LED: Lysdiode

Toshi Sasaki / Getty Images

En LED, som står for lysdiode, er en halvleder diode som lyser når en spenning påføres. Disse enhetene brukes overalt i elektronikken din, nye typer belysning og digitale TV-skjermer.

Hvordan en LED fungerer

Sammenlign hvordan lysdioden fungerer med den eldre glødelampe . Glødepæren fungerer ved å kjøre strøm gjennom en glødetråd som er inne i glasspæren. Filamentet varmes opp og lyser, og det skaper lyset; men det skaper også mye varme. Glødepæren mister omtrent 98 % av sin energiproduserende varme, noe som gjør den ganske ineffektiv.

LED er en del av en ny familie av belysningsteknologier kalt solid-state belysning; LED er kule å ta på. I stedet for én lyspære er det mange små lysdioder i en LED-lampe.

LED er basert på effekten av elektroluminescens, der visse materialer avgir lys når elektrisitet påføres. Lysdioder har ingen glødetråd som varmes opp, men lyser opp av bevegelsen av elektroner i et halvledermateriale, vanligvis aluminium-gallium-arsenid. Lyset sendes ut fra pn-krysset til dioden. Hvordan en LED fungerer er komplisert, men forståelig hvis du undersøker detaljene.

Bakgrunn

Elektroluminescens, naturfenomenet som LED-teknologi er bygget på, ble oppdaget i 1907 av en britisk radioforsker og assistent for Guglielmo Marconi , Henry Joseph Round, mens han eksperimenterte med silisiumkarbid og en katteskjegg.

I løpet av 1920-årene studerte den russiske radioforskeren Oleg Vladimirovich Lossev fenomenene elektroluminescens i diodene som ble brukt i radioapparater. I 1927 publiserte han en artikkel kalt 'Luminous Carborundum [silisiumkarbid] Detektor og deteksjon med krystaller' som beskriver forskningen hans, og selv om ingen praktisk LED ble opprettet på den tiden basert på arbeidet hans, påvirket forskningen hans fremtidige oppfinnere.

År senere i 1961 oppfant og patenterte Robert Biard og Gary Pittman en infrarød LED for Texas Instruments. Dette var den første LED-en; men siden det var infrarødt, var det utenfor synlig lysspekter . Mennesker kan ikke se infrarødt lys . Ironisk nok oppfant Baird og Pittman bare ved et uhell en lysemitterende diode mens de faktisk forsøkte å finne opp en laserdiode.

Synlige lysdioder

I 1962 oppfant Nick Holonyack, en rådgivende ingeniør for General Electric, den første LED-en for synlig lys. Det var en rød LED og Holonyack hadde brukt galliumarsenidfosfid som et substrat for dioden. Holonyack har fått æren av å bli kalt 'lysdiodens far' for sine bidrag. Han har også 41 patenter og hans andre oppfinnelser inkluderer laserdioden og den første lysdimmeren.

I 1972 oppfant elektroingeniør M George Craford den første gulfargede LED-en for Monsanto ved å bruke galliumarsenidfosfid i dioden. Craford oppfant også en rød LED som var 10 ganger lysere enn Holonyack sin.

Monsanto var det første selskapet som masseproduserte synlige lysdioder. I 1968 produserte Monsanto røde lysdioder som ble brukt som indikatorer. Men det var ikke før på 1970-tallet at lysdioder ble populære da Fairchild Optoelectronics begynte å produsere rimelige LED-enheter (mindre enn fem cent hver) for produsenter.

I 1976 oppfant Thomas P. Pearsall en høyeffektiv og ekstremt lyssterk LED for bruk i fiberoptikk og fibertelekommunikasjon. Pearsall oppfant nye halvledermaterialer optimalisert for bølgelengder for optisk fiberoverføring. I 1994 oppfant Shuji Nakamura den første blå LED-en ved hjelp av galliumnitrid.

Mer nylig, fra mai 2020, noterte Arrow Electronics, et Fortune 500-firma som leverer tjenester relatert til elektroniske komponenter og dataprodukter, den siste utviklingen innen LED:

'... forskere har utviklet en teknikk som tillater en enkelt LED å produsere alle tre primærfargene. Dette har store implikasjoner for aktive LED-skjermer, som normalt krever tre til fire små, individuelle lysdioder plassert nær hverandre for å gjengi hele spekteret.'

Kilder

• Nåværende status for LED: Siste LED-teknologi . arrow.com 31. mai 2020
• Lossev, O.V..' Lysende karborundumdetektor og deteksjon med krystaller. ' The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 6(39), 1024–1044, 1. november 1928. doi:10.1080/14786441108564683.