LED Nedir? Işık Yayan Diyot Ne İşe Yarar, Nasıl Çalışır? | Robocombo

LED Nedir?; LED'ler her yerde -telefonlarımızda, arabalarımızda ve hatta evlerimizde tüm gündelik yaşantımızda- karşımıza çıkmaktadır. Bir elektronik cihaz ışık çıkarıyorsa arkasında bir LED bulunması ihtimali çok çok yüksektir. Diyot LED'ler küçük ampuller gibidir. Düşük enerji tüketimi, küçük boyut, hızlı bağlantı ve uzun kullanım ömrü, mobil cihazlar ve diğer düşük güç gerektiren uygulamalar için idealdir. Led Çeşitleri Satın Al

Led Özellikleri

LED, Işık Yayan Diyot (Light Emitting Diode) anlamına gelir. Elektrik enerjisini büyük oranda ışığa döndürür.

LED Yapısı

LED'ler çok yaygındır, çok çeşitli şekil, boyut ve renklerde bulunurlar. En çok kullanacağınız LED'ler, iki ayaklı standart delikli Diyot LED'lerdir. Aşağıdaki görselde iç yapısı gösterilmektedir.

Bir LED'in yapımı sıradan bir diyottan çok farklıdır. Bir LED'in PN eklemi şeffaf, sert plastik epoksi reçine kabuğu ile çevrilidir. Kabuk, yayılan ışığın fotonlarını lense benzeyen kubbeli üst bölümden yukarı doğru odaklanacak şekilde yapılandırılmıştır. Bu yüzden yayılan ışık LED'in üstünde en parlak hali ile görünür. Sıradan bir diyotta olduğu gibi, LED'in pozitif tarafına Anot, negatif tarafına Katot denir. Katot genellikle anot'dan daha kısa bir bacak ile gösterilir. LED'in katot tarafını da gösterebilen düz bir nokta veya çentik vardır. Tüm LED'ler yarım küre şeklinde değildir, bazıları dikdörtgen şeklindedir, bazıları silindiriktir, ancak çoğunlukla aynı şekilde üretilirler

LED Nasıl Çalışır?

Sıradan bir diyot gibi, LED sadece ileri seviye kıvrımlı koşullar da çalışır. LED ileriye doğru eğildiğinde, serbest elektronlar PN eklemini geçer ve deliklerle yeniden birleşir. Bu elektronlar daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir enerji seviyesine düştüğü için, enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde yayarlar. Sıradan diyotlarda enerji ısı olarak, LED'ler de ise enerji ışık olarak yayılır. Bu etkiye Elektrolüminesans denir.

LED Renkleri

Işık yayan diyotlar (LED), kırmızı, yeşil, sarı, mavi, turuncu, beyaz, ultraviyole ve kızılötesi (infrared) ışık olmak üzere geniş bir renk yelpazesinde üretilmektedir. Germanyum veya silikondan yapılan sıradan diyotların aksine, LED'ler galyum, arsenik ve fosfor gibi elementlerden yapılır. Bu elementleri farklı oranlarda karıştırarak üreticiler, aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi farklı renkler yayan LED'ler üretebilir.

Renk	Dalga boyu (nm)	Malzeme
Ultraviyole	<400	ALN, AIGaN
Mor	400-450	InGaN
Mavi	450-500	InGaN, SiC
Yeşil	500-570	GaP, ALGaP
Sarı	570-590	GaAsP, GaP
Turuncu	590-610	GaAsP, GaP
Kırmızı	610-760	AIGaAs, GaAP, GaP
İnfrared	> 760	GaAs, ALGaAs

Bir LED'in gerçek rengi, yayılan ışığın dalga boyu ile belirlenir ve bu da diyotu üretirken kullanılan yarı iletken malzeme tarafından belirlenir. Bu nedenle, bir LED tarafından yayılan ışığın rengi, LED'in gövdesinin rengi tarafından belirlenmez. Led'in gövdesi, sadece ışık çıkışını odaklar ve sönük halde iken gövde rengini gösterir.

