صمام ثنائي باعث للضوء

Light-emitting diode
Light-emitting diode
	ثلاثة أنواع من الليزر أحمر وأزرق وأخضر ، وكل منهم مقاس 5 مليمتر
النوع	Passive, optoelectronic
مبدأ العمل	Electroluminescence
المخترع	Nick Holonyak Jr. (1962)
الرمز الإلكتروني
ترتيب الدبابيس	Anode 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

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

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

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

التكنولوجيا

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

طول العمر والفشل

الألوان والمواد

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

Blue LEDs.

الضوء الأبيض

أنظمة RGB

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

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

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

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

High power LEDs

SuperFlux/Piranha LEDs

تنويعات لاستخدامات متخصصة

الاستخدامات

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

Western Australia Police car 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

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

من اللفظ light-emitting diode أي : صمام ثنائي يضييء

انظر أيضاً

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

المصادر

المذكورة

^ "LEDs cast Monsanto in Unfamiliar Role".
^ OSRAM: green LED
^ 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)
^ 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)
^ 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)
^ 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)
^ "LEDs move into the ultraviolet". physicsworld.com. May 17, 2006. Retrieved 2007-08-13.

العامة

Shuji Nakamura, Gerhard Fasol, Stephen J Pearton The Blue Laser Diode: The Complete Story, Springer Verlag, 2nd Edition (October 2, 2000)
Mills, Evan (2005). "The Specter of Fuel-Based Lighting". Science. 308 (5726): 1263–1264. doi:10.1126/science.1113090. PMID 15919979.
Moreno, I., "Spatial distribution of LED radiation," in The International Optical Design Conference, Proc. SPIE vol. 6342, 634216:1-7 (2006).
Salisbury, David F. (October 20, 2005). "Quantum dots that produce white light could be the light bulb's successor". Exploration—The Online Research Journal of Vanderbilt University. (More details regarding the use of quantum dots as a phosphor for white LEDs.)

وصلات خارجية

معلومات حول دائرة ليد
Dendrimers in the spotlight - an Instant Insight examining the use of dendrimers in organic light-emitting diodes from the Royal Society of Chemistry
Photonics Sources Group, Tyndall National Institute GaN and other photonics research at the Tyndall National Institute, Ireland.
LEDWire Canadian LED industry news wire service.
MAKE Presents: The LED - A movie about the origins of the LED and how to make your own from carborundum!
Rensselaer Electrical Engineering Department LED information arranged in textbook form, aimed at introductory to advanced audience
Uncertainty evaluation for measurement of LED colour

تصنف:إضاءة

الكلمات الدالة:

شوجي ناكامورا

[1] "LEDs cast Monsanto in Unfamiliar Role".

[2] OSRAM: green LED

[dia-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)

[BN-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)

[bn2-5] 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)

[aln-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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]