Dioda pemancar cahya minangka dioda khusus. Kaya dioda biasa, dioda pemancar cahya dumadi saka chip semikonduktor. Bahan semikonduktor iki wis ditanem utawa didoping kanggo ngasilake struktur p lan n.
Kaya dioda liyane, arus ing dioda pemancar cahya bisa gampang mili saka kutub p (anoda) menyang kutub n (katoda), nanging ora ing arah ngelawan. Loro operator beda: bolongan lan elektron mili saka elektroda menyang p lan n struktur ing voltase elektroda beda. Nalika bolongan lan elektron ketemu lan gabung maneh, èlèktron tiba ing tingkat energi sing luwih murah lan ngeculake energi ing wangun foton (foton sing asring kita sebut cahya).
Dawane gelombang (warna) saka cahya sing dipancarake ditemtokake dening energi celah pita bahan semikonduktor sing mbentuk struktur p lan n.
Wiwit silikon lan germanium minangka bahan celah pita ora langsung, ing suhu kamar, rekombinasi elektron lan bolongan ing bahan kasebut minangka transisi non-radiatif. Transisi kasebut ora ngeculake foton, nanging ngowahi energi dadi energi panas. Mulane, dioda silikon lan germanium ora bisa ngetokake cahya (bakal ngetokake cahya ing suhu spesifik sing sithik banget, sing kudu dideteksi ing sudut khusus, lan padhange cahya ora jelas).
Bahan sing digunakake ing dioda pemancar cahya yaiku kabeh bahan celah pita langsung, mula energi dibebasake kanthi bentuk foton. Energi pita sing dilarang iki cocog karo energi cahya ing pita inframerah cedhak, katon, utawa cedhak-ultraviolet.
Model iki simulasi LED sing mancarake cahya ing bagean infra merah saka spektrum elektromagnetik.
Ing tahap wiwitan pangembangan, dioda pemancar cahya sing nggunakake gallium arsenide (GaAs) mung bisa ngetokake cahya infra merah utawa abang. Kanthi kemajuan ilmu material, dioda pemancar cahya sing mentas dikembangake bisa ngetokake gelombang cahya kanthi frekuensi sing luwih dhuwur lan luwih dhuwur. Dina iki, dioda pemancar cahya saka macem-macem warna bisa digawe.
Dioda biasane dibangun ing substrat tipe-N, kanthi lapisan semikonduktor tipe P sing disimpen ing permukaan lan disambungake bebarengan karo elektroda. Substrat P-jinis kurang umum, nanging uga digunakake. Akeh dioda pemancar cahya komersial, utamane GaN/InGaN, uga nggunakake substrat safir.
Umume bahan sing digunakake kanggo nggawe LED duwe indeks bias sing dhuwur banget. Iki tegese akeh gelombang cahya sing dibayangke bali menyang materi ing antarmuka karo udhara. Mulane, ekstraksi gelombang cahya minangka topik penting kanggo LED, lan akeh riset lan pangembangan fokus ing topik iki.
Bentenane utama antarane LED (dioda pemancar cahya) lan dioda biasa yaiku bahan lan strukture, sing nyebabake bedane efisiensi sing signifikan kanggo ngowahi energi listrik dadi energi cahya. Ing ngisor iki sawetara poin penting kanggo nerangake kenapa LED bisa ngetokake cahya lan dioda biasa ora bisa:
Bahan sing beda:LED nggunakake bahan semikonduktor III-V kayata gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium nitride (GaN), lan liya-liyane. Bahan kasebut nduweni celah pita langsung, ngidini elektron langsung mlumpat lan ngeculake foton (cahya). Dioda biasa biasane nggunakake silikon utawa germanium, sing duwe celah pita ora langsung, lan lompatan elektron utamane ana ing bentuk pelepasan energi panas, tinimbang cahya.
Struktur sing beda:Struktur LED dirancang kanggo ngoptimalake generasi lan emisi cahya. LED biasane nambah dopan tartamtu lan struktur lapisan ing prapatan pn kanggo ningkataké generasi lan release saka foton. Dioda biasa dirancang kanggo ngoptimalake fungsi rectification arus lan ora fokus ing generasi cahya.
Energi bandgap:Materi LED nduweni energi bandgap sing gedhe, tegese energi sing dibebasake dening elektron sajrone transisi cukup dhuwur kanggo katon ing wangun cahya. Energi bandgap materi saka dioda biasa cilik, lan elektron utamané dirilis ing wangun panas nalika padha transisi.
Mekanisme luminescence:Nalika prapatan pn saka LED ana ing bias maju, elektron pindhah saka wilayah n menyang wilayah p, gabung maneh karo bolongan, lan ngeculake energi ing wangun foton kanggo ngasilake cahya. Ing dioda biasa, rekombinasi elektron lan bolongan utamane ing wangun rekombinasi non-radiatif, yaiku, energi dibebasake kanthi bentuk panas.
Bedane iki ngidini LED bisa ngetokake cahya nalika digunakake, dene dioda biasa ora bisa.
Artikel iki asalé saka Internet lan hak cipta kagungane penulis asli
Wektu kirim: Aug-01-2024