LED'in Renklere Göre Voltaj Değerleri

Çoğu LED 10mA ile 30mA arasındaki akımlar için 1.2V ile 3.6V kullanır. Kesin voltaj kullanım değeri elbette kullanılan yarı iletken malzemeye, renge, toleransa ve diğer faktörlere bağlı olacaktır. LED, temelde bir diyot olduğundan, Volt ve miliamper cinsinden değeri renklere göre aşağıda grafikle gösterilmiştir.

NOT: Aksi belirtilmedikçe, normal bir led'in harcadığı enerji 2V'luk bir düşüş ve 20mA akım şeklindedir.

LED Parlaklığı

Bir LED'in parlaklığı doğrudan ne kadar akım çektiğine bağlıdır. Ne kadar fazla akım çekerse, LED o kadar parlak olur. Bir LED'in parlaklığını, içinden geçen akım miktarını kontrol ederek ayarlayabilirsiniz.

Akım Sınırlama Direnci

Bir LED'i doğrudan bir bataryaya veya güç kaynağına bağlarsanız, mümkün olduğunca fazla güç tüketmeye çalışır ve neredeyse anında kendini yok eder. Bu nedenle, LED'e gelen akım miktarını sınırlamak önemlidir. Akım sınırlama için direnç kullanıyoruz. Direnç devredeki elektron akışını sınırlar ve LED'in çok fazla akım çekmesini engeller. Akım sınırlayıcı direnç, LED ve voltaj kaynağı arasına şu şekilde yerleştirilir:

Yukarıdaki devrede, direnç solda Vs voltajına ve sağda Vf voltajına sahiptir. Direnç üzerindeki voltaj, iki voltaj arasındaki farktır (Vs - Vf). Ohm yasasını uygulayarak, akım sınırlayıcı direnç şu şekilde hesaplanır:

Led Bağlantı Örneği

5V DC güç kaynağını direnç ile 1.8V'a düşürerek, kırmızı bir LED bağlı olduğunu düşünün. İleri akımı yaklaşık 10mA ile sınırlamak için gereken akım sınırlama direncinin değerini hesaplayın.

Çözüm:

Yukarıdaki şekli kullanarak, akım sınırlayıcı direnç formülü:

Bu hesaplama, akımı 10mA ile sınırlamak için 320R dirence ihtiyacımız olduğunu göstermektedir. Ancak 320Ω standart olarak tercih edilen bir değer değildir, bu nedenle en yakın yüksek değer olan 330R direnci seçmemiz gerekecektir. 330Ω akım sınırlayıcı direnç için ileri akımı yeniden hesaplayalım:

9.6mA değerinde yeni bir ileri akım değerine sahibiz.

Çok renkli LED'ler (RGB)

Çoğu LED, yalnızca tek renkli ışık üretir. Bununla birlikte, artık tek bir elemandan farklı renkler üretebilen çok renkli LED'ler mevcuttur. Bunlar aslında tek bir pakette üretilen birkaç LED'e sahiptir.

RGB LED'ler

İlk bakışta, RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) LED'ler normal LED'lere benziyor, ancak içinde biri kırmızı, biri yeşil, biri mavi olmak üzere üç LED vardır. Her bir LED'in yoğunluğunu kontrol ederek istediğiniz rengi karıştırarak elde edebilirsiniz.

RGB LED'in dört pini vardır: her renk için bir tane ve ortak bir pin (katot) mevcuttur. Bazılarında, ortak pin anottur ve diğerleri katottur.

İki Renkli LED'ler (Bi-Color)

RGB LED'in aksine, Bi-Color LED, üretim aşamasında mavi LED'den yoksun olarak üretilir. Genellikle, biri kırmızı diğeri yeşil olmak üzere yalnızca iki LED vardır. Her bir LED'in yoğunluğunu kontrol ederek yalnızca Kırmızı ve Yeşil tonlarını karıştırabilirsiniz.

İki renkli LED'in üç pini vardır: her renk için bir pin ve ortak bir pin (katot) mevcuttur. RGB LED'e benzer şekilde, Bazılarında ortak pin anottur ve diğerlerinde katottur.