آشنایی با ساختار LED

LED مخفف کلمات Light emitting diode است  به معنی دیود نورانی (ساطع کننده نور) می باشد. LED ها همان طور که از نامشان پیداست جزء خانواده دیودها هستند و دیودها نیز زیرگروه نیمه هادی‌ ها به‌ شمار می‌آیند. خاصیتی که LEDها را از سایر نیمه‌ هادیها متمایز می‌کند این است که با گذر جریان از آن‌ها مقداری انرژی به صورت نور از آنها ساطع می‌شود.

ال‌ ای دی‌های تک‌رنگ، همانند بقیه دیودها، دارای دو پایه آند و کاتد هستند. ال‌ ای دی‌های دورنگ (یا بیشتر) دارای یک پایه مشترک (معمولاً کاتد، معروف به «کاتد-مشترک») و به‌ازای هر رنگ یک پایه دیگر (معمولا آند) هستند.

نخستین تولیدات صنعتی ال‌ای‌دی‌ ها در ۱۹۶۲ میلادی به رنگ قرمز ( با ترکیب آلومینیم، گالیم و آرسناید) وارد بازار شد.  بعدها ال‌ای‌دی‌ سبز، آبی، زرد و نارنجی در دهه ۷۰ میلادی تولید شدند.  رفته رفته بهره نوری Luminous efficacy (lm/W) ال‌ای‌دی‌ افزایش یافت تا اینکه در دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادی ال‌ای‌دی‌ها به صورت انبوه و با عملکرد بسیار بالا وارد بازار شدند. ال‌ای‌دی‌های اولیه به علت بهره نوری پایینشان تنها در مدارات الکترونیکی استفاده می‌شدند. اما امروزهLED ها به عنوان یک منبع نوری باکیفیت در روشنایی محیط استفاده می شوند. اثرگذاری نوری ال‌ای‌دی‌های سفید امروزی تا ۷۰ لومن بر وات و ال‌ای‌دی‌های رنگی تا ۵۰ لومن بر وات است و پیش‌بینی می‌شود تا ۱۴۰ لومن بر وات نیز برسد.

ال ای دی های معمولی که به کلاهی و اوال معروف شده اند نسل های اولیه ای هستند که به تدریج تکامل یافته اند.

همان‌گونه که در شکل مشخص است یک دیود نورانی از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
– پایه‌ی مثبت (آند) و پایه‌ی منفی (کاتد)
– سیم باریک طلا (wire bond که در نمونه‌های صنعتی ممکن است از آلیاژهای طلا و مس نیز استفاده شود)
– چیپ ال ای دی که با عبور جریان برق از آن انرژی به شکل نور آزاد می‌شود.
– حفره صیقلی برای بازتاب بهتر و جلوگیری از هدر رفتن نور
– لنز که عمدتا از جنس اپوکسی ساخته می‌شد و برای هدایت بهتر نور به‌کار می‌رود.

پاور ال ای دی High Power LEDها نسل بعدی دگر گون شده LED هاست که با الهام از ساختار داخلی  ال ای دی های کلاهی تولید شدند.

تصویر فوق ساختار داخلی پاور ال ای دی ها را نشان می دهد.

بطور کلی ال ای دی پاور، نوعی ال ای دی است که دارای توانی بالاتر از نیم وات می باشد. ال ای دی پاور  همان دیود های نوری هستند اما با جریان عبوری بالاتر که سبب بروز توان بیشتر در نتیجه بهره نوری بالاتر  در  ال ای دی  خواهد شد ال ای دی های توان پایین که با نام تجاری ال ای دی کلاهی معروف شدند،جریانی حدود ۲۰ میلی آمپر مصرف می کنند و توانی کمتر از  ۰٫۱ وات دارند.

نسل های امروزی و پیشرفته تر ال ای دی ها با نام های ال ای دی SMD و COB به بازار عرضه شدند که از نظر ساختار چینش چیپ با یکدیگر و نسل قبلی متفاوت بودند.

لامپ های ال ای دی معروف در بازار ایران و جهان امروزه از تکنولوژی های SMD و COB در ساختار منبع نوری خود استفاده می کنند. یک لامپ ال ای دی حبابی به طور کامل از اجزاء زیر تشکیل شده است.