Základní elektronická součástka - Co je LED a jak funguje

LED (zkratka z anglického Light Emitting Diode, česky světlo emitující dioda) je jednou z nejběžnějších a nejdůležitějších elektronických součástek, která se využívá k vytváření světla.

LED najdeme v celé řadě aplikací, od osvětlení, přes displeje, až po indikátory na různých zařízeních. V tomto článku se podíváme na to, co LED vlastně je, jak funguje a jaké jsou její hlavní výhody.

Ukázka modré LED [1]

O co se jedná

LED je polovodičová dioda, která emituje světlo, když jí prochází elektrický proud. Na rozdíl od běžných žárovek, které světlo vytvářejí zahříváním wolframového vlákna, LED generuje světlo díky jevu zvanému elektroluminiscence. Tento proces je mnohem efektivnější a umožňuje LED dosáhnout vyšší životnosti a mnohem nižší spotřeby energie.

Princip fungování

Základní princip

LED je tvořena dvěma vrstvami polovodičového materiálu:

• P-vrstvou (pozitivní vrstva) obsahující díry, které mají kladný náboj.
• N-vrstvou (negativní vrstva) obsahující volné elektrony, které mají záporný náboj.

Když je na LED připojeno napětí správné polarity (tzv. předpětí), elektrony z N-vrstvy a díry z P-vrstvy se setkávají v oblasti zvané PN přechod. Při tomto setkání elektrony "padají" do energeticky nižšího stavu a přebytečná energie je uvolněna ve formě fotonu – tedy světla.

Elektroluminiscence

Světlo, které LED vyzařuje, závisí na použitém polovodičovém materiálu a jeho chemickém složení. Například:

• Červené LED využívají materiály jako hliník-galium-arsenid (AlGaAs).
• Modré a bílé LED jsou založeny na nitridu galia (GaN) nebo oxidu zinku (ZnO).

Výhody

Vysoká energetická účinnost

LED spotřebovávají méně energie než tradiční světelné zdroje, jako jsou žárovky nebo zářivky.

Dlouhá životnost

LED mohou fungovat desítky tisíc hodin, což je mnohem více než u běžných žárovek.

Nízká operativní teplota

Na rozdíl od žárovek LED nepřeměňují velkou část energie na teplo, což zvyšuje jejich efektivitu.

Šetrnost k životnímu prostředí

Neobsahují škodlivé látky, jako je rtuť, a díky své dlouhé životnosti produkují méně odpadu.

Široká škála barev

LED mohou emitovat světlo v různých barvách bez použití filtrů, což zvyšuje jejich flexibilitu v designu.

Použití

LED se využívají v mnoha oblastech:

• Osvětlení: Od domácností až po veřejné osvětlení.
• Displeje: Televize, monitory, a digitální billboardy.
• Indikátory: Malé kontrolky na elektronických zařízeních.
• Automobilový průmysl: Světlomety, brzdová světla a směrovky.

Závěr

LED jako klasická žárovka [2]

LED jsou revoluční součástkou, která změnila způsob, jakým využíváme světlo v našich každodenních životech.

Díky jejich efektivitě, dlouhé životnosti* a všestrannosti se staly neodmyslitelnou součástí moderní elektroniky i osvětlení. Pokud se zajímáte o elektroniku, pochopení principu LED je skvělým prvním krokem.