ال‌ئی‌دی

ال‌ای‌دی

Blue, pure green, and red LEDs in 5 mm diffused cases
نوع	Passive, optoelectronic
اصول کارکرد	برق‌درخشی
اختراع شده	اولگ لسف (۱۹۲۷) James R. Biard (1961) Nick Holonyak (1962)
اولین تولید	October 1962
تنظیمات پین	آند (شیمی) و کاتد
نمادهای الکترونیک

با فتودیود اشتباه نشود.

دیود نورافشان (به انگلیسی: Light-Emitting Diode) یا ال‌ئی‌دی (به انگلیسی: LED) که در ترجمهٔ بعضی جزوه‌ها، کتاب‌ها و رساله‌های الکترونیک دیود نورانی، دیود گسیل نور، دیود نور دهنده نیز نامیده شده است، یک قطعهٔ الکترونیک از خانوادهٔ دیودها است. در زبان محاورهٔ الکترونیک گاهی آنرا لِد (به انگلیسی: Led) نیز گویند. ال‌ئی‌دی‌های تک رنگ همانند بقیه دیودها دارای دو پایهٔ آنُد و کاتُد هستند. ال‌ئی‌دی‌های دو رنگ (یا بیشتر) دارای یک پایهٔ مشترک (معمولاً کاتد، معروف به «کاتُد-مشترک») و به ازای هر رنگ یک پایهٔ دیگر (معمولاً آند) هستند.

تاریخچه

اولین ال‌ئی‌دی‌های تولید صنعتی در ۱۹۶۲ میلادی و تنها با رنگ قرمز (ترکیب آلمینیوم، گالیم و آرسناید) وارد بازار شدند. ال‌ئی‌دی‌های سبز، آبی، زرد و نارنجی در دههٔ ۷۰ میلادی تولید شدند. بهرهٔ نوری ال‌ئی‌دی‌ها رفته‌رفته افزایش یافت تا اینکه در دههٔ ۸۰ و اوایل دههٔ ۹۰ میلادی ال‌ئی‌دی‌ها به صورت گروهی و با کارایی بسیار بالا وارد بازار شدند. ال‌ئی‌دی‌های اولیه به علت بهرهٔ پایینشان تنها در مدارات الکترونیکی استفاده می‌شدند. اثرگذاری نوری ال‌ئی‌دی‌های سفید امروزی تا ۷۰ لومن بر وات و ال‌ئی‌دی‌های رنگی تا ۵۰ لومن بر وات است و پیش‌بینی می‌شود تا ۱۴۰ لومن بر وات نیز برسد.

طرز کار

ال‌ئی‌دی‌ها از پدیدهٔ الکترولومینانس برای تولید نور بهره می‌برند.

طیف نور

وابستگی رنگ نور ال‌ئی‌دی به جنس کریستال

نوع نیمه‌هادی	رنگ نور ال‌ئی‌دی
آلمینیوم، گالیوم، آرسنیک	قرمز
آلمینیوم، ایندیوم، گالیم، فسفر	قرمز، نارنجی، زرد
گالیم، آرسناید، فسفر	قرمز، نارنجی، زرد
ایندیوم، گالیم، نیتروژن	سبز، آبی

طیف نور لامپ‌های ال‌ئی‌دی شامل تمام طیف‌های مرئی و پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز می‌شود و بسیار باریک است. رنگ نور ال‌ئی‌دی‌ها بستگی به جنس کریستال تشکیل‌دهندهٔ آن‌ها دارد. مقدار و رنگ نور ال‌ئی‌دی‌ها تا حد زیادی به جریان آن‌ها نیز بستگی دارد، به همین دلیل استفاده از منبع جریان برای تغذیهٔ آن‌ها معمول است.

برتری

دیودهای نورافشان برتری‌های بسیاری بر منابع نور سنتی دارند که مصرف کمتر، عمر بیشتر، استحکام بیشتر، اندازهٔ کوچکتر و سرعت بیشتر در خاموش و روشن شدن از آن جمله‌اند.

کاربردها

دیودهای نورافشان مصارف متفاوتی در نورپردازی شهری، علائم عبور و مرور و چراغ‌های امروزی خودرو دارند. همچنین اندازهٔ بسیار کوچک آنها باعث شده است تا در نمایشگرهای گرافیکی نسل جدید بکار روند. سرعت بسیار بالای آنها در خاموش و روشن شدن کاربردهای ویژه‌ای در فناوری مخابرات برای آنها به ارمغان آورده است.

