Elektrik
Diod pemancar cahaya
Diod pemancar cahaya atau
LED merupakan sejenis
diod semikonduktor yang menghasilkan
cahaya tidak koheren
berspektrum sempit apabila dikenakan voltan elektrik secara ke hadapan
melalui simpang p-n. Prinsip tersebut dikenali sebagai
elektroluminesasi.
LED dikeluarkan dalam pelbagai jenis warna cahaya, bergantung kepada jenis
semikonduktor yang digunakan.
Sebagaimana
diod
biasa, LED terdiri daripada cip semikonduktor yang didopkan untuk
menghasilkan semikonduktor jenis positif atau negatif. Kedua-dua
semikonduktor positif dan negatif dicantumkan bagi membentuk satu
simpang p-n.
Arus elektrik bergerak dari bahagian p, atau anod, ke bahagian n, atau katod. Pembawa cas -
elektron dan lubang - mengalir ke simpang dari elektrod dengan
voltan
berbeza. Apabila elektron bertemu dengan lubang, ia akan jatuh ke
tahap tenaga lebih rendah, dan melepaskan tenaga dalam bentuk
foton.
Panjang
gelombang cahaya dipancarkan, dan dengan itu warnanya, bergantung
kepada jurang jalur tenaga bagi bahan yang digunakan yang membentuk
simpang p-n. Di dalam diod
silikon dan
germanium, elektron dan lubang bergabung semula oleh
transisi bukan radiatif
yang tidak menghasilkan sebarang keluaran optikal. Bahan yang
digunakan di dalam LED mempunyai jurang jalur terus dengan tahap tenaga
menghasilkan gelombang
inframerah, cahaya tampak, ataupun gelombang
ultraungu.
Beberapa cara mengenal pasti kekutuban LED.
Tidak seperti lampu pijar
yang boleh disambungkan tidak mengira kekutuban untuk berfungsi, LED
hanya boleh menyala jika disambung mengikut kekutuban yang betul. Jika
disambung dengan kekutuban yang salah, arus yang sangat sedikit dapat
mengalir, menyebabkan tiada cahaya terhasil. Sesetengah LED boleh
menyala jika disambungkan pada arus ulang-alik (AC), tetapi ia hanya akan menyala semasa voltan positif, menyebabkan LED berkelip mengikut frekuensi bekalan AC.
Kelebihan LED.
- LED menghasilkan lebih cahaya bagi setiap watt berbanding lampu pijar.
- LED
boleh menghasilkan warna tertentu tanpa memerlukan sebarang penapis
cahaya seperti yang digunakan pada lampu tradisional, sekaligus
menjimatkan kos.
- Pembungkusan pepejal LED boleh direka bagi menumpukan cahayanya.
- Bila dimalapkan, warna LED boleh dikekalkan, tidak seperti lampu kalimantang yang akan berubah warnanya kepada kekuningan apabila voltan dikurangkan.
- LED
sesuai digunakan bagi aplikasi dengan kitar hidup-padam yang tinggi
seperti lampu brek, tidak seperti lampu pijar yang mempunyai kitar
hidup-padam yang lebih pendek.
- Sebagai komponen keadaan pepejal, LED sukar dirosakkan akibat hentakan mekanikal.
- LED mempunyai jangka hayat yang sangat panjang, sehingga antara 100,000-1,000,000 jam penggunaan.
- LED akan gagal dengan menjadi malap mengikut masa, tidak seperti lampu pijar yang boleh terbakar secara tiba-tiba.
- LED menyala dengan kadar yang pantas, iaitu beberapa mikrosaat bagi LED merah.
- LED adalah kecil dan boleh dimuatkan pada papan litar bercetak.
- LED tidak mengandungi raksa sebagaimana lampu kalimantang.
Kelemahan LED
- Kos per lumen bagi LED adalah lebih mahal berbanding lampu
pijar. Namun demikian, kos penggunaannya dapat menampung kelemahan ini
kerana LED amat menjimatkan tenaga elektrik.
- Prestasi LED amat
bergantung kepada persekitaran. Prestasi LED akan menjadi kurang baik
jika digunakan pada suhu tinggi, menyebabkannya gagal.
- LED mesti digunakan mengikut voltan yang betul.
- LED
hanya memancarkan cahaya pada satu arah serta dengan sudut kecil
berbanding lampu pijar atau lampu kalimantang pada lumen yang sama.
- LED
kurang sesuai digunakan dalam aplikasi yang memerlukan penumpuan
cahaya yang sangat tajam. Dalam kes ini, laser atau LED laser lebih
sesuai.
