VŠE O LED

Světlo-vyzařující dioda (LED, Elektroluminiscenční dioda) je elektronická polovodičová součástka obsahující přechod P-N. Prochází-li přechodem elektrický proud v propustném směru, přechod vyzařuje (emituje) nekoherentní světlo s úzkým spektrem. Může emitovat i jiné druhy záření. Tento jev je způsoben elektroluminiscencí.

 
Vícebarevné LED zařízení obsahují dvě paralelně zapojené, opačně polarizované, diody, každá jiné barvy (typicky červená a zelená), umožňující zobrazit dvě barvy, nebo rozsah škály barev, změnou poměru dob po kterou jsou jednotlivé diody rozsvíceny. Jiné zas obsahují sadu diod rozdílných barev uspořádaných do skupin zapojených se společnou anodou nebo katodou. Zde můžeme dosáhnout širší škály různých barev bez toho, že bychom museli měnit polaritu napájení.

Výhody použití LED:
Produkují více světla na watt energie než žárovky (nejmodernější přes 100 lm/W), to je užitečné v zařízeních napájených bateriemi, nebo v úsporných zařízeních.
Mohou vyzářit světlo v požadované barvě bez použití složitých barevných filtrů.
Jejich pouzdro může být navrhnuto k soustředění světla na určité místo. Světelné tepelné (žárovky) a fluorescenční (zářivky) většinou potřebují k soustředění světla vnější optickou soustavu.
V zařízeních, kde potřebujeme funkci „stmívání“ nemění svou barvu při snížení napájecího proudu, na rozdíl o žárovek, které při snížení napájení vydávají žlutější světlo.
Jsou odolné vůči nárazům.
Jsou ideální na použití v zařízeních, kde dochází k častému vypínání a zapínání zařízení, na rozdíl od žárovek, které mohou při častém zapínání a vypínaní snadno shořet.

Mají extrémně dlouhou životnost. Jeden z výrobců vypočítal odhadovanou dobu životnosti jejich LED mezi 100.000 a 1.000.000 hodin (neplatí pro výkonné LED, tam mohou být značně menší hodnoty). U zářivek je obvyklý údaj 8.000 - 12.000 hodin a u typických žárovek 1.000 – 2.000 hodin. Nejčastější příčinou jejich selhání je postupný úbytek jasu, na rozdíl od žárovek, u kterých se nejčastěji přeruší vlákno. Velice rychle se rozsvítí. Typický červený LED indikátor se rozsvítí v řádu mikrosekund. LED používané v telekomunikačních zařízeních mohou mít tyto doby i mnohonásobně kratší.
Jsou velice malé a snadno mohou být osazeny do desky plošných spojů.
Neobsahuji rtuť (na rozdíl od zářivek).

Aplikace, ve kterých jsou LED využity:
• Architektonické osvětlení.
• Indikátory stavu na všech typech zařízení.
• Dopravní světla a značení.
• Světelný zdroj pro systémy automatické kontroly, kde je vyžadováno jasné, soustředěné a homogenní světlo.
• Označení nouzových východů.
• Světla na motocyklech a kolech.
• Hračky a pomůcky pro rekreační sporty.
• Světla na železničních přejezdech.
• V baterkách.
• Jako indikátory.
• Nouzové osvětlení vozidel.
• Tlačítka ve výtahu.
• Úzké a lehké informační tabule odjezdů a příjezdů na letištích a železničních stanicích
• Červené nebo žluté LED jsou používány pro osvětlení přístrojů – například v hodinkách, ponorkách, ve vojenských přístrojích apod.
• Červené, žluté, zelené a modré LED mohou být použity pro modely železnic.
• Dálková ovládání často využívají infračervených LED.
• V optických vláknech, nebo v bezdrátových optických systémech.
• V maticových uspořádáních jako zobrazovače informací.
• Jako senzor pohybu, například v optické myši.
• LED jsou používány v automobilech, autobusech a nákladních autech v brzdných světlech. U nejmodernějších vozidel se začínají používat LED v celém zadním panelu světel.
• Jako podsvícení pro LCD televize a displeje. Dostupnost LED v požadovaných barvách umožňuje zdroj světla s téměř úplným viditelným spektrem.
• Osvětlovací prostředky nové generace bývají vybaveny LED v červeno-zeleno-modrém uskupení (základní barvy, jejichž kombinací lze dosáhnout velké části viditelného spektra barev.
• V Lumalive, světlo vyzařující textilii.
• Jako referenční zdroj napětí průměrné kvality.
• Použití v počítači, pro monitorování aktivity pevného disku a identifikaci zapnutí. Někteří výrobců počítačů používá LED k přitáhnutí pozornosti uživatele (osvětlení komponent). Spousta jich také používá LED k identifikaci stavu počítače (například stav standby).
• V lucernách.
• Ve velkoplošných obrazovkách s kombinací červené, zelené a modré LED lze vytvořit až 160 000 000 barev.
Již více než třicet let jsou LED diody používány v nejrůznějších průmyslových aplikacích, od přepínačů po měřící přístroje, ve spotřební elektronice v HiFi zařízeních, telefonech nebo osobních počítačích, v dopravní signalizaci pro silnice i železnice nebo v osvětlení automobilů, ať už vnitřním nebo vnějším.
Během posledních několika let vzrostla účinnost LED diod na úžasných 100 lm/W v závislosti na barvě. Tento trend bude v budoucnu pokračovat.

Díky tomu, že dnešní bílé LED diody dosahují účinnosti až 15 lm/W - srovnatelné s žárovkami - jsou stále více používány pro běžné osvětlování. V nouzovém a dekorativním osvětlení dosáhly již dříve širokého uplatnění. Dnes těží z výhod LED diod například světelné reklamy, zvláště při použití barevných LED modulů.

Základní principy LED (Light Emitting Diodes)
• LED se skládá z několika vrstev polovodičového materiálu
• připojením LED na stejnosměrné napětí se v aktivní vrstvě generuje světlo
• vzniklé světlo je vyzařováno přímo nebo odrazem
• na rozdíl od žárovek, které vyzařují spojité spektrum, LED vyzařují světlo určité barvy
• barva světla závisí na použitém materiálu
• k výrobě LED s vysokou svítivostí ve všech barvách, od modré po červenou a také s bílým světlem (luminiscenční transformace), jsou používány dva systémy (AlInGaP a InGaN). K dosažení jednotlivých barev je nutno použít různého napětí, protože se zvětšující se frekvencí emitovaného světla roste napětí, při kterém se proud v propustném směru začíná zvětšovat.
Při běžném osvětlování je používáno především bílé světlo. Bílé LED s účinností od 11 - 15 lm/W - což je srovnatelné s naší starou dobrou žárovkou - jsou k dispozici zatím jen několik let. Princip funkce spočívá v excitaci žlutých částic fluorescenční látky smíšené s pryskyřicí modrým zářením emitovaným z čipu diody. Díky mísení modré a žluté vzniká bílé světlo.