(LED) هو نوع من الصمام الثنائي للوصل (pn) الذي يعمل على مبدأ الإنارة الكهربائية، حيث يتم استعمال مادة تسمى الإنارة الكهربائية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية والتي تساعد فيما بعد في انتشار الطاقة الضوئية، عندما ينبعث الضوء في الاتجاه الأمامي، يسمى الصمام الثنائي الباعث للضوء.
كيف يعمل الصمام الثنائي الباعث للضوء
الصمام ليس سوى الصمام الثنائي الباعث للضوء، والذي نعرفه كشكل من أشكال الصمام الثنائي، عندما يكون الصمام الثنائي على الجانب المنحاز للأمام، تتحرك الإلكترونات بسرعة عند تقاطع الثقب وتنضم باستمرار، لذلك فهو يجعل الذرة بأكملها أكثر استقرارًا وتنفجر قليلاً من الطاقة على شكل حزمة صغيرة أو فوتون من الضوء.
يحتوي على سيليكون من النوع (N) لونه أحمر ويحتوي على إلكترونات، يكون السيليكون من النوع (P) أزرق اللون وبه ثقوب، يعمل مصدر الطاقة إلى الوصلة (pn) على تحيز الصمام الثنائي للأمام ويدفع الإلكترونات من النوع (n) إلى النوع (p) ثم يدفع الفتحات في الاتجاه المعاكس.
تكون الإلكترونات والثقوب متصلة عند التقاطع، حيث يتم إغلاق الفوتونات ومن ثم يتم إعادة ترتيب الإلكترونات والثقوب.
مبدأ عمل LED
يعمل مبدأ عمل LED على مبدأ الكم، وفقًا لنظرية الكم، تنتقل الإلكترونات من مستويات طاقة عالية إلى مستويات طاقة منخفضة، عندما يتم إطلاق الطاقة من الفوتون، فإن المسافة بين مستويين من طاقة الفوتون هي نفسها
إذا كان الصمام الثنائي (PN-junction) في التحيز الأمامي، فقد يتدفق التيار عبر الصمام الثنائي، ثم يرجع تدفق التيار في أشباه الموصلات إلى تيارين في الاتجاه المعاكس للتيار وتدفق الإلكترونات في الاتجاه الحالي.
ومن ثم سيكون هناك إعادة تركيب بسبب تدفق حاملات الشحنة هذه، يشير إعادة التركيب إلى أن الإلكترونات في نطاق التوصيل تقفز أسفل نطاق التكافؤ، عندما تقفز الإلكترونات من نطاق إلى آخر، تصدر الإلكترونات طاقة كهرومغناطيسية على شكل فوتونات وتكون طاقة الفوتون مساوية لفاصل الطاقة المحظور.
استخدامات الثنائيات الباعثة للضوء
- تستخدم مصابيح LED في مصابيح LED المنزلية.
- يستخدم سائل LED كضوء صناعي.
- تستخدم الطرق في إشارات المرور وإشارات الشوارع.
- تستخدم كشاشة عرض على الهاتف المحمول.
- تستعمل في الآلات الحاسبة والساعات الرقمية.
