الصمام الثنائي الباعث للضوء - Light-emitting diode

هذه صفحة مكتوبة بالعربية البسيطة، انظر الصفحة الأصلية
Light-emitting diode
RBG-LED.jpg
ثلاثة أنواع من الليزر أحمر وأزرق وأخضر ، وكل منهم مقاس 5 مليمتر
النوعPassive, optoelectronic
مبدأ العملElectroluminescence
المخترعNick Holonyak Jr. (1962)
الرمز الإلكتروني
LED symbol.svg
ترتيب الدبابيسAnode and Cathode

مصباح ثنائي باعث للضوء أو ديود باعث للضوء light-emitting diode (LED) هو مصدر ضوئي يبعث الضوء حينما يمر به تيار كهربائي . يرجع تطويره إلى الستينات من القرن العشرين عندم أكتشاف أنصاف الموصلات . في البدأ كان يبعث ضوءا واحدا ضعيفا ، لكن مع الوقت أمكن تطويره لبعث الثلاثة ألوان المستخدمة كثيرا في التكنولوجيا اليومية ، الأحمر والأزرق والأصفر . وكثيرا ما يـُستعمل في أللوحات الكبيرة المنيرة وغيرها .وأصبح لها طاقة كبيرة على إصدار ضوءا ناصعا ً .

الرمز الكهربائي لديود باعث الضوء LED وله قطب موجب وقطب سالب (كاثودي)
شاشة عرض مضيئة تعمل بثنائي باعث الضوء.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ابتكار الثنائي[تحرير | عدل المصدر]

Green electroluminescence from a point contact on a crystal of SiC recreates H. J. Round's original experiment from 1907.

اخترعه الياباني شوجي ناكامورا وبدأ ابتكاره على إثر اختراع أنصاف الموصلات التي ازداد استعمالها في النصف الثاني من القرن الماضي في الحاسوب .ففى الثنائي الضوئي بتأثير التيار الكهربائي تقفز إلكترونات الذرة من حالة كمومية عالية الطاقة إلى حالة كمومية منخفضة، فيصدر الإلكترون فارق الطاقة بين الحالتين على هيئة فوتون أي شعاع ضوء ذو تردد محدد وبالتالي له طول موجة محددة . وباختيار مادة الثنائي يمكن الحصول على لون الضوء الصادر منه وهذا الاختيار يتعلق باختيار المدارين الذريين الذي يقفز من أحدهما الإلكترون إلى المدار الآخر المنخفض . فهذا الفارق يحدد طول موجة الشعاع الذي يطلقة الإلكترون عند قفزته وبالتالى لون الشعاع .

الثنائي باعث للضوء -واختصاره بالأنجليزية LED - له ميزات كثيره يتفوق بها عن الوسائل المعتادة للإضاءة. فهو يستهلك قليلا من الطاقة الكهربائية ويمكن تشغيله ببطاريات صغيرة ، وعمره طويل ويتحمل الصدمات وصغير الحجم فهو لايزيد عن 5 مليمتر في مقاييسه . إلا أنه مايزال باهظ الثمن نسبيا ، كما أنه يحتاج إلى مصدر كهربائي ذو تيار ثابت ، وأنظمة لتشتيت الحرارة المنبعثة منه .

كل تلك الميزات أفسحت المجال لاستخدام الديود باعث الضوء في مجالات لا تستطيع وسائل الإضاءة التقليدية القيام بها ، وعلى الأخص تلك التطبيقات القائمة على مصادر صغيرة للطاقة . و على الرغم من ارتفاع ثمنه نسبيا فتـُجرى البحوث في تطويره للقيام بوظائف خاصة عدا مجرد الإضاءة ، و مايزال طريق تطويره مفتوحا ً.


الاستخدام العملي[تحرير | عدل المصدر]

Red, yellow and green (unlit) LEDs used in a traffic signal.

The first commercial LEDs were commonly used as replacements for incandescent indicators, and in seven-segment displays,[1]

مواصلة التطوير[تحرير | عدل المصدر]

Illustration of Haitz's Law. Light output per LED as a function of production year, note the logarithmic scale on the vertical axis.

التكنولوجيا[تحرير | عدل المصدر]

Parts of an LED
The inner workings of an LED
I-V diagram for a diode an LED will begin to emit light when the on-voltage is exceeded. Typical on voltages are 2-3 Volt

الفيزياء[تحرير | عدل المصدر]

طول العمر والفشل[تحرير | عدل المصدر]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الألوان والمواد[تحرير | عدل المصدر]

Conventional LEDs are made from a variety of inorganic semiconductor materials, the following table shows the available colors with wavelength range, voltage drop and material:

