Rangkuman Dioda Pemancar Cahaya (LED)

Rangkuman Dioda Pemancar Cahaya (LED)

   9:03 PM       Unknown

---

Dioda pemancar cahaya (LED) adalah sebuah semikonduktor sumber cahaya. LED digunakan sebagai lampu indikator di banyak perangkat, dan semakin digunakan untuk pencahayaan. Diperkenalkan sebagai komponen elektronik praktis pada tahun 1962, yang dipancarkan LED awal lampu merah rendah intensitas, tapi versi modern tersedia seluruh panjang gelombang seperti, ultraviolet dan inframerah, dengan kecerahan yang sangat tinggi.

Ketika sebuah dioda bias maju (diaktifkan), elektron dapat bergabung kembali dengan lubang-lubang di dalam perangkat, melepaskan energi dalam bentuk foton. Efek ini disebut electroluminescence dan warna cahaya (sesuai dengan energi dari foton) ditentukan oleh energi celah dari semikonduktor. LED biasanya di daerah kecil (kurang dari 1 mm dan komponen optik terpadu digunakan untuk dapat membentuk pola radiasi dan membantu dalam refleksi. LED memberikan banyak keuntungan atas sumber cahaya pijar termasuk konsumsi energi yang lebih rendah, lebih lama masa pakai, ditingkatkan Robustness, ukuran lebih kecil, lebih cepat beralih, dan lebih besar daya tahan dan kehandalan. Namun, mereka relatif mahal dan memerlukan lebih tepat saat ini dan pengelolaan panas daripada sumber cahaya tradisional.. Saat ini produk LED untuk pencahayaan umum lebih mahal untuk membeli dari sumber lampu fluorescent output yang sebanding.

Mereka juga digunakan dalam aplikasi menikmati beragam seperti pengganti sumber cahaya tradisional di otomotif pencahayaan (terutama indikator) dan sinyal lalu lintas. Airbus menggunakan kilat LED di A320 Enhanced sejak tahun 2007, dan Boeing rencana penggunaannya dalam 787. Ukuran yang kompak LED telah memungkinkan teks baru dan video menampilkan dan sensor untuk dikembangkan, sementara mereka yang tinggi tingkat switching berguna dalam teknologi komunikasi canggih.

Prinsip Kerja

Seperti yang normal dioda, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor diolah dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah pn. Seperti pada dioda lain, arus mengalir dengan mudah dari p-sisi, atau anoda, ke n-sisi, atau katoda, tetapi tidak dalam arah sebaliknya. Charge-pembawa-elektron dan lubang-mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, itu jatuh ke bawah tingkat energi, dan melepaskan energi dalam bentuk foton.

Yang Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya tergantung pada celah pita energi dari bahan-bahan yang membentuk pn. Dalam diode silikon atau germanium, elektron dan lubang bergabung kembali oleh radiasi non-transisi yang tidak menghasilkan emisi optik, karena ini adalah kesenjangan band tidak langsung bahan. Bahan yang digunakan untuk LED memiliki celah pita langsung dengan energi yang berhubungan dengan dekat-inframerah, terlihat atau mendekati sinar ultraviolet.

Kemajuan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan gelombang panjang pendek sehingga menghasilkan cahaya dalam berbagai warna. LED biasanya dibangun di atas substrat tipe-n, dengan elektroda menempel pada lapisan tipe-p diendapkan pada permukaannya. P-tipe substrat, sementara kurang umum terjadi juga. Banyak LED komersial, khususnya GaN / InGaN, juga menggunakan safir substrat.

Kebanyakan bahan yang digunakan untuk produksi LED yang sangat tinggi indeks bias. Ini berarti bahwa banyak cahaya akan dipantulkan kembali ke material pada materi / udara antarmuka permukaan. Oleh karena itu ekstraksi pada LED Light merupakan aspek penting dari produksi LED, beracuan pada banyak penelitian dan pengembangan.

