YUANNENGJI Dioda adalah salah satu perangkat yang paling umum di perangkat semikonduktor. Kebanyakan semikonduktor terbuat dari bahan semikonduktor yang diolah (atom dan zat lainnya). Bahan konduktor LED biasanya adalah galium aluminium arsenida. Dalam galium aluminium arsenida murni, semua atom terikat sempurna pada tetangganya, tidak meninggalkan elektron bebas untuk menghubungkan arus.
Dalam dioda pemancar cahaya, seperti yang digunakan pada jam digital, ukuran celah menentukan frekuensi foton, dengan kata lain, warna cahayanya. Sedangkan semua dioda memancarkan cahaya, sebagian besar tidak terlalu efisien. Dalam dioda biasa, bahan semikonduktor itu sendiri menyerap banyak energi cahaya dan berakhir. LED ditutupi dengan bohlam plastik untuk memfokuskan cahaya ke arah tertentu.
Suatu bentuk cahaya yang dapat dilepaskan oleh atom. Ia terdiri dari banyak kumpulan kecil seperti partikel yang memiliki energi dan momentum tetapi tidak memiliki massa. Partikel-partikel ini disebut foton, yang merupakan satuan cahaya paling dasar. Foton dilepaskan karena elektron bergerak. Dalam atom, elektron bergerak dalam orbit mengelilingi atom. Elektron pada orbit berbeda mempunyai energi berbeda. Secara umum, elektron dengan energi lebih besar bergerak dalam orbit yang lebih jauh dari inti. Ketika elektron berpindah dari orbital yang lebih rendah ke orbital yang lebih tinggi, tingkat energi meningkat, dan sebaliknya, ketika ia turun dari fungsi orbital yang lebih tinggi ke fungsi orbital yang lebih rendah, elektron melepaskan energi. Energi dilepaskan dalam bentuk foton. Tetesan energi yang lebih tinggi melepaskan foton energi yang lebih tinggi, yang dicirikan oleh frekuensinya yang tinggi.
Sebuah elektron bebas jatuh dari lapisan tipe-P melalui dioda ke dalam lubang elektron yang kosong. Hal ini melibatkan penurunan dari pita konduksi ke fungsi orbital yang lebih rendah, jadi elektron melepaskan energi dalam bentuk foton. Ini terjadi di dioda mana pun, Anda hanya melihat foton ketika dioda terbuat dari bahan tertentu. Dalam dioda silikon standar, Misalnya, atom-atomnya disusun sedemikian rupa sehingga ketika elektron jatuh dalam jarak yang relatif pendek, atom-atomnya tersusun sedemikian rupa sehingga mata manusia tidak dapat melihatnya karena frekuensi elektronnya sangat rendah.
LED memiliki beberapa keunggulan dibandingkan lampu pijar tradisional. Yang pertama adalah LED tidak memiliki filamen yang dapat terbakar, jadi mereka bertahan lebih lama. Selain itu, Bohlam plastik kecil LED membuat LED lebih tahan lama. Itu juga dapat lebih mudah dipasang ke sirkuit elektronik saat ini. Proses pemancaran cahaya pada lampu pijar tradisional melibatkan pembangkitan banyak panas.
Ini benar-benar membuang-buang energi. Kecuali Anda menggunakan lampu sebagai pemanas, sebagian besar arus efektif tidak langsung menuju cahaya tampak. LED mengeluarkan sedikit panas, jadi secara relatif, semakin banyak listrik yang langsung masuk ke cahaya, semakin sedikit energi yang dibutuhkan.
Untuk LED cahaya tampak, seperti yang digunakan pada jam digital, ukuran celah menentukan frekuensi foton, atau dengan kata lain, warna cahayanya. Sedangkan semua dioda memancarkan cahaya, sebagian besar tidak terlalu efisien. Dalam dioda biasa, bahan semikonduktor itu sendiri menyerap sebagian besar energi cahaya dan berakhir. LED ditutupi oleh bohlam plastik yang memfokuskan cahaya ke arah tertentu.
