En LED, som står för ljusdioden, är en halvledare diod som lyser när en spänning appliceras och de används överallt i din elektronik, nya typer av belysning och digitala TV-skärmar.
Hur en LED fungerar
Låt oss jämföra hur den ljusemitterande dioden fungerar jämfört med den äldre glödlampa. Glödlampan fungerar genom att driva elektricitet genom ett glödtråd som finns inuti glödlampan. Glödtråden värms upp och lyser, och det skapar ljuset, men det skapar också mycket värme. Glödlampan tappar ungefär 98% av sin energiproducerande värme vilket gör den ganska ineffektiv.
Lysdioder är en del av en ny familj av belysningstekniker som kallas fast tillståndsljus och i en väl designad produkt Lysdioder är i princip coola vid beröring. I stället för en glödlampa, i en LED-lampa kommer det att finnas ett flertal små lysdioder.
Lysdioder är baserade på effekten av elektroluminescens, att vissa material avger ljus när elektricitet appliceras. Lysdioder har inget glödtråd som värms upp, istället lyser de upp av rörelser av elektroner i ett halvledarmaterial, vanligtvis aluminium-gallium-arsenid (AlGaAs). Ljuset avger från diodens p-n-korsning.
Exakt hur en LED fungerar är ett mycket komplicerat ämne, här är en utmärkt handledning som förklarar denna process i detalj:
Bakgrund
Electroluminescence, de naturfenomen som LED-teknik bygger på upptäcktes 1907 av brittisk radio forskare och assistent för Guglielmo Marconi, Henry Joseph Round, medan han experimenterade med kiselkarbid och en katt morrhår.
Under 1920-talet studerade den ryska radioforskaren Oleg Vladimirovich Losev fenomenen elektroluminescens i dioderna som användes i radioapparater. 1927 publicerade han ett papper som heter Lysande karborundum [kiselkarbid] detektor och detektering med kristaller om hans forskning, och även om ingen praktisk LED skapades på den tiden baserat på hans arbete, påverkade hans forskning framtida uppfinnare.
År senare 1961 uppfann och patenterade Robert Biard och Gary Pittman en infraröd LED för Texas Instruments. Detta var den första lysdioden, men som infraröd var den bortom synligt ljusspektrum. Människor kan inte se infrarött ljus. Ironiskt nog uppfann Baird och Pittman bara av misstag en ljusdiode medan paret faktiskt försökte uppfinna en laserdiod.
Synliga lysdioder
1962 uppfann Nick Holonyack, en konsultingenjör för General Electric Company, den första LED-lampan för synligt ljus. Det var en röd LED och Holonyack hade använt galliumarsenidfosfid som underlag för dioden.
Holonyack har förtjänat äran att kallas "den lysande dioderens far" för sitt bidrag till tekniken. Han har också 41 patent och hans andra uppfinningar inkluderar laserdioden och den första ljusdimmern.
1972 uppfann elektrotekniker, M George Craford, den första gulfärgade lysdioden för Monsanto Company med användning av galliumarsenidfosfid i dioden. Craford uppfann också en röd LED som var 10 gånger ljusare än Holonyacks.
Det bör noteras att Monsanto Company var den första som massproducerade synliga lysdioder. 1968 producerade Monsanto röda lysdioder som används som indikatorer. Men det var inte förrän på 1970-talet att lysdioder blev populära när Fairchild Optoelectronics började producera billiga LED-enheter (mindre än fem cent vardera) för tillverkare.
1976, Thomas P. Pearsall uppfann en högeffektiv och extremt ljus LED för användning inom fiberoptik och fibertelekommunikation. Pearsall uppfann nya halvledarmaterial optimerade för våglängder för optisk fiberöverföring.
1994 uppfann Shuji Nakamura den första blå LED med galliumnitrid.