LED
LED diodoa (ingelesez light-emitting diode), batzuetan diodo argi-igorlea deritzona, argitasuna sortzen duen osagai erdieroalea da. Espektro estuko argi-erradiazio hori sortzeko, LED diodoa polarizaio zuzenaz elikatu behar da, eta gainera, gutxienezko korronte elektrikoak zeharkatu behar du. Kolorea, sortzen den erradiazioaren uhin-luzeraren araberakoa da, erdieroalea osatzen duten osagai kimikoen araberakoa, hain zuzen ere. Erradiazioen uhin-luzera ikustezina denean (infragorriak) IRED diodoa deritzo.
Historiari dagokionez, Generel Electric enpresako Nick Holonyak ingeniariak sortu zuen espektro ikusgarriko lehenengo LED diodoa 1962. urtean.
LED teknologia
Funtzionamenduaren oinarria, atomo bateko elektroia eroapen-bandatik balentzia-bandara ateratzen deneko energia galtzea da. Horren ondorioz, sortzen den fotoiaren erradiazioaren uhin-luzeraren araberako kolorea agertuko da. Kolore hori p-n juntura osatzen duten materialen araberakoa izango da.
Fisikoki plastiko gogorrez estalita izaten dira, eta beraz, argitasuna sortzeko beste aparatuen hauskortasunik ez daukate.
Oraintsu arte, kolorerik arruntenak, gorria, berdea eta laranja izan dira, nahiz eta gaur egun gero eta erabiliagoak diren urdinak edo zuriak.
Bikoloreko diodoak, kolore desberdinetako bi diodo dituzte barruan, antiparaleloan konektatuta elkarren artean, norantza bakoitzean bana. LED diodoa zeharkatzen duen korronte elektrikoaren norantzaren arabera, kolore bat edo bestea piztuz.
Berez keinuak sortzen dituzten LEDak ere badude, barruan multibibratzaile astablea dauzkatenak. Mende honen hasieran OLED (LED diodo organikoak) diodoekin saiakuntzak egiten hasi dira. 2007. urtean oraindik merkaturatu ez badituzte ere (besteak beste, daukaten iraupen motza dela eta), etorkizun oparoa izatea espero da, oraingo osagaiak baino merkeagoak izango direlako, eta edozein itxurako materialen gainean erabili izango direlako.
LED diodoen kolore desberdinak sortzeko honako erdieroale inorganikoak erabiltzen dira:
| Osagaia | Kolorea |
|---|---|
| AlGaAs | Gorria eta infragorria |
| AlGaP | Berdea |
| AlGaInP | Distira handiko gorri-laranja, laranja, horia eta berdea |
| GaAsP | Gorria, gorri-laranja, laranja eta horia |
| GaP | Gorria, horia eta berdea |
| GaN | Berdea |
| InGaN | near ultraviolet, bluish-green and blue |
| SiC substrato bezala erabiliaz | Urdina |
| (Si) substrato bezala erabiliaz | Urdina (oraindik garatzeko) |
| (Al2O3) substrato bezala erabiliaz | Urdina |
| (ZnSe) | Urdina |
| Diamantea (C) | Ultramoreak |
| (AlN), (AlGaN), eta (AlGaInN) | Urruneko azpimoreen inguruan (210nm azpitik) |
Erabilera
- Sortu zirenetik erabili dira sistema elektronikoak piztuta dauden ala ez seinalizatzeko (hala nola, telebistak, irratiak, monitoreak, alarmak, eta abar).
- IRED diodoak, berriz, urruneko aginte sistemetan erbiltzen dira, lehengo telebista eta bideoak kontrolatzeko hasi baziren ere, jadanik aire girotu, musika-kate eta beste makina bat sistema kontrolatzeko erabiltzen dira.
- Kalkulagailu elektroniko, irrati-iratzargailuetan eta beste zenbait osagaietan zenbakiak ikusteko 7 segmentuetan erabiltzen ziren, oraingo joera LCD pantailak erabiltzea bada ere.
