Led nasıl çalışır? Led’in yapısı
Eğer bu konuda hiçbir bilginiz yoksa LED nasıl çalışır sorusunun cevabı sizler için karmaşık gelebilir. Ancak bu yeni teknoloji devre elemanları görüldüğü kadar kompleks bir yapıya sahip değildir. Özellikle son yıllarda kullanım alanlarını yaygınlaştıran LED’leri daha iyi anlayabilmenizi sağlamaya çalışacağız.
Öncelikle LED’in tanımından başlayalım.
LED; içerisinden bir elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken bir devre elemanıdır. Işık, akımı taşıyan parçacıklar yarı iletken malzeme içinde bir araya geldiğinde üretilir. Işık, katı yarı iletken malzeme içinde üretildiğinden, LED’ler katı hal cihazları olarak tanımlanır.
Led’in açılımı ingilizcede “Light Emitting Diode” kelime grubunun baş harflerinden gelmektedir.
Son yıllarda hayatımızı çevreleyen Led’ler birçok uygulamada karşımıza çıkmaktadır. Az enerji tüketmesi ile ünlü bu devre elemanları, üretildikleri günden bu yana aydınlatma ve otomasyon endüstrilerinin değişmez elemanları olmuşlardır. Basit ve kullanışlı yapıları kullanıcılar için sayısız avantaj sağlamaktadır.
LED nasıl çalışır?
PN bağlantısı, LED’in yapısının ve çalışma prensibinin temelidir. LED’in bir anot ve bir yarı iletken malzeme kristali ile ayrılmış bir katodu vardır. Tüm gövde, LED tarafından yayılan ışığı yönlendirmek için bir lens olarak da ikiye katlanabilen bir plastik kapak içine yerleştirilmiştir.
Elektrotlar boyunca bir gerilim uygulandığında, akım anoddan (P tarafı) katoda (N tarafı) doğru akar. Bir elektron, PN bağlantısındaki bir delikle karşılaştığında, daha düşük bir enerji durumuna düşer. İki durumun enerjisindeki fark, PN bağlantısını içeren malzemenin bir özelliği olan ‘Bant boşluğu’ olarak adlandırılır.
Elektronun aşırı enerjisi bir foton olarak yayılır. Daha çok ‘Bant Boşluğu’ daha yüksek enerji farkı ve daha kısa ışık dalga boyu demektir.
LED, dar bir dalga boyunda ışık ürettiğinden, LED tarafından üretilen beyaz ışığın spektrumunu geliştirmek için sıklıkla fosfor kullanılır. Tam spektrumlu ışık üretmek için her biri farklı bir dalga boyu üreten birkaç LED’in birleştirilmesi de mümkündür.
Led’lerin bu verimli çalışma prensibinin sağladığı faydalar ve Led’lerin özellikleri şunlardır:
- Yüksek verimlidirler. Düşük enerji ile yüksek ışık parlaklığı sağlayabilirler.
- Enerji tasarrufu sağlarlar.
- Çok uzun ömürlüdürler ve bakıma ihtiyaç duymazlar. 50000 saati geçen çalışma ömrüne sahip modelleri vardır.
- Şok ve titreşime dayanıklıdırlar. Gövdeleri çok kuvvetlidir, çok düşük ve çok yüksek sıcaklıklarda dahi verimli bir şekilde çalışabilirler.
- İlk satın alma maliyeti yüksek olsa da uzun dönemde hem enerji verimliliği hem de uzun ömrü düşünüldüğünde daha ekonomik bir çözümdür.
- Dimmerlerle kullanılıp parlaklığı artırıp azaltılabilmektedir.
- Yapısında kurşun ve cıva gibi ağır elementler yoktur.
- Isı ve zararlı ışın dağılımı yoktur.
- Renk çeşitliği ile dekoratif olarak hoş görünürler.
- Çok hızlıdırlar. Hemen ışık verebilirler. Enerjilendikten sonra belli bir süre geçmesine gerek yoktur.
- Küçük boyutlu ve hafiftirler. Neme ve suya dayanıklıdırlar.
- Elektrik panolarında kullanılan sinyal lambalarında uzun ömürlü olduklarından dolayı tercih edilirler.
Led’lerin kullanımını 4 farklı kategoriye ayırabiliriz. LED’ler şu işler için kullanılır:
- Bir mesajı iletmek için ışığın doğrudan kaynaktan insan gözüne doğru gittiği görsel sinyaller olarak kullanılır.
- Aydınlatma uygulamalarında kullanılır.
- İnsan görüşü içermeyen süreçleri ölçmek ve etkileşime girmek amacıyla kullanılır.
- LED’lerin ters modda çalıştığı ve ışık vermek yerine olay ışığına yanıt verdiği dar bant ışık sensörlerinde kullanılır.
Günlük hayatta Led’lere TV’lerde, cep telefonlarında, otomobil lambalarında, ev aydınlatmalarında ve aklınıza gelebilecek her türlü elektronik ekipmanda rastlayabilmekteyiz.