Warna dan bahan-bahan

LED konvensional terbuat dari berbagai anorganik bahan semikonduktor, tabel berikut menunjukkan tersedia warna dengan rentang panjang gelombang, drop tegangan dan material :

	Warna	Panjang gelombang (nm)	Voltage (V)	Bahan semikonduktor
	Infrared	λ > 760	Δ V < 1.9	Gallium arsenide (Gaas) Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
	Merah	610 <λ <760	1.63 < ΔV < 2.03 1,63	Aluminium gallium arsenide (AlGaAs) Gallium arsenide phosphide (GaAsP) Indium gallium aluminium phosphide (AlGaInP) Gallium(III) phosphide (GaP)
	Oranye	590 <λ <610	2.03 < ΔV <2.10	Gallium arsenide phosphide (GaAsP) Indium gallium aluminium phosphide (AlGaInP) Gallium (III) phosphide (GaP)
	Kuning	570 <λ <590	2,10 <ΔV <2,18	Gallium arsenide phosphide (GaAsP) Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Gallium(III) phosphide (GaP)
	Hijau	500 <λ <570	1,9 <ΔV <4,0	Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN) Gallium(III) phosphide (GaP) Gallium (III) phosphide (GaP) Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
	Biru	450 <λ <500	2,48 <ΔV <3,7	Zinc selenide (ZnSe) Indium gallium nitride (InGaN) as substrate Silicon carbide Silicon (Si) as substrate — (under development)
	Violet	400 <λ <450	2,76 <ΔV <4,0	Indium gallium nitride (InGaN)
	Ungu	berbagai jenis	2,48 <ΔV <3,7	Dual blue/red LEDs, blue with red phosphor, or white with purple plastic
	tUltraviolet	λ <400	3,1 <ΔV <4,4	diamond (235 nm) [ 33 ] Boron nitride (215 nm) [ 34 ] Aluminium nitride (AlN) (210 nm) [ 36 ] Aluminium gallium nitride (AlGaN)— (down to 210 nm) [ 37 ]
	Putih	Spektrum luas	ΔV = 3,5	Blue/UV diode with yellow phosphor

Fungsi LED

Penerapan LED terbagi dalam tiga kategori utama:

1.      Sinyal visual aplikasi tempat cahaya berjalan lebih atau kurang langsung dari LED ke mata manusia, untuk menyampaikan pesan atau makna.

2.    Pencerahan di mana lampu LED ini tercermin dari objek untuk memberikan tanggapan visual objek-objek ini.

3.     Menghasilkan cahaya untuk mengukur dan berinteraksi dengan proses yang tidak melibatkan sistem visual manusia.

4.     Menghasilkan cahaya untuk mengukur dan berinteraksi dengan proses yang tidak melibatkan sistem visual manusia.

    

Contoh Aplikasi LED

·           Indikator dan tanda-tanda

Konsumsi energy yang rendah, rendah pemeliharaan dan ukuran kecil LED modern telah menyebabkan aplikasi dapat menampilkan indikator status pada berbagai peralatan dan instalasi. Sangat banyak sekali aplikasi LED dalam peranan indicator dan tanda-tanda, menampilkan LED digunakan sebagai menampilkan stadion dan sebagai dekoratif dinamis display,menampilkan pesan ringan digunakan di bandara dan stasiun kereta api, dan sebagai tujuan menampilkan kereta api, bus, trem, dan feri. Selain itu Cahaya warna tunggal juga cocok untuk lampu lalu lintas dan sinyal, dll.

Penggunaan LED juga memiliki keuntungan karena styling LED mampu membentuk lampu jauh lebih kurus daripada lampu pijar dengan reflektor parabola.  Penerapan LED dalam kabin pesawat penerapan LED dalam layar petunjuk bus

·           Pencahayaan

Dengan perkembangan efisiensi tinggi dan daya tinggi LED itu telah menjadi mungkin untuk menggabungkan LED di pencahayaan dan iluminasi. Penggantian bola lampu telah dibuat serta perlengkapan berdedikasi dan lampu LED. LED digunakan sebagai lampu jalan dan pada tahun 2007, desa Italia Torraca adalah tempat pertama untuk mengubah seluruh sistem pencahayaan LED. Ketangguhan dan life time seumur hidup digunakan dalam pencahayaan otomotif pada mobil, motor dan lampu sepeda.