- Estadioetako eta hiri handietan kaleetako panel informatibo handiak egiteko ere erabiltzen dira.
- Zuntz optikoaren bidez datuak garraiatzeko ere erabiltzen dira argitasuna dela medio.
- Zirkuitu elektrikoak bata bestearengandik elektrikoki isolatzeko optoisolatzaileetan erabiltzen dira.
- Automobilgintzan eta trafiko-seinaleetan, kotxeen atzeko balazten argiak ordezkatzen hasiak dira led-matrizak (led bakarra izorratuz gero, ingurukoak argitasuna ematen jarraituko dutelako, eta ez dira guztiz itzaliko oraingo goritasun-lanparak bezala).
- Semaforoen argietan ere gero eta gehiago erabiltzen dira.
- Zuri-koloreko LEDak argitasun fokalizaturako erabiltzen hasi dira, hala nola, linterna legez eta lanpara halogenoak ordezkatzeko, energetikoki eraginkorragoak baitira.
Abantailak eta desabantailak
Abantailak
Fluoreszente eta goritasun-lanparen aldean:
- Energetikoki eraginkorragoak dira.
- Ez dira hain hauskorrak.
- Iraunkorragoak dira (100000 ordu fluoreszentearen 30000 orduen parean edo goritasun-lanparen 2000 ordu).
- Argitasuna berehala sortzen dute, ez da itxaron behar.
- Piztu eta itzal daiteke oso azkar, eta sarritan.
- Gainera, fluoreszenteen merkuriorik ez dauka, eta kolore desberdinak lortzeko ez du behar iragazkirik.
Desabantailak
- Luzaroan piztuta daudenean, bai LEDak berak, eta bai seriean konektatzen zaion erresistentziak ere, sortzen duten berotasunak arazoak sor ditzake, ingurugiro beroetan batez ere.
- Argitasuna sortzeko angelua oso estua da fluoreszente edo goritasun-lanparen aldean.
- Semaforoetan erabiltzen dira, eta jendeak ematen dioten ostikoak nabariak dira.
Erabiltzeko kontuan izan behar dena
Fisikoki LED diodoaren anodoari dagokion hankatxoa luzeagoa izaten da katodoa baino. Gainera, diodoari gainetik begiratuz gero, koska izaten du katodoaren aldean.
Fluoreszente eta bonbilak ez bezala, korronte zuzeneko polaritateaz elikatu behar dira.
Zirkuitua diseinatzerakoan kontuan izan behar da LED diodoen alderantzizko polarizazioa, LED diodoek jasan dezaketena oso txikia baita (5 Volt ingurukoa normalean).
LED diodoak modurik egokienean lan egin dezan, kolore motaren araberako tentsioaz elikatu behar da, eta dagokion korrontak zeharkatu behar du. Horretarako, erresistentzia bat konektatzen zaio seriean, bi zeregin beteko dituena:
- bata, igaroko den korronte elektrikoaren balioa mugatuko du;
- eta bestea, elikatze-iturriak emandako tentsioaren eta LEDak behar duen tentsioaren arteko diferentzia bere gain hartzea.
LED diodo arruntenak 30 eta 50 mW bitarteko potentzia elektrikoa xahutzeko gaitasuna izaten dute, eta 10 mA eta 30 mA bitarteko korronte elektrikoak zeharkatu behar ditu argitasuna sor dezaten. Gaur egun, LED handiagoak ere, beraz potentzia handiagokoak, daude merkatuan, korronte elektriko handiagoa behar dutenak ondo funtzionatzeko.
Aldi berean diodo bat baino gehiago piztu behar denean, seriean konekta daitezke erresistentzia bakarraz. Paraleloan, aldiz, arazoak sor daitezke diodoen potentzial-diferentzia desberdinen ondorioz.
Ikus, gainera
Kanpo estekak
- «LED. Argia aldatu da», Zientzia.net, 2011.
