan aman dengan kecerahan optimal.

Nilai tegangan maju sebagian besar LED saat ini adalah sekitar 3,3 V. Baik itu LED merah, hijau, atau kuning, semuanya biasanya dapat diterangi dengan menerapkan 3,3 V di terminal anoda dan katodanya.

Tegangan suplai ke LED harus DC. AC juga dapat digunakan tetapi LED harus memiliki dioda penyearah yang terhubung dengannya. Ini memastikan bahwa perubahan polaritas tegangan AC tidak menyebabkan kerusakan pada LED.

Membatasi Arus

LED, seperti dioda normal, tidak memiliki batasan arus bawaan. Akibatnya, jika terhubung langsung melalui baterai, itu akan terbakar.

Jika suplai DC sekitar 3,3 V maka LED tidak memerlukan resistor pembatas. Namun jika tegangan suplai lebih tinggi dari 3,3 V, maka resistor akan diperlukan secara seri dengan terminal LED.

Resistor dapat dihubungkan secara seri dengan terminal anoda LED, atau dengan terminal katoda LED.

Untuk menghindari kerusakan, resistor harus dihubungkan ke sirkuit untuk mengontrol arus. Indikator normal LED memiliki spesifikasi arus maksimum sekitar 20 mA; jika arus dibatasi di bawah ini, output cahaya LED akan berkurang secara proporsional.

Seperti diilustrasikan pada Gambar 3 di atas, tegangan pada LED itu sendiri mungkin perlu dipertimbangkan saat memperkirakan jumlah arus yang dikonsumsi. Karena jika tegangan meningkat maka konsumsi arus juga akan meningkat secara proporsional.

Rumus untuk menghitung resistor pembatas adalah seperti yang diberikan di bawah ini:

R = V - LED FWD V / Arus LED