LED juga digunakan untuk pencahayaan akuarium. Khusus untuk karang akuarium, lampu LED memberikan sumber cahaya yang efisien dengan output panas yang lebih sedikit untuk membantu menjaga suhu akuarium yang optimal selain itu juga dapat disesuaikan untuk menghasilkan warna tertentu spektrum warna ideal karang, ikan dan invertebrata sementara mengoptimalkan photosynethically. radiasi aktif (PAR) yang meningkatkan pertumbuhan dan kelangsungan hidup fotosintetik seperti karang, anemon, kerang, dan macroalgae. Fixtures LED biasanya biaya hingga lima kali lipat nilai yang sama neon atau discharge intensitas tinggi pencahayaan dirancang untuk akuarium karang dan tidak sebagai output tinggi to-date.

LED juga cocok untuk backlighting untuk LCD televisi dan ringan laptop menampilkan dan sumber cahaya untuk DLP proyektor (Lihat LED TV). Layar untuk TV dan komputer display dapat dibuat semakin tipis menggunakan LED untuk backlighting.

Kurangnya IR / radiasi panas ideal untuk membuat LED lampu panggung tepi menggunakan LED RGB yang dapat dengan mudah mengubah warna dan mengurangi pemanasan dari pencahayaan panggung tradisional, serta pencahayaan medis IR-radiasi di mana dapat berbahaya.

Karena LED kecil, tahan lama dan memerlukan sedikit tenaga mereka digunakan dalam perangkat tangan manusia seperti senter.LED strobe lampu atau kamera berkedip beroperasi dengan aman, tegangan rendah, sebagai lawan dari 250 + volt umumnya ditemukan di xenon berbasis flashlamp pencahayaan. Hal ini terutama berlaku untuk kamera pada ponsel, di mana ruang pada premi dan besar tegangan meningkat sirkuit adalah tidak diinginkan. LEDs are used for infrared illumination in night vision applications including security cameras . LED inframerah digunakan untuk penerangan dalam penglihatan pada malam hari aplikasi termasuk kamera keamanan. A ring of LEDs around a video camera , aimed forward into a retroreflective background , allows chroma keying in video productions . Sebuah cincin LED di sekitar kamera video, bertujuan untuk maju ke retroreflective latar belakang, memungkinkan kroma memasukkan dalam produksi video. Penerapan LED pada lampu rumah penerapan LED pada lampu lalulintas

·           Light Sumber Untuk Mesin Sistem Visi

Visi mesin sistem sering membutuhkan pencahayaan yang terang dan homogen, sehingga fitur yang menarik lebih mudah untuk diproses. LED sering digunakan untuk tujuan ini, dan aplikasi bidang ini mungkin akan tetap merupakan salah satu daerah aplikasi besar sampai harga turun cukup rendah untuk membuat sinyal dan aplikasi pencahayaan yang lebih luas. Barcode scanner merupakan contoh yang paling umum visi mesin, dan banyak murah yang digunakan LED merah, bukan laser. LED merupakan sumber cahaya hampir ideal untuk visi mesin sistem untuk beberapa alasan:

1.        Ukuran lapangan diterangi biasanya relatif kecil dan visi mesin sistem ini sering cukup mahal, sehingga biaya sumber cahaya biasanya perhatian kecil. Tapi keuntungannya LED mudah diganti jika rusak meski dalam rangkaian kompleks.

2.        LED elemen cenderung kecil dan dapat ditempatkan dengan kepadatan tinggi di atas berbentuk datar atau bahkan substrat (PCB dll) sehingga sumber terang dan homogen yang dapat dirancang cahaya langsung dari arah dikontrol ketat pada bagian-bagian diperiksa.

3.        LED dapat dengan mudah strobed (dalam kisaran mikrodetik dan bawah) dan disinkronisasi dengan pencitraan. LED daya tinggi tersedia memungkinkan gambar diterangi dengan baik bahkan dengan pulsa cahaya sangat pendek.

4.        LED datang dalam berbagai warna dan panjang gelombang, sehingga dengan mudah menggunakan warna yang terbaik untuk setiap aplikasi, di mana warna yang berbeda dapat memberikan visibilitas lebih baik fitur-fitur yang menarik.

By Yoga Putra Prathama

1115031084