LED nedir?

Işık yayan diyotun nasıl çalıştığına dair çok basit bir giriş.

En basit ifadeyle, bir ışık yayan diyot (LED), içinden bir elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan bir yarı iletken aygıttır. Akımı taşıyan parçacıklar (elektronlar ve delikler olarak bilinir) yarı iletken malzeme içinde bir araya geldiğinde ışık üretilir.

Katı yarı iletken malzeme içinde ışık üretildiğinden, LED’ler katı hal cihazları olarak tanımlanmaktadır. Ayrıca organik LED’leri (OLED’ler) de içine alan katı hal aydınlatma, bu aydınlatma teknolojisini ısıtılmış filamentler (akkor ve tungsten halojen lambalar) veya gaz deşarjı (floresan lambalar) kullanan diğer kaynaklardan ayırır.

Farklı renkler

LED’in yarı iletken malzemesinin içinde, elektronlar ve delikler enerji bantları içinde bulunur. Bantların ayrılması (yani bant aralığı), LED tarafından yayılan fotonların (hafif parçacıkların) enerjisini belirler.

Foton enerjisi yayılan ışığın dalga boyunu ve dolayısıyla rengini belirler. Farklı bant aralıklarına sahip farklı yarı iletken malzemeler farklı ışık renkleri üretir. Kesin dalga boyu (renk) ışık yayan ya da aktif bölgenin bileşimini değiştirerek ayarlanabilir.

LED’ler, grup III ve periyodik tablonun V grubundan (bunlar III-V malzemeleri olarak bilinir) oluşan elemanlardan oluşan bileşik yarı iletken malzemelerden oluşur. LED yapmak için yaygın olarak kullanılan III-V malzemelerinin örnekleri galyum arsenit (GaAs) ve galyum fosfittir (GaP).

90’ların ortasına kadar LED’ler sınırlı bir renk yelpazesine sahipti ve özellikle ticari mavi ve beyaz LED’ler mevcut değildi. Galyum nitrit (GaN) malzeme sistemine dayalı LED’lerin geliştirilmesi, renk paletini tamamladı ve birçok yeni uygulama açtı.

Ana led malzemeler

LED üretmek için kullanılan ana yarı iletken malzemeler şunlardır:

İndiyum galyum nitrat (InGaN): mavi, yeşil ve ultraviyole parlak LED’ler

Alüminyum galyum indiyum fosfid (AlGaInP): sarı, turuncu ve kırmızı parlak LED’ler

Alüminyum galyum arsenide (AlGaAs): kırmızı ve kızılötesi LED’ler

Galyum fosfit (GaP): sarı ve yeşil LED’ler