LED memiliki beberapa keunggulan dibandingkan lampu pijar tradisional. Yang pertama adalah LED tidak memiliki filamen yang dapat terbakar, jadi mereka bertahan lebih lama. Selain itu, bohlam plastik kecil LED membuatnya lebih tahan lama. Mereka juga dapat lebih mudah dipasang ke sirkuit elektronik saat ini. Proses pemancaran cahaya pada lampu pijar tradisional melibatkan pembangkitan banyak panas. Ini benar-benar membuang-buang energi. Kecuali Anda menggunakan lampu sebagai pemanas, sebagian besar arus efektif tidak langsung menuju cahaya tampak. LED mengeluarkan sedikit panas, dan secara relatif, semakin banyak listrik yang digunakan langsung untuk penerangan, semakin sedikit energi yang dibutuhkan.
Sampai sekarang, LED terlalu mahal untuk sebagian besar aplikasi penerangan karena terbuat dari bahan semikonduktor canggih. Harga perangkat semikonduktor telah turun secara signifikan di masa lalu 10 Tahun, Namun, menjadikan LED pilihan pencahayaan yang lebih hemat biaya untuk berbagai aplikasi. Dalam waktu dekat, LED akan memainkan peran yang lebih besar dalam teknologi dunia.
Sebuah dioda pemancar cahaya (DIPIMPIN) adalah dioda sambungan PN bias maju yang terbuat dari bahan semikonduktor. Mekanisme pemancar cahayanya adalah ketika arus maju disuntikkan di kedua ujung sambungan PN, pembawa yang tidak seimbang yang disuntikkan (pasangan lubang elektron) menggabungkan kembali dan memancarkan cahaya selama proses difusi. Proses emisi ini terutama berhubungan dengan proses emisi cahaya secara spontan. Tergantung pada lokasi keluaran cahaya, LED dapat dibagi menjadi tipe emisi permukaan dan tipe emisi tepi. LED yang paling umum digunakan adalah dioda pemancar cahaya tepi heterojungsi ganda InGaAsP/InP.
Prinsip pemancaran cahaya LED juga dapat dijelaskan oleh struktur pita sambungan PN. Bahan yang digunakan untuk membuat dioda pemancar cahaya semikonduktor diolah dengan banyak. Dalam keadaan kesetimbangan termal, terdapat banyak elektron dengan mobilitas tinggi di wilayah N, dan terdapat lebih banyak lubang dengan mobilitas rendah di wilayah P. Karena keterbatasan lapisan penghalang persimpangan PN, keduanya tidak dapat bergabung kembali secara alami dalam kondisi normal. Ketika tegangan maju diterapkan ke sambungan PN, elektron pada pita konduksi daerah alur dapat keluar dari penghalang persimpangan PN dan memasuki daerah P. Oleh karena itu, ketika elektron dalam keadaan energi tinggi bertemu dengan lubang di sekitar sambungan PN sedikit ke sisi daerah P, terjadi rekombinasi pendaran. Cahaya yang dipancarkan oleh rekombinasi pendaran ini termasuk dalam radiasi spontan, dan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh lebar celah pita Eg material.
Dioda pemancar cahaya memiliki keunggulan signifikan seperti keandalan yang tinggi, waktu kerja terus menerus yang lama pada suhu kamar, dan linearitas arus daya optik yang baik. Lebih-lebih lagi, karena teknologi ini telah dikembangkan ke tingkat yang relatif matang, harganya sangat murah. Oleh karena itu, dalam desain beberapa sensor serat optik sederhana, jika DIPIMPIN kompeten, memilihnya sebagai sumber cahaya dapat sangat mengurangi biaya keseluruhan sensor. Namun, mekanisme pendaran LED menentukan bahwa ia memiliki banyak kekurangan, seperti daya keluaran rendah, sudut emisi yang besar, lebar garis spektral, dan kecepatan respons yang rendah. Oleh karena itu, pada perancangan beberapa sensor yang membutuhkan daya tinggi, tingkat modulasi yang cepat, dan monokromatisitas yang baik, sumber cahaya lain yang berkinerja lebih tinggi harus dipilih dengan mengorbankan peningkatan biaya.
Karena lebar celah pita yang berbeda dari bahan yang berbeda, dioda pemancar cahaya yang terbuat dari bahan berbeda dapat memancarkan cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Selain itu, beberapa bahan memiliki komponen dan doping yang berbeda, Misalnya, beberapa memiliki struktur pita yang sangat kompleks, dan radiasi transisi tidak langsung yang sesuai, dll., jadi ada berbagai dioda pemancar cahaya.