ما المقصود بالصمام الثنائي الباعث للضوء

阅读中文   Read in English   Lire le Français    Leer Español    Leer  Español - México   Membaca Indonesia   日本語を読む    قراءة العربي

الصمام الثنائي الباعث للضوء هو مصدر ضوء أشباه موصلات ثنائي الرصاص. لم يكن حتى عام 1962 عندما جاء نيك هولونياك بفكرة الصمام الثنائي الضوئي، وكان يعمل لشركة كهرباء عامة.

الصمام الثنائي هو نوع خاص من الصمام الثنائي مع نفس الخصائص الكهربائية مثل صمام التوصيل P N، فإنه يسمح للتيار بالتحرك في الرصاص ويعمل على وقف التيار من الذهاب في الاتجاه المعاكس. يشغل LED مساحة صغيرة أقل من 1 مم 2.

 

ما هو الصمام الثنائي لانبعاث الضوء؟

الصمام الثنائي الباعث للضوء (بالإنجليزية: LED) هو نوع من الصمام الثنائي الموصل p-n الذي يعمل على مبدأ الإضاءة الكهربائية، وتستخدم مادة تسمى الإضاءة الكهربائية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية التي تساعد في وقت لاحق في نشر الطاقة الضوئية، عندما ينبعث الضوء في التحيز الأمامي، فإنه يسمى الصمام الثنائي الباعث للضوء.

بناء مؤشر

المواد المستخدمة في الدايود المبتعث للضوء عادة ما تكون زرنيخ الغاليوم (GAS)، فوسفيد غاليوم (GAP)، أو فوسفيد زرنيخ الغاليوم (GASP)، أي من المواد أعلاه يمكن استخدامها في بناء الدايود المبتعث للضوء ولكن لون الضوء المضيء يتغير مع تغير المادة.

وفي الجدول أدناه يمكنكم ان تروا اسم المادة، اللون المناظر للضوء الذي تطلقه.

 

MATERIALS IN CONSTRUCTION	COLOUR	FORWARD VOLTAGE (IN VOLTS)
GaP	Green/Red	2.2
GaAsP	Yellow	2.2
GaAsP	Red	1.8
GaN	White	4.1
GaN	Blue	5.0
AllnGaP	Amber	2.1
AllnGaP	Yellow	2.1

كيف يعمل الصمام الثنائي لانبعاث الضوء؟

الدايود المبتعث للضوء ليس سوى الصمام الثنائي الباعث للضوء الذي نعرفه على أنه شكل من أشكال الصمام الثنائي، عندما يكون الصمام في الجانب المتحيز للأمام تتحرك الإلكترونات بسرعة عند وصلة الثقب وتتحد باستمرار، لذلك يجعل الذرة بأكملها أكثر استقرارًا ويطلق قليلاً من الطاقة في شكل حزمة صغيرة أو فوتون من الضوء.

 

 

الصمامات الثنائية لضخ الضوء

كما يمكن أن نرى من الشكل، نوع N السيليكون هو أحمر اللون ويحتوي على الإلكترونات، نوع P السيليكون هو الأزرق اللون ولديه ثقوب، إمداد الطاقة إلى تقاطع p-n تحفز الصمام الثنائي إلى الأمام ويدفع الإلكترونات من نوع n إلى نوع p-. أدفع الفتحات في الإتجاه المعاكس تتصل الإلكترونات والثقوب عند التقاطع، وتغلق الفوتونات حيث يتم إعادة ترتيب الإلكترونات والثقوب.

مبدأ العمل من LED.

مبدأ العمل من LED يعمل على مبدأ الكم. وفقا لنظرية الكم، تنتقل الإلكترونات من مستويات طاقة عالية إلى مستويات طاقة منخفضة، عندما يتم إطلاق الطاقة من فوتون، تكون المسافة بين مستويي طاقة الفوتون هي نفسها. إذا كان الصمام الثنائي PN-junction diode في الانحياز إلى الأمام، يتدفق التيار من خلال الصمام الثنائي، ويكون تدفق التيار في أشباه الموصلات بسبب تيارين في الاتجاه المعاكس للتيار وتدفق الإلكترونات في الاتجاه الحالي.

 

وبالتالي سيكون هناك إعادة تركيب بسبب تدفق حاملات الشحنة هذه، وإعادة التركيب يشير إلى أن الإلكترونات في نطاق التوصيل تقفز أسفل نطاق التكافؤ. عندما تقفز الإلكترونات من شريط إلى آخر ستصدر الإلكترونات طاقة كهرومغناطيسية في شكل فوتونات وتكون طاقة الفوتون مساوية للفاصل الزمني للطاقة المحظورة.

تطبيقات الصمامات الثنائية للضوء

الصمامات الثنائية للضوء لها العديد من الاستخدامات ولكن بعض من استخداماتها هي على النحو التالي.

تستخدم المصابيح على نطاق واسع في شاشات الدايود المبتعث للضوء كلوحة إعلانات أو للترفيه عن الخلفية.

وتستخدم مصابيح الدايود المبتعث للضوء في مصابيح الدايود المبتعث للضوء المنزلية.

ويستخدم سائل الدايود المبتعث للضوء كضوء صناعي.

تستخدم الطرق في إضاءة الشوارع وإشارات المرور.

تستخدم في الساعات الرقمية وفي الآلات الحاسبة.

مزايا LED.

1. نطاق درجة الحرارة -نطاق تشغيله موجود في نطاق واسع من 00C -700C.

2. تحويل وقت تبديل الدايود المبتعث للضوء في حدود 1ns. وبالتالي، فهي مفيدة في العمليات الديناميكية حيث يتم استخدام عدد كبير من المصفوفات.

3. استهلاك منخفض للطاقة -يستخدم طاقة قليلة جدا ويمكن تشغيله حتى لو كانت الطاقة المعطاة منخفضة.

4. تحكم أفضل -الطاقة الإشعاعية من الصمام هي وظيفة تدفق التيار من خلاله. وبالتالي، يمكن التحكم بسهولة في شدة الضوء من الصمام الثنائي الباعث للضوء.

5. ومصابيح الإنارة الاقتصادية والمعول عليها رخيصة الثمن ولها درجة عالية من الموثوقية.

6. الحجم والقابلية -هي صغيرة في الحجم ويمكن تكديسها معا لتشكيل عرض أبجدي رقمي.

عيوب مؤشر

1. الجهد الزائد أو التيار الزائد -هناك احتمال لفقدان الطاقة عندما تتجاوز الطاقة حد معين. نفس الشيء ممكن حتى عندما تكون الطاقة منخفضة.

2. الحرارة الزائدة بسبب الطاقة الإشعاعية -تسخن مع زيادة مفرطة في الطاقة الإشعاعية. هذا يمكن أن يتلف الصمام الثنائي.