LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء)، وهو صمام ثنائي باعث للضوء، هو جهاز أشباه الموصلات ذو الحالة الصلبة يمكنه تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء مرئي.يمكنه تحويل الكهرباء مباشرة إلى ضوء.قلب LED عبارة عن شريحة شبه موصلة، أحد طرفي الشريحة متصل بالدعم، وطرف واحد هو القطب السالب، والطرف الآخر متصل بالقطب الموجب لمصدر الطاقة، بحيث يتم تغليف الشريحة بأكملها بواسطة راتنجات الايبوكسي.
تتكون رقاقة أشباه الموصلات من جزأين، جزء واحد من أشباه الموصلات من النوع P، حيث تهيمن الثقوب، والطرف الآخر من أشباه الموصلات من النوع N، وهنا الإلكترونات بشكل أساسي.ولكن عندما يتم توصيل هذين أشباه الموصلات، يتم تشكيل تقاطع PN بينهما.عندما يعمل التيار على الشريحة عبر السلك، سيتم دفع الإلكترونات إلى المنطقة P، حيث تتحد الإلكترونات والثقوب مرة أخرى، ثم تنبعث منها طاقة على شكل فوتونات.هذا هو مبدأ انبعاث ضوء LED.الطول الموجي للضوء هو لون الضوء، والذي يتم تحديده بواسطة المادة التي تشكل تقاطع PN.
يمكن أن ينبعث LED مباشرة الضوء الأحمر والأصفر والأزرق والأخضر والسماوي والبرتقالي والأرجواني والأبيض.
في البداية، تم استخدام مصابيح LED كمصادر ضوئية للأجهزة والعدادات.وفي وقت لاحق، تم استخدام مصابيح LED ذات الألوان الضوئية المختلفة على نطاق واسع في إشارات المرور وشاشات العرض ذات المساحة الكبيرة، مما أدى إلى فوائد اقتصادية واجتماعية جيدة.خذ مصباح إشارة المرور الأحمر مقاس 12 بوصة كمثال.في الولايات المتحدة، تم استخدام المصباح المتوهج بقدرة 140 واط ذو العمر الطويل وكفاءة بصرية منخفضة في الأصل كمصدر للضوء، والذي ينتج 2000 لومن من الضوء الأبيض.بعد المرور عبر الفلتر الأحمر، يصل فقدان الضوء إلى 90%، ويترك 200 لومن فقط من الضوء الأحمر.في المصباح المصمم حديثًا، تستخدم Lumileds 18 مصدر ضوء LED أحمر، والتي تستهلك إجمالي 14 واط، بما في ذلك خسائر الدائرة، لإنتاج نفس تأثير الضوء.تعد مصابيح إشارة السيارات أيضًا مجالًا مهمًا لتطبيقات مصدر ضوء LED.
بالنسبة للإضاءة العامة، يحتاج الناس إلى مصادر الضوء الأبيض أكثر.في عام 1998، تم تطوير LED الأبيض بنجاح.يتم تصنيع مصباح LED هذا عن طريق تغليف شريحة GaN وعقيق الألومنيوم Yttrium (YAG) معًا.تنبعث شريحة GaN من الضوء الأزرق (465nm، Wd=30nm)، ويتم تحفيز فوسفور YAG المحتوي على Ce3+ والمصنوع من التلبيد بدرجة حرارة عالية بواسطة هذا الضوء الأزرق وينبعث منه ضوء أصفر بذروة تبلغ 550nLED مصباح m.تم تركيب ركيزة LED الزرقاء في تجويف عاكس على شكل وعاء، مغطى بطبقة رقيقة من الراتنج الممزوج بـ YAG، حوالي 200-500 نانومتر.يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأزرق المنبعث من الركيزة LED، ويتم خلط الجزء الآخر من الضوء الأزرق مع الضوء الأصفر المنبعث من الفوسفور للحصول على الضوء الأبيض.
بالنسبة لمصابيح InGaN/YAG البيضاء، من خلال تغيير التركيب الكيميائي لفوسفور YAG وضبط سمك طبقة الفوسفور، يمكن الحصول على ضوء أبيض بألوان مختلفة مع درجة حرارة لون تتراوح بين 3500-10000 كلفن.تتميز هذه الطريقة للحصول على الضوء الأبيض من خلال LED الأزرق ببنية بسيطة، وتكلفة منخفضة، ونضج تكنولوجي عالٍ، لذلك فهي الأكثر استخدامًا.