Color طول الموجة (nm) Voltage (V) مادة شبه الموصل
Infrared λ > 760 ΔV < 1.9 Gallium arsenide (GaAs)
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
Red 610 < λ < 760 1.63 < ΔV < 2.03 Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Orange 590 < λ < 610 2.03 < ΔV < 2.10 Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Yellow 570 < λ < 590 2.10 < ΔV < 2.18 Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Green 500 < λ < 570 1.9[2] < ΔV < 4.0 Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
Blue 450 < λ < 500 2.48 < ΔV < 3.7 Zinc selenide (ZnSe)
Indium gallium nitride (InGaN)
Silicon carbide (SiC) as substrate
Silicon (Si) as substrate — (under development)
Violet 400 < λ < 450 2.76 < ΔV < 4.0 Indium gallium nitride (InGaN)
Purple multiple types 2.48 < ΔV < 3.7 Dual blue/red LEDs,
blue with red phosphor,
or white with purple plastic
Ultraviolet λ < 400 3.1 < ΔV < 4.4 diamond (235 nm)[3]
Boron nitride (215 nm)[4][5]
Aluminium nitride (AlN) (210 nm)[6]
Aluminium gallium nitride (AlGaN)
Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) — (down to 210 nm)[7]
White Broad spectrum ΔV = 3.5 Blue/UV diode with yellow phosphor  

Ultraviolet and blue LEDs[تحرير | عدل المصدر]

Blue LEDs.


الضوء الأبيض[تحرير | عدل المصدر]

أنظمة RGB[تحرير | عدل المصدر]

Combined spectral curves for blue, yellow-green, and high brightness red solid-state semiconductor LEDs. FWHM spectral bandwidth is approximately 24–27 nm for all three colors.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Phosphor based LEDs[تحرير | عدل المصدر]

Spectrum of a “white” LED clearly showing blue light which is directly emitted by the GaN-based LED (peak at about 465 nm) and the more broadband Stokes-shifted light emitted by the Ce3+:YAG phosphor which emits at roughly 500–700 nm.


الأنواع[تحرير | عدل المصدر]

LEDs are produced in a variety of shapes and sizes. The 5 mm cylindrical package (red, fifth from the left) is the most common, estimated at 80% of world production.[بحاجة لمصدر] The color of the plastic lens is often the same as the actual color of light emitted, but not always. For instance, purple plastic is often used for infrared LEDs, and most blue devices have clear housings. There are also LEDs in SMT packages, such as those found on blinkies and on cell phone keypads (not shown).

Miniature LEDs[تحرير | عدل المصدر]

Different sized LEDs. 8 mm, 5 mm and 3 mm, with a wooden match-stick for scale.


High power LEDs[تحرير | عدل المصدر]

SuperFlux/Piranha LEDs[تحرير | عدل المصدر]

تنويعات لاستخدامات متخصصة[تحرير | عدل المصدر]

الاستخدامات[تحرير | عدل المصدر]

A large LED display behind a disc jockey.
LED destination displays on buses, one with a colored route number.
LED digital display that can display 4 digits along with points.
Traffic light using LED
Dropped ceiling with LED lamps
LED daytime running lights of Audi A4
LED panel light source used in an experiment on plant growth. The findings of such experiments may be used to grow food in space on long duration missions.


دائرة الثنائي باعث الضوء[تحرير | عدل المصدر]

مخطط لدائرة ليد بسيطة

في الإلكترونيات ، تكون الدائرة الأساسية هي دائرة ليد (LED) التي تستخدم لإضاءة الصمام الثنائي . وهو يتألف من عنصرين لهما وصلة في سلسلة :

مع جهد المصدر ، ومفتاح لفتح الدائرة (الثنائي يطفأ) وإغلاق الدائرة (الثنائي يضيء). ويمكن توصيله بجهاز تحكم فيضيء وينطفئ بصورة دورية.

اختصار الكلمة[تحرير | عدل المصدر]

من اللفظ light-emitting diode أي : صمام ثنائي يضييء

انظر أيضاً[تحرير | عدل المصدر]

المصادر[تحرير | عدل المصدر]

المذكورة
  1. ^ "LEDs cast Monsanto in Unfamiliar Role".
  2. ^ OSRAM: green LED
  3. ^ Koizumi, S. (2001). "Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction". Science. 292 (5523): 1899. doi:10.1126/science.1060258. PMID 11397942. |first2= missing |last2= (help); |first3= missing |last3= (help); |first4= missing |last4= (help)
  4. ^ Kubota, Y. (2007). "Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure". Science. 317 (5840): 932. doi:10.1126/science.1144216. PMID 17702939. |first2= missing |last2= (help); |first3= missing |last3= (help); |first4= missing |last4= (help)
  5. ^ Watanabe, Kenji (2004). "Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal". Nature Materials. 3 (6): 404. doi:10.1038/nmat1134. PMID 15156198. |first2= missing |last2= (help); |first3= missing |last3= (help)
  6. ^ Taniyasu, Yoshitaka (2006). "An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres". Nature. 441 (7091): 325. doi:10.1038/nature04760. PMID 16710416. |first2= missing |last2= (help); |first3= missing |last3= (help)
  7. ^ "LEDs move into the ultraviolet". physicsworld.com. May 17, 2006. Retrieved 2007-08-13.
العامة

وصلات خارجية[تحرير | عدل المصدر]


تصنف:إضاءة

الكلمات الدالة: