Led Dioda
LED diódy sú prevodníky elektriny na svetlo. Fungujú opačne ako fotodiódy 
, ktoré premieňajú svetlo na elektrinu.LED diódy majú mnoho výhod oproti žiarovkovým zdrojom svetla, vrátane nižšej spotreby energie, dlhšej životnosti, lepšej fyzickej odolnosti, menších rozmerov a rýchlejšieho prepínania. Nevýhody LED zahŕňajú elektrické obmedzenia nízkeho napätia a všeobecne jednosmerného (nie striedavého) napájania.
Svetelná dióda
(LED)
je polovodičové zariadenie, ktoré vyžaruje svetlo, keď ním preteká prúd. Ak prechádza PN prechodom svetelnej diódy elektrický prúd v priepustnom smere, prechádzajú voľné elektróny z časti typu N (s prebytkom voľných elektrónov) do časti typu P (s nedostatkom voľných elektrónov, s tzv. dierami). Keď excitovaný voľný elektrón z časti N zapadne do orbity atómu v polovodiči typu P, dostane sa na nižšiu energetickú hladinu. Prebytočná energia je v podobe vlnenia vyžiarená mimo materiálu (rôznymi druhmi žiarenia, napr. viditeľné svetlo, infračervené alebo ultrafialové žiarenie). Pri vhodnej voľbe prímesí v polovodičovom materiáli je v LED na odhalenom PN prechode prebytočná energia vyžiarená vo viditeľnom spektre ako nekoherentné svetlo s úzkym spektrom (úzky vlnový rozsah). Pásmo spektra žiarenia diódy je závislé od chemických prímesí použitého polovodiča. LED sú vyrábané s pásmami vyžarovania od ultrafialových, cez rôzne farby viditeľného spektra, až po infračervené pásmo.
Pokles napätia predpätia VF sa mení od jednej LED k druhej v závislosti od jej farby a polovodičového materiálu. Pohybuje sa od 1,8 V do 3,3 V.
Pomerne dlho trval vývoj modrej LED, ktorá umožnila vznik moderných veľkoplošných farebných obrazoviek, av tej súvislosti aj biele vysokosvietivé LED, ktoré sa používajú hlavne ako zdroje svetla v rôznych svietidlách a svetlometoch a ďalej na podsvietenie displejov z tekutých kryštálov. Z princípu funkcie LED vyplýva, že nie je možné priamo emitovať biele svetlo – staršie bielo žiariace diódy väčšinou obsahujú trojicu čipov vyberaných tak, aby bolo aditívnym miešaním v rozptylnom materiáli obalu diódy dosiahnutý vnem bieleho svetla. Pretože nie je možné priamo emitovať biele svetlo, novšie biele LED využívajú luminoforu. Niektoré priehľadné LED emitujú modré svetlo, časť tohto svetla je priamo na polovodiči luminoforiem transformovaná na žlté svetlo a vďaka miešaniu týchto farieb vzniká biela. Iné typy bielych LED emitujú ultrafialové žiarenie, to je priamo na čipe luminoforiem transformované na biele svetlo. So skracujúcou sa vlnovou dĺžkou emitovaného svetla rastie veľkosť napätia v priepustnom smere (obvykle označované UF). Pri kremíkovej dióde je toto napätie asi 0,6 V, pri zelenej LED z GaP 1,7 V a pri modrej z SiC už 2,5 V. Základné monokryštály diód bývajú prekryté guľovým vrškom z epoxidovej živice alebo akrylového polyesteru. Materiály, z ktorých sa LED vyrábajú, totiž majú pomerne vysoký index lomu a veľká časť vyžarovaného svetla by sa odrážala totálnym odrazom späť na rovinnom rozhraní so vzduchom. Oproti iným elektrickým zdrojom svetla (žiarovka, výbojka, tlejivka) majú LED tú výhodu, že pracujú s pomerne malými hodnotami prúdu a napätia. Z toho vyplýva ich použitie v displejoch (v tvare cifier a písmen). Kombináciou LED základných farieb (červená, zelená, modrá) je možné vyrobiť farebné obrazovky (OLED).
Na rozdiel od žiaroviek, u ktorých nezáleží na polarite napájacieho napätia a sú schopné teda pracovať na striedavé napätie, LED zapojené nesprávnym spôsobom nesvietia. Keď je napätie na P-N prechode diódy zapojené správne, hovoríme že je zapojená v priepustnom smere av tomto stave cez ňu prechádza prúd. Keď je zapojené opačne ako má byť, hovoríme že je zapojená v závernom smere a neprechádza cez ňu takmer žiadny prúd a ani nevyžaruje žiadne svetlo. Prúd v priepustnom smere pri nízkopríkonových LED sa pohybuje od 1-2 mA, pri štandardných LED 10~25 mA až po prúdy nad 1 A pri špeciálnych LED používaných v osvetľovacej technike. Niektoré LED sú schopné pracovať so striedavým napätím. V takom prípade sú ale rozsvietené len polovicu periódy, v ktorej sú polarizované priepustne. Periodicky sa tak rozsvecujú a zhasínajú s frekvenciou striedavého zdroja. Riešením na odstránenie tohto javu môže byť antiparalelné zapojenie dvoch diód. Aj keď najspoľahlivejšie je možné zistiť polaritu vývodov LED nahliadnutím do katalógového listu výrobcu, existujú všeobecne platné spôsoby pre označenie polarity (pozor, podľa veľkosti vývodu P alebo N vo vnútri puzdra často nemožno polaritu stanoviť):
Popis
| znamienko: | + | – |
| Polarita : | kladná | záporná |
| Výstup : | Anóda (A) | Katóda (K) |
| Vývod : | dlhý | krátky |
| puzdro zvonku : | zaguľatené | ploché |
| farebne : | červená | čierna |
Všeobecne platí:
čím vyšší prúd, tým jasnejšie dióda svieti. Najjednoduchšie (a najčastejšie) je možné prúd diódou nastaviť pomocou predradného odporu (je zapojený v sérii s diódou LED). Na reguláciu jasu LED je možné použiť aj jednoduchý regulátor s tranzistorom.
Dômyselnejší spôsob regulácie využíva pulzne šírkovú moduláciu. Vtedy LED preteká pulzný prúd. Pulzy musia mať vyššiu frekvenciu, než je ľudské oko schopné zachytiť, čo vyvolá zdanie konštantného svitu. Zmenou striedky týchto pulzov potom meníme jas. Pulzne šírková modulácia (PWM) sa používa pri napájaní výkonových LED, kde tepelná strata na predradnom rezistore by značne znižovala účinnosť napájača.
Ak je k dispozícii dostatočne veľké napätie, je možné prepojiť niekoľko LED do série iba s jedným obmedzujúcim rezistorom.Vo väčšine LED je maximálne záverné napätie okolo 5 V. Väčšina LED má tiež nízke prierazné napätie, takže môžu byť zničené priložením záverného napätia aj o výške iba niekoľkých voltov.
Pridaj komentár