با توجه به اینکه ال‌ئی‌دی‌ها می‌توانند نورهای رنگی مختلفی تولید کنند، در نورپردازی‌های تزئینی کاربر دارند. از سوی دیگر این لامپ‌ها نور مخرب ماورای بنفش تولید نمی‌کنند و به همین سبب در موزه‌ها برای روشنایی اشیاء قیمتی به کار می‌روند. به علت توان مصرفی پایینشان می‌توان از آن‌ها در روشنایی اضطراری استفاده کرد. در چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، طول عمر، ضریب اطمینان روشنایی، درخشندگی بالا و دید در روز اهمیت زیادی دارند و به همین علت ال‌ئی‌دی‌ها برای این منظور بسیار مناسبند. بسیاری از شرکت‌های معتبر خودروسازی، در چراغ راهنما، خطر و برخی چراغ‌های داخلی خودروهایشان از لامپ ال‌ئی‌دی استفاده می‌کنند.

دبلیوال‌ئی‌دی (ال‌ئی‌دی سفید)

نوع سفید آن دیود نورافشان سفید (به انگلیسی: White LED) (به اختصار دبلیوال‌ئی‌دی (به انگلیسی: WLED)) که در سال‌های اخیر تکمیل شده و به بهره‌برداری رسیده است، رفته رفته کاربردهای زیادی در شاخه‌های مختلف پیدا کرده است.

نگارخانه

• 

  LEDs used on a train for both overhead lighting and destination signage.

• 

  A large LED display behind a دی‌جی

• 

  LED destination signs on buses, one with a colored route number

• 

  LED digital display that can display four digits and points

• 

  چراغ راهنمایی using LED

• 

  Western Australia Police car with LEDs used in its high-mounted brake light, its خودروی پلیس flashing Police vehicle lights and roof-mounted road user information display

• 

  LED daytime running lights of Audi A4

• 

  LED illumination

• 

  ال‌ئی‌دی‌ها در انواع شکل و اندازه تولید می‌شود.

• 

  سمبل الکترونیک دیود نورافشان

• 

  دیودهای نورافشان ۵ میلی‌متری در رنگ‌های قرمز، سبز و آبی

اندازه لامپ­های LED

لامپ‌های LED در سایزهای مختلف موجود می‌باشد از ۲ تا ۸ میلیمتر و از ۱ تا ۲۰ میلی‌آمپر است و بر اساس تراکم پانل المپ نیاز به سیستم خنک‌کنندگی پیدا می‌کنند. معمولاً از هیتسینک‌های آلومینیومی جهت سیستم خنک‌کنندگی استفاده می‌شود. انواع حباب لامپ شامل گرد با رویه مسطح یا گرد، مستطیلی با با رویه مسطح و یا مثلثی و یا مربعی با رویه مسطح هستند. همچنین کپسول حباب می‌تواند شفاف و یا رنگی باشد تا بتواند کنتراست بهتر و یا زاویه دید مناسبتر ایجاد کرد.

محققان در دانشگاه واشینگتن نازکترین LED را ساخته‌اند که دوبعدی است و از مواد اعطاف پذیر ساخته شده است که در حد ۳ اتم ضخامت دارد که ۱۰۰۰۰ برابر کوچکتر از تار موی انسان است که علم را به سمت ساخت وسایل نوری عمومی و نانو لیزرهای کوچکتر با بهینه تر شدن نور-انرژی سوق می‌دهد.

سه نوع دسته‌بندی لامپ‌های LED وجود دارد:

خروجی کم

معمولاً حدود 2 mA و 2V هستند که در حدود 4 mW می‌شود.

خروجی استاندارد

حدود 20 mA با ولتاژهای:

قرمز، نارنجی، زرد و سبز پررنگ با ولتاژی حدود ۱٫۹~2.1 V

سبز کمرنگ و آبی با ولتاژ حدودی ۳~3.4 V

بنفش، صورتی و سفید با ولتاژ حدودی ۲٫۹~4.2 V

خروجی بالا

لامپ‌های با 20 mA و حدود ۲~5 V که بیشتر برای لاپ‌های خورشیدی مستقیم استفاده می‌شود.

دسته‌های لامپ LED پر قدرت

این دسته‌های پر قدرت می‌تواند شامل تعداد زیادی از لامپ‌های کم مصرف یا تعداد کمی از لامپ‌های پرمصرف باشند که معروف به قدرت بالا (HP-LEDs) و یا خروجی بالا (HO-LEDs) می شون که می‌تواند تا هزاران لومن ایجاد کنند. در این دسته از لامپ‌ها خنک شوندگی بسیار حایز اهمیت است چون باعث خرابی سیستم می­شود.

جستارهای وابسته

• اختراع‌ها در ایالات متحده (۱۹۴۶–۱۹۹۱)

پانویس

LED دیود نور دهنده (light Emitting Diode)

منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Light-emitting diode». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۰ مهٔ ۲۰۰۹.
• اسلامی، محمدحسن، شهرام خدادادی و علیرضا حجرگشت. روشنایی فنی و نقشه‌کشی رایانه. گویش نو، ۱۳۹۰. شابک ‎۹۷۸-۶۰۰-۸۴۵۰-۷۰-۲. 

پیوند به بیرون

کاهش اثر مسافرت‌های طولانی با لامپ ال ای دی