LED merupakan jenis dioda khusus dan mereka memiliki karakteristik listrik yang serupa dengan dioda PN-junction. Oleh lantaran itu LED memungkinkan anutan arus ke arah depan dan membatasi arus ke arah sebaliknya.
LED menempati area kecil yang kurang dari 1 mm 2. Aplikasi LED dipakai untuk menghasilkan banyak sekali proyek listrik dan elektronik. Pada postingan ini, kita akan membahas prinsip kerja LED dan aplikasinya.
Pengertian LED
Dioda LED merupakan tergolong dioda pn-junction. LED merupakan dioda yang dimasak secara khusus dan berisikan jenis semikonduktor khusus. Ketika cahaya memancarkan bias maju, maka itu disebut selaku dioda pemancar cahaya (LED).
Bagaimana LED Bekerja?
Dioda pemancar cahaya secara sederhana, kita kenal selaku dioda. Ketika dioda bias maju, maka elektron dan holes (lubang) bergerak cepat melintasi persimpangan (junction) dan mereka terus-menerus bergabung, melepaskan satu sama lain.Segera sehabis elektron bergerak dari tipe-n ke silikon tipe-p, ia bergabung dengan holes, kemudian menghilang. Karenanya ia menghasilkan atom lengkap & lebih stabil dan menyediakan sedikit ledakan energi dalam bentuk paket kecil atau foton cahaya.
Diagram di atas memperlihatkan cara kerja dioda pemancar cahaya dan proses langkah demi langkah diagram.
- Dari diagram diatas, kita sanggup mengamati bahwa silikon tipe-N dalam warna merah dan berisi elektron, mereka ditunjukkan oleh bulat hitam.
- Silikon tipe-P berwarna biru dan mengandung holes (lubang), mereka ditunjukkan oleh bulat putih.
- Catu daya di junction-pn menghasilkan dioda bias maju dan mendorong elektron dari tipe-n ke tipe-p. Mendorong lubang ke arah yang berlawanan.
- Elektron dan holes di persimpangan digabungkan.
- Foton dilepaskan dikala elektron dan holes digabungkan kembali.
Jenis LED
Ada banyak sekali jenis LED yang ada dan beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.- Gallium Arsenide (GaAs) - infrared
- Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) - red ke infrared, orange
- Aluminium Gallium Arsenide Phosphide (AlGaAsP) - kecerahan tinggi merah, oranye-merah, oranye, dan kuning
- Gallium Phosphide (GaP) - merah, kuning dan hijau
- Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) - hijau
- Gallium Nitride (GaN) - hijau, hijau zamrud
- Gallium Indium Nitride (GaInN) - bersahabat ultraviolet, hijau kebiruan dan biru
- Silicon Carbide (SiC) - berwarna biru selaku media
- Zinc Selenide (ZnSe) - biru
- Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) - ultraviolet
Prinsip Kerja LED
Prinsip kerja dioda LED didasarkan pada teori kuantum. Teori kuantum menyampaikan bahwa dikala elektron turun dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, energi yang dipancarkan dari foton. Energi foton sama dengan kesenjangan energi antara kedua tingkat energi ini. Jika dioda PN-junction berada dalam bias maju, maka arus mengalir lewat dioda.
Aliran arus dalam semikonduktor disebabkan oleh kedua anutan holes (lubang) dalam arah yang bertentangan dari arus dan anutan elektron ke arah arus. Oleh lantaran itu akan ada rekombinasi lantaran anutan pembawa muatan ini.
Rekombinasi memperlihatkan bahwa elektron dalam pita konduksi melompat turun ke pita valensi. Ketika elektron melompat dari satu pita ke pita lainnya, elektron akan memancarkan energi elektromagnetik dalam bentuk foton dan energi foton sama dengan kesenjangan energi terlarang.
Sebagai contoh, mari kita amati teori kuantum, energi foton merupakan produk dari konstanta Planck dan frekuensi radiasi elektromagnetik. Persamaan matematika ditampilkan
Persamaan = hf
Di mana h dipahami selaku konstanta Planck, dan kecepatan radiasi elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya yakni c. Radiasi frekuensi terkait dengan kecepatan cahaya seumpama af = c / λ. λ dilambangkan selaku panjang gelombang radiasi elektromagnetik dan persamaan di atas akan menjadi selaku a
Persamaan = he / λ
Dari persamaan di atas, kita sanggup menyampaikan bahwa panjang gelombang radiasi elektromagnetik berbanding terbalik dengan celah terlarang. Pada silikon umum, semikonduktor germanium, celah energi terlarang ini berada di antara pita keadaan dan valensi sedemikian rupa sehingga total radiasi gelombang elektromagnetik selama rekombinasi merupakan dalam bentuk radiasi infrared.
Kita tidak sanggup menyaksikan panjang gelombang infrared lantaran mereka berada di luar jangkauan kita yang terlihat. Radiasi infrared dibilang selaku panas lantaran silikon dan semikonduktor germanium bukan semikonduktor gap langsung, namun ini merupakan semikonduktor gap tidak langsung.
Tetapi dalam semikonduktor celah langsung, tingkat energi maksimum pita valensi dan tingkat energi minimum pita konduksi tidak terjadi pada momen elektron yang sama. Oleh lantaran itu, selama rekombinasi elektron dan holes (lubang) merupakan migrasi elektron dari pita konduksi ke pita valensi, saat-saat pita elektron akan berubah.
Karakteristik I-V LED
Ada banyak sekali jenis LED yang tersedia di pasar dan ada banyak sekali karakteristik LED yang meliputi warna cahaya, atau radiasi panjang gelombang, intensitas cahaya. Karakteristik penting dari LED merupakan warna.Di permulaan penggunaan LED, cuma ada warna merah. Karena penggunaan LED meningkat dengan proteksi proses semikonduktor dan mengerjakan observasi pada logam gres untuk LED, warna yang berlainan terbentuk.
Grafik berikut memperlihatkan kurva fikiran antara tegangan maju dan arus. Setiap kurva pada grafik memperlihatkan warna yang berbeda. Tabel memperlihatkan ringkasan karakteristik LED.
Aplikasi LED (Light Emitting Diode)
Ada banyak aplikasi LED dan beberapa di antaranya diterangkan di bawah ini.- LED dipakai selaku bohlam di rumah dan industri
- LED dipakai di sepeda motor dan mobil
- LED dipakai di ponsel untuk memperlihatkan pesan
- LED dipakai di lampu kemudian lintas, sinyal yang dipimpin digunakan
Kelebihan LED
- Biaya LED lebih hemat biaya dan kecil.
- Dengan menggunakan LED, listrik terkontrol.
- Intensitas LED berlainan dengan proteksi mikrokontroler.
){kind=link}